协调产品研发与供应的多样化战略决策及优化研究

Product variety is one important challenge in industries. Because of the wide influence factors, few effective solution can be found, especially in the build to order supply chain. The project proposes to solute the problem based on the combination of the strategic approach and the technical approach. According to different requirement on the product variety in different stage of supply chain, the project proposes to analysis the problem based on product life cycle management in the whole supply chain. Based on case study, the influence factors are collected and analyzed. Based on contingency theory. The principle factors can be found with the statistics methods. A structural equation model is founded to analysis the relationships among the principle factors. The model is to be tested with sample survey. There are different requirements on the modular quantity in the R&D stage and in the supply process. A utility function is founded for the quantitative relationship between product variety and cost and flexibility. A goal planning model is founded with the goal as max utility and with the decision variables as product variety. According to the changing and uncertainty in the demand, a systematic dynamics model is founded for the simulation analysis and the robust analysis. The results of the project will be helpful on the decisions of modular quantity for procurement planning in research and development.

产品多样化决策是工业界面临的一个重要挑战,由于影响因素众多而且涵盖广，一直缺乏有效的解决手段，在面向订单生产的供应链中非常明显。本项目提出战略和战术相结合的解决思路。针对供应链中各个环节对于产品多样化要求不一致的特点，本项目基于案例分析找出影响因素，并利用统计分析找出主成分，依据主成分所依赖的供应链的阶段及产品生命周期的阶段建立主成分之间的结构关系模型，基于关键路径分析和制约理论对产品多样化进行系统分析，并利用大样本调查进行验证。针对产品研发与产品供应对于产品模块数量要求不一致的问题，利用效用函数建立产品多样化与成本和柔性的量化关系。以模块化数量为决策变量，建立综合效用最大化的目标规划模型。针对需求变动的不确定性，利用系统动力学仿真分析产品多样化水平决策的变化特性及鲁棒性能。该方法将有利于面向订单生产的供应链中物料需求计划中的产品及模块的战略分析及数量决策。

为了支持供应链中产品多样化决策，项目从研发和供应两个环节，特别是两个环节的协调部分开展了深入研究。在研究层次上综合战略与战术，定性与定量等多种手段。在战略研究上，依据产品多样化水平建立供应链战略的新类型，并且基于实证研究建立不同多样化战略与不同生产战略之间的匹配关系。针对多样化在生产环节的挑战，分析了面向物流和面向生产的设计策略，建立了其作用路径。基于手机行业及通讯行业开展了案例研究。分析了应用型研发和基础性研发对于产品多样化战略的影响。对比分析了产品多样性与服务多样性的差异及其对于企业供应等内部能力和与供应商合作等外部能力的相关关系。针对多样化生产环境中，企业同时面临多维竞争能力提升的挑战，从政策分析、战略制定方法，生产系统设计等多个方面开展了研究，提出了有针对性的管理方法。在生产环节，利用聚类分析了多样化环境中生产系统的应对策略，信息系统应对策略，供应链集中决策与分散决策等内容。在研发环节，分析了企业研发创新的盈利前景评价机制，政府支持研发的途径及效果，企业依靠研发能力开展对外多样化扩展等战略。在量化研究上，基于产品框架相似度系数及产品需求信息建立了产品多样化水平测量模型，建立了决策模块多样化水平的整数规划模型。利用鲁棒优化算法对需求不确定情况下的生产决策进行了研究，设计了基于SeDuMi的算法逻辑。针对产品聚类在调度中的问题开展了研究。针对短生命周期乳制品具有多品种，不易保存等特点及其在配送运输过程中的特殊要求，研究了其供应链网络的相关成本与收益问题。针对带有广义优先关系的项目资源均衡问题, 设计了一个改进的蝙蝠算法。运用 Stackelberg 博弈分析模型，研究由供应商、制造商、经销商和顾客组成的四级供应链的产品质量控制策略问题。研究了设施大小对动态布局的影响，并建立了优化模型。总体上，本项目建立了协调生产与研发应对产品多样化挑战的思路及方法。项目完成了既定研究目标，在企业及政府决策中开展应用。