基于ISM大型客機協(xié)同研制供應鏈進度風險的因素識別研究

王丹丹 張穎 高潔 王翯華

摘 要：大型客機項目作為國家戰(zhàn)略規(guī)劃專項，其協(xié)同研制具有技術含量高、協(xié)同管理困難和研制周期長等特點。本文研究了大型客機協(xié)同研制過程中供應鏈進度風險問題。首先，分析了大型客機協(xié)同研制供應鏈進度風險的影響因素和特征;其次，基于ISM結構模型對該系統(tǒng)的供應鏈進度風險及風險傳播路徑進行了剖析;最后，以液冷系統(tǒng)為例進行了案例分析，得到各級風險之間的相關關系，并提出相應的對策建議。

關鍵詞：大型客機;協(xié)同研制供應鏈;進度風險;ISM

本文索引：王丹丹，張穎，高潔，等.基于ISM大型客機協(xié)同研制供應鏈進度風險的因素識別研究[J].中國商論，2022（01）：-079.

中圖分類號：F562 文獻標識碼：A 文章編號：2096-0298（2022）01（a）--05

復雜產品指研制工藝復雜、技術難度大、零部件與產品間關系復雜的高價值大型產品或設施，包括航空復雜產品、大型通信系統(tǒng)、高速列車和復雜武器裝備等。大型客機作為復雜產品的典型代表，具有復雜度高、技術信息量大、生命周期長、涉及人員多等特點。我國大型客機協(xié)同研制產業(yè)鏈尚未成熟，目前采用航空產業(yè)通用的 “主制造商—供應商”管理模式。在此模式下，協(xié)同研制供應鏈上各成員為追求自身利益的最大化，難以切實做到利益和信息共享、成本和風險共擔，均存在一定的博弈行為，故其協(xié)同研制的過程復雜程度高、協(xié)同難度大，給項目進度管理帶來一定風險，成為近年來研究的重點問題。很多專家學者對協(xié)同研制供應鏈進度風險做了大量研究，在風險評估方面，馬帥（2014）[1]運用SPSS統(tǒng)計分析與調查問卷相結合的方法對復雜產品研發(fā)過程風險進行全面評估。王翯華，黃多，陳蓉（2015）[2]運用SCOR模型分析識別了大型客機協(xié)同研制供應鏈風險。在風險分析流程方面，張楠（2017）[3]考慮復雜產品與供應鏈的特點，通過行業(yè)專家驗證綜合提出供應商參與復雜產品開發(fā)情境下供應鏈風險識別和具體流程，王燦，朱建軍（2020）[4]面向復雜產品研制供應鏈業(yè)務流程的風險因素，研究了風險因素、供應鏈績效和風險緩解策略之間的關系。王洪濤，鄭紅陽，禹頌耕（2020）[5]以液冷系統(tǒng)為例，從用戶和研制方兩個角度分析管理和技術對進度產生的影響。在風險控制方面，夏昭天（2014）[6]重點研究了“主—供”模式下復雜產品研發(fā)風險的傳遞，李婷（2016）[7]從風險控制激勵和優(yōu)化兩個方面研究了復雜裝備戰(zhàn)略供應商協(xié)同研制過程中的風險控制問題，王翯華，林興東（2016）[8]從大型客機供應鏈風險入手，對供應鏈的中斷風險、技術風險和財務風險的傳播路徑進行了研究。從文獻調研來看，目前，風險識別模式和方法得到了廣泛研究，但是針對具體對象的風險研究仍然不夠。本文結合已有文獻的研究成果，從大型客機協(xié)同研制供應鏈進度規(guī)劃角度出發(fā)，綜合分析影響進度規(guī)劃的風險因素及產生原因，給出識別方法。

1 大型客機協(xié)同研制供應鏈進度風險及產生原因

大型客機的產品研制過程主要包括預發(fā)展階段、工程發(fā)展階段和批生產與產業(yè)化階段，主制造商聯(lián)合供應商進行產品總體方案定義、初步設計、詳細設計和全面試制、試飛取證等過程。大型客機研制是依據現(xiàn)有的技術水平和研究能力將設計轉化為實物的過程，由模糊的需求和方案到清晰的架構，從波動趨于穩(wěn)定。在產品研制階段，管理活動和技術能力貫穿始終，技術和管理等因素對大型客機的協(xié)同研制起到舉足輕重的作用。

1.1 技術風險

（1）產品技術風險。產品技術風險從大型客機研發(fā)的源頭——總體方案定義開始，首先分析總體方案是否存在不足，再根據產品的功能模塊逐級分解，分析各個功能模塊之間的關系，找出各個子功能目前存在的缺陷，最后從整體出發(fā)，即從整個項目進度、產品性能和費用等方面考慮，找出相關技術風險，預測在未來使用中可能出現(xiàn)的問題。

