電線(xiàn)電纜產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)管理可視化研究

馬貴蓁　張彪　郭松川

摘要：為研究復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論在產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)管理領(lǐng)域的應(yīng)用，以電線(xiàn)電纜產(chǎn)品的生產(chǎn)制造過(guò)程為例，對(duì)影響其產(chǎn)品質(zhì)量的所有風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行分析，利用Pearson相關(guān)系數(shù)和專(zhuān)家打分法共同分析風(fēng)險(xiǎn)因素之間的相關(guān)性，由此構(gòu)建了一個(gè)線(xiàn)纜產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)網(wǎng)絡(luò)。使用MATLAB和UCINET對(duì)風(fēng)險(xiǎn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行可視化分析和參數(shù)分析，分析表明：網(wǎng)絡(luò)中少量節(jié)點(diǎn)有著大量的連接，這意味著在網(wǎng)絡(luò)中存在少量的風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量起到關(guān)鍵影響作用。最后，結(jié)合產(chǎn)品生產(chǎn)實(shí)際，提出了相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)防控建議。本研究對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)在生產(chǎn)制造行業(yè)中的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)管理具有重要理論意義和顯著的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)；電線(xiàn)電纜；產(chǎn)品質(zhì)量；風(fēng)險(xiǎn)傳遞及控制

一、引言

自工業(yè)4.0的概念提出后，人類(lèi)將迎來(lái)以信息物理融合系統(tǒng)（CPS）為基礎(chǔ)，以生產(chǎn)高度數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、機(jī)器自組織為標(biāo)志的第四次工業(yè)革命。戰(zhàn)略質(zhì)量管理模式質(zhì)量4.0也隨之而來(lái)，這是質(zhì)量管理發(fā)展與進(jìn)化的第四個(gè)階段。各行各業(yè)改革創(chuàng)新、高質(zhì)量發(fā)展是貫徹新發(fā)展理念的根本體現(xiàn)，是建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系的必由之路。

產(chǎn)品質(zhì)量是制造業(yè)能否長(zhǎng)久持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素，本研究用理論數(shù)據(jù)為電線(xiàn)電纜行業(yè)的內(nèi)部管理和優(yōu)化提供了客觀(guān)的決策依據(jù)。并進(jìn)一步分析風(fēng)險(xiǎn)因素之間可能存在的關(guān)聯(lián)和傳遞現(xiàn)象，在解決目前電線(xiàn)電纜行業(yè)面臨的困擾和風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，也為其他制造業(yè)提供了新的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)管理思路。本研究在實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中的應(yīng)用，可為企業(yè)帶來(lái)以下現(xiàn)實(shí)意義：降低風(fēng)險(xiǎn)；有效降低產(chǎn)品因發(fā)生質(zhì)量事故而帶來(lái)的損失，減少質(zhì)量成本投入；提升產(chǎn)品可靠性，保證品牌影響力；降低產(chǎn)品返工率，綠色節(jié)能。

二、理論研究現(xiàn)狀

經(jīng)典的風(fēng)險(xiǎn)管理步驟是從風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、衡量、控制再到評(píng)價(jià)，相應(yīng)的研究?jī)?nèi)容主要以識(shí)別出關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)因素從而采取防控措施為主，如王婧等人運(yùn)用決策實(shí)驗(yàn)室分析法（DEMATEL）和解釋結(jié)構(gòu)模型（ISM）探究藥品冷鏈物流質(zhì)量影響因素之間的相互關(guān)系，建立了多層遞階結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行量化研究，由此確定關(guān)鍵性因素。

但隨著研究的深入，國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者已經(jīng)不僅局限于找出風(fēng)險(xiǎn)因素，而且還要對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因子之間可能存在的關(guān)聯(lián)進(jìn)行分析，以研究風(fēng)險(xiǎn)因素的傳遞特性，使風(fēng)險(xiǎn)管理的研究更加貼近實(shí)際。楊琳以城市地下綜合管廊為例，借助網(wǎng)絡(luò)可視化分析工具NetMiner分析復(fù)雜工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)網(wǎng)絡(luò)的特征參數(shù)，并進(jìn)一步剖析復(fù)雜工程項(xiàng)目中的風(fēng)險(xiǎn)傳遞現(xiàn)象。李存斌等人在考慮風(fēng)險(xiǎn)跨空間交互的前提下，著重從拓?fù)鋵用娣治鲴詈辖Y(jié)構(gòu)下風(fēng)險(xiǎn)的傳遞和演化過(guò)程，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)分析了幾種不同交互系數(shù)節(jié)點(diǎn)故障的風(fēng)險(xiǎn)傳遞過(guò)程和不同攻擊模式下系統(tǒng)的崩潰過(guò)程，并將其應(yīng)用于能源互聯(lián)網(wǎng)。

