基于风险-资源投入匹配的供应链弹性模型

刘家国，刘潇琦，徐小峰

（1哈尔滨工程大学经济管理学院，黑龙江哈尔滨150001；2中国石油大学（华东）经济管理学院，山东青岛266580）

基于风险-资源投入匹配的供应链弹性模型

刘家国1，刘潇琦1，徐小峰2

（1哈尔滨工程大学经济管理学院，黑龙江哈尔滨150001；2中国石油大学（华东）经济管理学院，山东青岛266580）

供应链弹性的构建是供应链应对突发风险的有力工具。从资源投入的角度出发，提出了供应链弹性资源投入与供应链风险匹配框架，从而阐述了供应链弹性只有保持在合理水平之中企业才能获得竞争优势。在此基础上引入模糊隶属度概念，提出改进的供应链弹性匹配模型，并通过示例说明了所提出的模型比简单相似系数匹配模型更有效。对供应链弹性构建实践具有参考价值。

供应链弹性；供应链弹性衡量；弹性资源投入；供应链风险

当前，全球经济一体化达到了空前的高潮。在2012年苹果公司公布的156家供应商分布在全球各地，其外部采购成本占苹果全球产品线（材料、制造和装配）成本的97%［1］。在全球化商业环境的背景下，供应链的范围和复杂性比以往大大增加。工业界通常采用的零库存、单一供应源，在提高供应链效率的同时也导致了供应链面临更高概率的中断风险［2⁃3］，供应链任何环节的“断裂”都会影响整个链的运行［4⁃6］。对于供应链中断（disruption）、供应链脆弱性（vulnerability）、供应链突发风险预测难度大，传统的风险管理方法效果甚微。供应链弹性（resilience）理论正是在这种情况下孕育而生，它最基本的假设并不是所有的供应链风险事件都可以避免，并力图发展一套适应能力，使得供应链能够以最低成本，有效地从中断事件中恢复。供应链弹性是供应链的一种综合能力，是供应链风险管理系统不断进化的结果［6］。供应链弹性构建的方法很多，最常见方法是提高供应链冗余，增加弹性预嵌［7⁃8］，但这可能带来运营成本的大幅增加。使用这种方法要考虑供应链弹性匹配问题，因为弹性不足，会使供应链暴露于风险之中，而弹性过渡又会损伤供应链绩效，因而供应链弹性大小必须与所面临的风险匹配，否者供应链弹性作为供应链的竞争优势将不复存在［9⁃10］。基于此，本文从资源投入的角度考量供应链弹性，利用改进相似度系数构建供应链弹性匹配模型，回答供应链弹性资源投入如何与供应链风险匹配等问题。

1 供应链弹性衡量

1.1 供应链弹性内涵

供应链弹性内涵是多维的，也是多个学科的融合，它最初来自材料学、生态学和心理学等研究。材料科学中的弹性指材料变形之后恢复到初始形状的能力，特别是物体受外力作用变形后，除去作用力时能恢复原来形状的性质［11⁃12］。生态学中的弹性是指生态系统在遭到扰动（disturbance）后恢复到初始结构和功能的程度、方式及速度［13⁃14］，它包括弹力（elasticity）、振幅（amplitude）、滞后（hysteresis）、延展性（malleability）、阻尼（damping）等5个维度。心理学中的弹性研究更广泛，可以从个体、组织等多个视角研究，但都强调从逆境中成长［15⁃16］。本文认为供应链弹性是当供应链网络系统在风险发生之后恢复到初始状态或理想状态的能力。

1.2 供应链弹性与弹性资源投入

供应链弹性与弹性投入关系如图1所示。

图1 供应链弹性与弹性投入关系Fig.1 The relationship between supply chain resilience and resilience resource input

作为供应链弹性构建中的重要步骤，供应链弹性衡量是不可或缺的，只有通过弹性衡量才能获得反馈，使得供应链弹性达到最佳效果。目前供应链弹性衡量思路大都是基于供应链弹性的“表现”。文献［17］从弹性定义出发，对供应链弹性的衡量可分为2方面：

1）恢复到正常状态的速度：速度越快，恢复时间越短，说明供应链弹性越好；

2）供应链网络在受到冲击且恢复到正常状态后与原状态的差距：代表了失效带来的损失，恢复到与原有状态越接近，代表损失越小，弹性就越好。但供应链弹性是对应系统受到冲击而言，系统在不受外部冲击的时候表现不出其弹性的好坏。供应链突发事件具有低概率、高冲击的特点［18⁃19］，在大多数情况下，供应链弹性并不能直接表现出来。仅依靠供应链突发事件后的表现来评估供应链弹性能力是远远不够的，更不利事前的供应链弹性构建与决策。