（2）過程技術風險。產品研發(fā)的過程技術風險是指大型客機研發(fā)過程規(guī)劃與設計不合理導致的產品研制周期長，成本高或產品質量與標準不符。大型客機研發(fā)過程可以分成若干個階段，每一個階段又可以分成許多子活動，根據活動的特點把過程技術風險劃分為活動內和活動間的技術風險。

（3）技術標準風險。技術標準風險是指大型客機在協(xié)同研制過程中，主制造商和供應商未統(tǒng)一技術標準且雙方信息不對等。雙方研發(fā)設備的通用化和技術的標準化都關系到供應鏈協(xié)同研制進度能否順利進行，因此在系統(tǒng)設計之前，雙方應溝通好技術標準，在研發(fā)過程中也要及時反饋信息。

1.2 管理風險

（1）費用管理風險。充足的資金儲備是產品研制成功的先決條件之一，而項目預算又是大型客機項目管理的一項重要內容，成本管理是否成功對供應鏈上各成員的利益分配起決定性作用。因此，費用方面出現(xiàn)的任何問題都可能給大型客機協(xié)同研制帶來風險。本文著重對如下幾個導致費用管理風險的因素進行研究。

第一，項目經費預算不足。經費是大型客機研制項目的基礎保障，如果項目經費預算緊張，則可能導致項目被迫中止。

第二，項目經費分配不合理。若未對經費進行合理分配，則可能會造成項目部分環(huán)節(jié)資金不足或過于充足的資源分配不均局面。

第三，未考慮突發(fā)情況。復雜程度高的大型客機項目研制過程中難免會發(fā)生突發(fā)情況。若未對突發(fā)情況做經費預案，則整個研發(fā)過程的進度將會受到影響。

（2）組織管理風險。組織管理是為了整合協(xié)同研制供應鏈上的有限資源并進行配置，以確保高效完成大型客機項目的研制，組織管理不善則必然帶來風險，其產生原因主要分為如下幾個部分：

第一，主制造商組織管理不善。主制造商作為協(xié)同研制供應鏈上的系統(tǒng)集成者和生產組織者，必須嚴格監(jiān)督控制各級供應商的產品質量水平和質量管理活動，以確保大型客機項目順利開展。若研制進程中主制造商未進行有效的組織管理，則可能會導致發(fā)生預料之外的差錯。

第二，人力資源難以協(xié)同。大型客機的零部件眾多，各級供應商分布在世界各地，國家間具有語言、文化等方面的差異;項目的學科交叉性廣，跨部門、跨公司、跨行業(yè)合作會帶來技術交流上的障礙。

第三，組織結構與項目要求不匹配。組織結構與項目要求不匹配可能導致大型客機項目的組織運作流程無法達到最佳狀態(tài)，繼而影響項目的運作效率。

第四，缺乏有效溝通。在協(xié)同研制的過程中，主制造商與各級供應商、客戶之間缺乏有效的溝通也會給研制的過程帶來風險。

（3）戰(zhàn)略管理風險。為了推進項目最終目標的實現(xiàn)，項目在開展前對未來一定時期內的整體且長遠的目標、發(fā)展方向、任務和政策以及資源調配做出決策是必不可少的。以下三個因素會對大型客機協(xié)同研制項目帶來一定程度上的風險：

第一，戰(zhàn)略制定因素。協(xié)同研制的過程中，若發(fā)展戰(zhàn)略未完全符合供應鏈上各組織成員的利益，則有可能給協(xié)同研制的同盟關系帶來風險。

第二，戰(zhàn)略協(xié)同因素。主制造商與各級供應商因文化背景的差異導致發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃上的分歧過大而帶來的風險。

第三，戰(zhàn)略控制因素。在協(xié)同研制的實際過程中，項目的進展偏離了最初制定的發(fā)展戰(zhàn)略而帶來的風險。

1.3 外部風險

（1）國家政策風險。大型客機作為我國國家戰(zhàn)略工程，受到政府部門的高度重視，政府制定了一系列國家層面的大型客機產業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略規(guī)劃和相關政策，以加強政策規(guī)劃、戰(zhàn)略引導和行政干預。若政策不具有穩(wěn)定性，則大型客機產業(yè)發(fā)展規(guī)劃的實現(xiàn)將難以保障。