不少學(xué)者利用傳播動(dòng)力學(xué)原理研究風(fēng)險(xiǎn)傳遞的特性，如王冬研究了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)傳播動(dòng)力學(xué)的影響，基于矩陣擾動(dòng)方法，研究了網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)中心性指標(biāo)以及最佳增邊策略，即通過(guò)對(duì)原始網(wǎng)絡(luò)增加一條邊，誘導(dǎo)出增邊前后傳播動(dòng)力學(xué)特征的差異，獲得了傳播流行率增加的最大值及其對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提出了促進(jìn)傳播的最優(yōu)增邊策略。汪玉亭利用傳染病模型中的動(dòng)力學(xué)原理，構(gòu)建了一種基于SEIRS的建設(shè)工程質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)傳遞模型，發(fā)現(xiàn)當(dāng)質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)傳遞閾值在某一個(gè)區(qū)間時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)將逐步衰減直至消失，可通過(guò)控制傳遞閾值來(lái)控制風(fēng)險(xiǎn)。周漩提出了一種利用節(jié)點(diǎn)效率來(lái)評(píng)估復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)功能魯棒性的方法，綜合考慮節(jié)點(diǎn)失效的全局影響性。

在關(guān)注質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)于供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)上的傳播等研究成果發(fā)現(xiàn)：產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程離不開(kāi)供應(yīng)鏈中不同角色的共同參與，將影響產(chǎn)品質(zhì)量的所有因素視為風(fēng)險(xiǎn)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論運(yùn)用于產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)傳遞及控制研究上具有較強(qiáng)的理論創(chuàng)新性、可行性和實(shí)踐性。

三、影響電線(xiàn)電纜產(chǎn)品質(zhì)量的風(fēng)險(xiǎn)網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建

（一）線(xiàn)纜產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別

風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別是風(fēng)險(xiǎn)管理過(guò)程中首要的關(guān)鍵步驟，為保證線(xiàn)纜產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別階段的科學(xué)性，本研究首先采用文獻(xiàn)分析法對(duì)現(xiàn)階段質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)領(lǐng)域的相關(guān)研究進(jìn)行總結(jié)與創(chuàng)新，明確研究方法；其次通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比，查詢(xún)不同種類(lèi)的線(xiàn)纜相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，了解線(xiàn)纜產(chǎn)品質(zhì)量好壞的評(píng)定依據(jù)；然后通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)溯源，利用因果圖、故障樹(shù)等工具從結(jié)果中尋求原因，分析導(dǎo)致質(zhì)量問(wèn)題的相關(guān)因素，最后，結(jié)合專(zhuān)家、管理者和生產(chǎn)者等多角色的討論和頭腦風(fēng)暴法對(duì)貫穿于整個(gè)產(chǎn)品生命周期的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行總結(jié)。本研究在2021年10月-2022年6月期間調(diào)研了來(lái)自不同地區(qū)的20家電線(xiàn)電纜生產(chǎn)基地，包括北京、深圳、廣州、福州、昆明等地，共同收集了線(xiàn)纜產(chǎn)品可能存在的全部質(zhì)量問(wèn)題。進(jìn)而將風(fēng)險(xiǎn)因素歸為人員因素（M1）、機(jī)器因素（M2）、材料因素（M3）、方法因素（M4）、檢測(cè)因素（M5）、環(huán)境因素（E）六類(lèi)，構(gòu)成影響線(xiàn)纜產(chǎn)品質(zhì)量的風(fēng)險(xiǎn)因素集為：

U={M1，M2，M3，M4，M5，E}

（二）風(fēng)險(xiǎn)網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建

根據(jù)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)理論，將識(shí)別出的風(fēng)險(xiǎn)因素視為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，通過(guò)分析因素之間是否存在關(guān)聯(lián)來(lái)確定節(jié)點(diǎn)之間的連邊，從而得到一個(gè)線(xiàn)纜產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)網(wǎng)絡(luò)。在本研究中定義“0”表示兩個(gè)因素之間沒(méi)有關(guān)聯(lián)；“1”表示兩個(gè)因素之間存在關(guān)聯(lián)，得到一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素關(guān)聯(lián)矩陣，即0～1鄰接矩陣，以下稱(chēng)“鄰接矩陣A”。

假設(shè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)有N個(gè)節(jié)點(diǎn)，在0～1鄰接矩陣中，矩陣的行為i（i=1，2，3，…，n）；列為j（j=1，2，3，…，n）；“0”表示兩個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素不存在關(guān)聯(lián)，“1”表示兩個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素之間存在關(guān)聯(lián)，則鄰接矩陣A表示為