供应链弹性的获得一般会付出代价，这表现为为获得供应链弹性而投入的各种资源。这些投入资源的增加必定导致供应链运作成本的上升，例如为了维持较高的生产弹性，必然要采用较先进的弹性生产设备，维持一定的剩余生产能力，就需要雇佣素质较高的员工。因此，供应链弹性资源的投入是供应链弹性获得源头，它直接决定了供应链弹性的大小。即可以从供应链弹性源头出发来衡量弹性的大小。供应链弹性高低应与供应链弹性资源投入呈正比，供应链弹性资源投入越大，供应链弹性越大。

1.3 匹配框架

文献［20］认为供应链弹性主要受2种因素影响：供应链能力与供应链脆弱性，其中前者是正向影响，后者是负向影响。对于供应链能力是指供应链系统应对顾客需求变化的能力，这种能力不仅取决于每个成员所具备的组织能力水平，而且取决于供应链上下游之间信息流、物流和资金流协调的能力水平；供应链脆弱性是随机干扰的存在，这些干扰会导致供应链中的因素或原料偏离正常的、预想的、计划中的状态，会对供应链中的制造商和他的合作者产生负面的影响。但供应链能力与供应链脆弱性难以测量，二者匹配在实践中难以操作。本文认为供应链弹性是弹性的强化因素和弹性的障碍因素共同作用的结果。其中弹性强化因素主要表现为供应链弹性资源的投入；供应链弹性的障碍因素主要表现为供应链风险。由此，本文提出了供应链弹性匹配框架，具体如图2所示。

图2 供应链弹性匹配框架Fig.2 The match framework of supply chain resilience

供应链弹性综合能力在资源投入和风险的作用下会形成3种潜在状态。2个潜在状态A和C被认为是不匹配的状态，这对企业来说是不利的：A状态由于过度风险使企业暴露于风险之中，供应链中断随时可能发生，并造成严重后果；C状态由于过渡的供应链弹性资源投入供应链虽然具有极高的弹性，但此时的供应链运作成本过高，很可能被市场淘汰。只有在潜在状态B的情况下，企业的供应链弹性资源投入与供应链风险得到了匹配，供应链不暴露企业风险、又不侵蚀企业利润，最终达到提高企业绩效、获取竞争优势的目的。

2 模型构建

2.1 模型参数设置

为准确表示供应链弹性投入测度函数，对模型参数及符号说明见表1。供应链本身规模越大，复杂度越高，供应链出错的概率呈指数增加。导致供应链复杂度增加的原因很多，主要包括供应商遍及全球，库存单位增多，产品寿命周期越来越短，市场越来越细，客户需求越来越高；在零售方面，市场渠道越来越多，必须实现渠道间平衡并进行精心调整，以实现商业绩效优化。

表1 参数与变量表Table 1 Parameter and variable

2.2 匹配模型

2.2.1 供应链弹性与弹性投入关系

根据上节分析，供应链弹性与弹性资源投入成正比，所以有

SCRes＝K×Rinput

其中弹性资源投入是弹性相对投入，这考虑了供应链规模后的平均投入力度，即

Rinput＝Input／SCC

综上，式（3）代入式（1）可得供应链弹性与供应链弹性资源投入之间关系为

2.2.2 供应链弹性投入匹配

根据上节的分析，供应链弹性投入必须与风险等级匹配，合理的供应链弹性投入能够抵挡供应链外部的风险。所以，为了评估供应链弹性资源投入的合理性，本部分将依供应链弹性投入与供应链风险匹配度构建供应链弹性投入测度模型。

在这里引入模糊隶属度概念。设SCRes与SCRisk各等级特征的特征值分别为（SCRes），（SCRisk），i，j＝1，2，3分别对应高、中、低3个等级。各等级隶属度由专家组协商后给出，则相应各等级模糊特征值的比例系数rij为