（2）市場需求風險。新冠疫情的爆發(fā)使得世界民航運力呈現(xiàn)斷崖式下降，并對全世界的民航市場和企業(yè)帶來了不同程度的影響，疫情的影響范圍從民航業(yè)延伸到整個航空制造業(yè)。在此情況下，市場需求發(fā)生巨變，對原先正在進展或即將開展的協(xié)同研制項目勢必帶來巨大影響。

（3）設備設施供應風險。設備設施的供應是大型客機項目順利進展的基礎，尤其是關鍵的設備設施若無法得到保障，則會影響產品的可靠性，為后續(xù)進展留下隱患。

2 大型客機協(xié)同研制供應鏈進度風險的識別

大型客機協(xié)同研制供應鏈進度風險是指復雜產品在研制過程中，對產品的研制進度產生影響，使產品未能如期完成的潛在或明顯的風險因素。在大型客機研發(fā)過程中，風險具有隱藏性、易變性和復雜性等特點，若要用科學的途徑應對風險帶來的危機，首先要做的就是合理識別這些風險因素。

2.1 進度風險識別過程

對進度風險的識別需要根據風險的種類有針對性地進行，主要有技術風險、管理風險和外部風險三大類。其中技術風險又可從三個維度進行：技術風險識別是將大型客機的產品結構進行分解，以明確風險系數高的產品模塊與部件;過程技術風險識別是將產品研發(fā)的工作步驟進行分解，以識別活動內外部風險;技術標準風險識別是對主制造商和供應商的產品技術標準進行識別，從而確定尚未協(xié)同一致的標準。識別管理風險需判斷經費的分配是否恰當，協(xié)同研制供應鏈上的資源利用是否最大化以及針對一定時期內的全局的、長遠的發(fā)展戰(zhàn)略是否正確。外部風險識別是對國家政策、市場需求、設備設施的供應情況進行深入探究和準確預判，從中獲得相關風險因子。

2.2 常用的進度風險識別方法

（1）依靠風險數據庫。工作人員通過對行業(yè)內部相關風險資料的搜集和整合等得到一個總的風險數據庫。在協(xié)同研制的過程當中，總結各個環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的風險因子，列出問題清單，由專業(yè)人員來識別該環(huán)節(jié)的風險程度。研究人員從數據庫中提取關于大型客機的部分風險因子，如技術風險、管理風險、人員保障風險和市場需求風險等。

（2）分析產品結構與功能缺陷。對大型客機系統(tǒng)行為進行分析，評估產品存在的缺陷對外部環(huán)境造成的影響，再對產品的結構進行分析，建立產品功能缺陷的因素鏈，最終構建基于產品結構的進度風險識別模型。

（3）文獻調研法。針對研究項目和課題的需求有計劃地對文獻資料進行查閱，從而科學了解到大型客機研制過程中影響進度的各種風險因子。

（4）ISM（解釋結構模型）。ISM先把要分析的系統(tǒng)通過梳理拆分成各種子系統(tǒng)，然后分析各個因素之間的直接二元關系，把這種概念模型映射成有向圖，通過布爾邏輯運算，揭示系統(tǒng)的結構，并在不損失系統(tǒng)整體功能的前提下，以最簡潔的層次化有向拓撲圖呈現(xiàn)。

3 案例分析——以液冷系統(tǒng)為例

在大型客機的研制過程中存在著各種進度風險，本文以大型客機的液冷系統(tǒng)為例，利用上述提出的識別方法對風險作識別研究。液冷系統(tǒng)是向外提供流體入口和出口，以收集和排散壓氣機產生的熱量的泵驅單相流體回路。液冷系統(tǒng)的基本功能是將任務系統(tǒng)大功率電子設備產生的熱量傳遞給循環(huán)流動的冷卻液并散發(fā)到大氣中，保障大功率電子設備處于適宜的工作溫度范圍，其設計水平直接決定任務系統(tǒng)能否正常工作和大功率電子設備的使用壽命，屬于高度集成化、小型化的機電熱一體化復雜宇航產品。一個完整的液冷系統(tǒng)由控制器、泵、自控閥、補償器、冷板、過濾器等通過薄壁鋁管等組件連接組成，具有研制周期緊、研制流程長、外協(xié)層次多等特點。

3.1 風險識別步驟

（1）建立進度風險識別核對表。識別液冷系統(tǒng)進度風險因素通過核對表方法識別出風險因素（表1）。

（2）建立結構模型。解釋結構模型在復雜產品系統(tǒng)結構分析中具有很高的應用價值，可以幫助我們了解對象系統(tǒng)內部各要素間的相互關系和系統(tǒng)的結構特點，在識別復雜產品風險因素的問題上有一定的優(yōu)勢。液冷系統(tǒng)可用ISM模型確立進度風險因素之間的影響作用關系，同時基于專家調研法，利用有向圖來表示液冷系統(tǒng)進度風險因子之間的影響關系（圖1）。