A＝0? ? a■? ? a■? ? ? ?a■a■? 0? ? ?a■? …? ?a■a■? a32? ? 0? ? ? ? ?a■? ? ? ■? ? ? ? ？塤? ?■a■? a■? ?a■? …? ?0

本研究定義，鄰接矩陣A的行代表“因”，即該節(jié)點(diǎn)是風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)出方，對(duì)其他節(jié)點(diǎn)造成影響；列代表“果”，即該節(jié)點(diǎn)是風(fēng)險(xiǎn)的接受方，受其他節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生影響。所以，本研究構(gòu)建的鄰接矩陣A不一定是對(duì)稱(chēng)矩陣。為保證分析數(shù)據(jù)的科學(xué)合理，本研究結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素之間的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行分析?？紤]到因素之間的復(fù)雜性，定量分析數(shù)據(jù)采用Pearson 相關(guān)系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，篩選出顯著性水平高于0.05且正相關(guān)性的因子；而對(duì)于無(wú)法進(jìn)行量化的因素則采用專(zhuān)家打分法對(duì)風(fēng)險(xiǎn)要素之間是否存在關(guān)聯(lián)進(jìn)行判斷。本次研究邀請(qǐng)了來(lái)自復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域研究、質(zhì)量工程研究和線(xiàn)纜生產(chǎn)的相關(guān)專(zhuān)家共21位，共同對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素之間的關(guān)聯(lián)度進(jìn)行判斷，最后選取判斷意見(jiàn)較多的指標(biāo)作為最終的鄰接矩陣A。

使用UCINET①對(duì)鄰接矩陣A進(jìn)行分析（版本：UCINET6，操作系統(tǒng)：Windows10），顯示該復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1，其中，箭頭表示風(fēng)險(xiǎn)因素之間傳遞的方向性。

四、風(fēng)險(xiǎn)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)分析

在本研究中，設(shè)N為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)總數(shù)，K為網(wǎng)絡(luò)的平均度，則：

式中ki為節(jié)點(diǎn)i的節(jié)點(diǎn)度。

設(shè)L為網(wǎng)絡(luò)平均路徑長(zhǎng)度，則：

設(shè)E為網(wǎng)絡(luò)效率，則：

設(shè)C為網(wǎng)絡(luò)的聚類(lèi)系數(shù)，則：

式中，Mi為風(fēng)險(xiǎn)節(jié)點(diǎn)i與其相鄰節(jié)點(diǎn)間存在的邊數(shù)。

使用UCINET對(duì)網(wǎng)絡(luò)的整體參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，得到表1中的參數(shù)值。

上述計(jì)算結(jié)果表明，在線(xiàn)纜產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)網(wǎng)絡(luò)中，聚類(lèi)系數(shù)為0.522，平均路徑長(zhǎng)度為1.848，網(wǎng)絡(luò)密度為0.219，平均度為13.556，網(wǎng)絡(luò)效率為0.792?？梢?jiàn)線(xiàn)纜質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)網(wǎng)絡(luò)的集聚程度和連通性水平比較高。風(fēng)險(xiǎn)各個(gè)要素之間的聯(lián)系比較緊密，任意兩個(gè)風(fēng)險(xiǎn)要素之間平均最少只需經(jīng)過(guò)一個(gè)節(jié)點(diǎn)便形成聯(lián)系，表明在線(xiàn)纜生產(chǎn)制造過(guò)程中，影響其產(chǎn)品質(zhì)量的風(fēng)險(xiǎn)因素之間至少平均通過(guò)一次生產(chǎn)流程即可造成影響。網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)節(jié)點(diǎn)之間連接較近、距離較短。與聚類(lèi)系數(shù)不同的是，線(xiàn)纜質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)網(wǎng)絡(luò)雖然集聚程度和連通性水平都較高，但卻有著較低的網(wǎng)絡(luò)密度，說(shuō)明線(xiàn)纜質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)網(wǎng)絡(luò)存在富俱樂(lè)部現(xiàn)象。富俱樂(lè)部現(xiàn)象是指網(wǎng)絡(luò)中的hub節(jié)點(diǎn)之間有著緊密的連接，進(jìn)而形成了網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)核心團(tuán)隊(duì)。為證實(shí)上述觀(guān)點(diǎn)，進(jìn)一步使用MATLAB計(jì)算富俱樂(lè)部系數(shù)如圖2所示.