当考虑模糊比例系数的一般情况，有

如果只考虑各等级之间的匹配程度，则供应链弹性投入与风险等级匹配度为

式中：特征权数dj，j＝1，2，3，可取（SCRes）（SCRisk），它表示该层匹配对整体匹配的贡献度，则

只考虑各等级之间的匹配程度在某些情况下模糊比例系数，并不能很好区分匹配度，例如供应链弹性投入向量U-（SCRes）＝（1，0，0）与供应链风险等级向量U-（SCRisk）＝（0，1，0）的匹配度Match为0；供应链弹性投入向量U-（SCRes）＝（1，0，0）与供应链风险等级向量U-（SCRisk）＝（0，0，1）的匹配度Match同样为0。但二者却有一定差别，前者供应链弹性投入与风险等级更相似。

为解决上述问题，可进一步考虑不同风险等级之间的关联系数，即供应链弹性投入匹配风险等级交叉关联系数aij。aij可以根据应用层次分析法，或综合专家意见确定。此时修正的供应链弹性投入与风险等级匹配度可表示为

式中：aij表示不同等级之间的关联系数，根据实际情况，依据5位专家意见设定aij的值如表2所示。从表中可以看出相同等级关联系数值为1，等级差别越大关联系数值越小。

按照以上设定，运用以上2个模型分别计算几组示例如表3所示。从表3可知改进的模型匹配度及判断更准确。有了匹配模型，决策者可以依据模型提供的步骤评估供应链弹性资源投入与供应链风险的匹配程度，并根据评估结果制定供应链弹性建设规划。本文所提出的供应链弹性匹配框架及模型是建立在决策者风险偏好中性的基础上。在实践中，供应链弹性投入多少有可能取决于决策者风险偏好。决策者风险偏好不同，所采取的弹性投入策略也应不同。对于风险厌恶类型决策者来说，他们愿意采用较高的供应链弹性投入，期待供应链具有较高的弹性应对风险的发生；对于风险偏好类型决策者来说，不论风险发生概率高低，他们都愿意采用较少的投入，或者对于供应链弹性的投入仅能维持日常的风险，他们更愿意相信那些小概率事件不会发生。不论如何，决策者可以参考修正模型对供应链弹性构建作进一步分析和决策。

表2 aij值分布表Table 2 The value of aij

表3 改进模型比较表Table 3 Comparison of the models

3 结束语

供应链弹性是供应链应对不确定性的重要工具，但是弹性的获得一般会付出代价。供应链弹性资源投入就是这种代价的具体表现。对供应链来说，弹性过高或过低都不是理想的选择，供应链弹性需要保持一个合理的水平即可。在阐述供应链弹性的基础上，本文首先提出供应链弹性匹配框架，认为供应链弹性资源投入应该与供应链风险匹配，使得供应链弹性保持合理水平，保障供应链弹性具有核心竞争力。在此基础上，引入模糊隶属度概念，提出改进的供应链弹性匹配模型，并通过算例说明了本文所提出的模型可行性和优越性。

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Supply chain resilience model from the perspective of risk⁃resource input matching

LIU Jiaguo1，LIU Xiaoqi1，XU Xiaofeng2

（1 School of Economics and Management，Harbin Engineering University，Harbin 150001，China；2 College of Economics and Man⁃agement，China University of Petroleum，Qingdao 266580，China）

A matching framework of Supply chain resilience（SCRES）resource input and supply chain risk was proposed from the perspective of resource input to interpret that only by keeping SCRES within a reasonable range can the enterprise gain competence advantage.SCRES is the core competence for the supply chain to deal with dis⁃ruptions.It keeps supply chain transactions all right through the disruptions.Therefore，the concept of fuzzy mem⁃bership is introduced，an improved SCRES matching model is proposed，and an example is provided that illustrates that the proposed model is more effective than the simple similarity coefficient⁃matching model.This research is ex⁃pected to be referential to the building of SCRES in practice.

supply chain resilience；supply chain resilience measurement；resilience resource input；supply chain risk

10.3969／j.issn.1006⁃7043.201403003

F224.9

：A

：1006⁃7043（2015）06⁃0861⁃05

http：／／www.cnki.net／kcms／detail／23.1390.U.20150428.0855.008.html

2014⁃03⁃02.网络出版时间：2015⁃04⁃28.

国家自然科学基金资助项目（71402038）；国家科技支撑计划项目资助项目（2012BAH81F02）；教育部高等学校博士点专项基金资助项目（200802171023）；教育部人文社会科学一般研究资助项目（11YJC630131）；黑龙江省自然科学基金资助项目（QC2009C26）；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（HEUCFD1507）.

刘家国（1979⁃），男，副教授，博士.

刘家国，E⁃mail：liujiaguo＠gmail.com.