根據圖1進度風險因素影響關系圖建立鄰接矩陣，設鄰接矩陣為A，則該矩陣如下所示：

經過運算建立可達性矩陣M=（A+I）4，其中I是單位矩陣，矩陣M如下所示：

定義可達集合R（Si），可達矩陣中的要素Si所對應的行中，包含1的矩陣元素相對應的列要素集合，代表要素Si到達要素。先行集合Q（Si），可達矩陣中要素Si對應的列中，包含有1的矩陣元素所對應的行要素集合，代表到達要素Si要素，交集I=R（Si）∩Q（Si）。

為了清楚地展示液冷系統(tǒng)進度風險要素之間的層級關系，需對進度風險要素進行層級分解處理，最高層表示系統(tǒng)的總目標，往下每一層分別對應表示上一層的原因。根據R（Si）∩Q（Si）=R（Si）的條件來進行層級的抽?。ū?）。

根據R（Si）∩Q（Si）=R（Si）的條件，發(fā)現(xiàn)i=19滿足條件，即S19是系統(tǒng)的最頂層，也是系統(tǒng)的最終目標，再根據條件依次抽取，最終得出S2， S3， S7， S9， S10， S12， S13是系統(tǒng)的第二層; S1， S4， S6， S8， S11， S17是系統(tǒng)的第三層; S5， S16， S18是系統(tǒng)的第四層; S15是系統(tǒng)的第五層; S14是系統(tǒng)的第六層。

通過對進度風險要素的級別進行劃分，級別劃分為

π（S）={L1，L2，L3，L4，L5，L6}={[19]，[2，3，7，9，10，12，13]，[1，4，6，8， 11，17]，[5，16，18]，[15]，[14]}，建立結構模型（圖2）。

3.2 結果分析與管理啟示

（1）風險的傳播路徑對構建風險因素的相互關系起到重要作用。液冷系統(tǒng)進度風險因子結構模型明確了各個風險要素之間的關系和風險的傳播路徑，如案例中風險因子8冷板安裝孔滲漏異常會導致風險因子9漏率異常，最終導致整個液冷系統(tǒng)的風險。

（2）液冷系統(tǒng)風險要素的傳播路徑對于風險因素的控制具有重要影響，根據液冷系統(tǒng)協(xié)同研制的特點，技術人員可以在供應鏈建立之初預測可能出現(xiàn)的進度風險，并采取相應的預防措施，減少不必要的損失。如采取必要手段防止靜電放電現(xiàn)象以減少電子器件受損，并對研制過程中的各環(huán)節(jié)進行密切追蹤，以避免泵轉速異常導致液冷系統(tǒng)無法正常工作的情況。

（3）風險傳播路徑對于建立有效的風險應急機制起著指導性作用，清晰的傳播路徑使得風險的發(fā)生變得有跡可循，應急機制也不再盲目，技術人員可以快速定位風險源頭。

4 結語

本文針對大型客機協(xié)同研制過程中的供應鏈進度風險，運用ISM結構模型法以液冷系統(tǒng)為例進行案例分析，得到了各級風險因子的因果層次，即傳播路徑?；诒疚奶岢龅膮f(xié)同研制進度規(guī)劃風險因素，可進一步進行風險指標體系的構建，并對各級風險進行評估與調整。

參考文獻

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基金項目：國家自然科學基金項目（ 71502073） ;江蘇高校“青藍工程”資助;金陵科技學院科教融合項目（2020KJRH09）。

Study on Identification of Risk Factors of Supply Chain Scheduling for Collaborative Development of Large Aircraft Based on ISM

School of Business JIT? Nanjing， Jiangsu? 211169

WANG Dandan? ZHANG Ying? GAO Jie? WANG Hehua

Abstract： Large aircraft project as a special project of national strategic planning， its collaborative development has the characteristics of high technology content， difficult collaborative management and long development cycle. This paper studies the schedule risk of supply chain in the process of collaborative development of large aircraft. Firstly， this paper analyzes the influencing factors and characteristics of the schedule risk of the supply chain in the collaborative development of large aircraft. Then， this paper analyzes the schedule risk and risk propagation path of the supply chain based on the ISM structure model， and finally takes the liquid cooling system as an example to analyze the case， achieves the correlation between the risks at all levels， and puts forward the corresponding countermeasures and suggestions.

Keywords： large aircraft; collaborative development supply chain; schedule risk; ISM