由圖2可以看出：該富俱樂(lè)部系數(shù)φ（k）隨著k的增大而增大，意味著線(xiàn)纜質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)網(wǎng)絡(luò)中hub節(jié)點(diǎn)之間有著比其他外圍節(jié)點(diǎn)更加緊密的連接，形成了一個(gè)富俱樂(lè)部，富俱樂(lè)部中的風(fēng)險(xiǎn)節(jié)點(diǎn)對(duì)線(xiàn)纜產(chǎn)品質(zhì)量有著關(guān)鍵影響作用。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的模塊性指標(biāo)Q的取值大于等于0.3時(shí)，意味著網(wǎng)絡(luò)中存在明顯的社區(qū)結(jié)構(gòu)。本研究中，分別取最小/最大社區(qū)數(shù)為2和10，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

結(jié)果計(jì)算表明，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)被劃分為10個(gè)社區(qū)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的模塊性指標(biāo)系數(shù)Q值為0.057，是所有劃分方式中最大的Q值，但此Q值遠(yuǎn)小于0.3，表明該風(fēng)險(xiǎn)網(wǎng)絡(luò)的社區(qū)劃分是不明顯的，即社區(qū)結(jié)構(gòu)不顯著。

綜上可知，線(xiàn)纜產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)具有無(wú)標(biāo)度特性的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中各風(fēng)險(xiǎn)節(jié)點(diǎn)聯(lián)系比較緊密，且少量風(fēng)險(xiǎn)節(jié)點(diǎn)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量存在較大影響，但不存在明顯的社區(qū)結(jié)構(gòu)。繼續(xù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的特征參數(shù)進(jìn)行分析，計(jì)算結(jié)果如表3所示。

五、結(jié)論與建議

（一）結(jié)論

影響線(xiàn)纜產(chǎn)品質(zhì)量的因素涵蓋“人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)”六大因素，在本研究中細(xì)分為63種具體因素，覆蓋了產(chǎn)品從原材料到拉絲、絞線(xiàn)、擠塑、成纜、包裝、運(yùn)輸、裝配等生命全周期。通過(guò)對(duì)構(gòu)建的風(fēng)險(xiǎn)網(wǎng)絡(luò)分析發(fā)現(xiàn)，線(xiàn)纜質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)具有小世界和無(wú)標(biāo)度特性，且無(wú)社區(qū)結(jié)構(gòu)劃分的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。

根據(jù)節(jié)點(diǎn)重要度排序以及對(duì)風(fēng)險(xiǎn)節(jié)點(diǎn)的測(cè)度，將節(jié)點(diǎn)度值、接近中心度、中間中心度、特征向量分布進(jìn)行排序，結(jié)合表3篩選并確定了影響線(xiàn)纜產(chǎn)品質(zhì)量的10個(gè)關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)節(jié)點(diǎn)。分別是R37，R10，R48，R40，R1，R57，R2，R15， R26，R13。

（二） 建議

結(jié)合數(shù)據(jù)分析與仿真結(jié)果，線(xiàn)纜產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)防控優(yōu)先舉措為把控好出度值與入度值較高的風(fēng)險(xiǎn)節(jié)點(diǎn)，防止風(fēng)險(xiǎn)向下一級(jí)傳遞或被其他節(jié)點(diǎn)所影響。以關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)節(jié)點(diǎn)的管理為抓手，線(xiàn)纜生產(chǎn)制造行業(yè)應(yīng)做好：

規(guī)范生產(chǎn)方法和工藝流程，制定好適合本企業(yè)質(zhì)量管理的相關(guān)條例，在生產(chǎn)活動(dòng)中認(rèn)真執(zhí)行好相應(yīng)的規(guī)章制度，杜絕經(jīng)驗(yàn)主義、主觀(guān)判斷；加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理生產(chǎn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中造成的工藝瑕疵和損傷正確研判，并采取有效應(yīng)對(duì)措施；通過(guò)管理培訓(xùn)、績(jī)效激勵(lì)等加強(qiáng)生產(chǎn)人員、檢驗(yàn)人員、裝配人員等的職業(yè)素養(yǎng)，切實(shí)提高相關(guān)人員的質(zhì)量意識(shí)和知識(shí)儲(chǔ)備；實(shí)事求是，不欺瞞、不偽造生產(chǎn)數(shù)據(jù)；加強(qiáng)對(duì)原材料供應(yīng)商的管理，從源頭對(duì)線(xiàn)纜產(chǎn)品質(zhì)量實(shí)現(xiàn)根本保障。

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＊基金項(xiàng)目：基于 MolSpaxeX VR 質(zhì)量管理工程聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室建設(shè)（201802213005）。

（作者單位：馬貴蓁，昆明理工大學(xué)管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)院；張彪，昆明理工大學(xué)管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)院、昆明理工大學(xué)質(zhì)量發(fā)展研究院；郭松川，三川電纜集團(tuán)）