飞机制造商对材料供应商的选择和评价研究

文/冯振宇 孙 楠 杨 坤

飞机制造商对供应商的管理主要采用“主制造商－供应商”模式，大部分部件都是由世界各地的供应商提供的，要使飞机有足够的安全保证，就要保证供应商提供的产品是符合设计制造要求的，尤其是适航要求。

飞机的每一个零件都是由金属或非金属材料经过一系列工艺程序而制成的，所以材料是影响飞机安全的重要因素。要保证民用机的适航性，确保材料符合适航性要求是一项重要的工作。由此可见，选择优秀的材料供应商对飞机制造商来说是一项非常重要的工作。要选择正确的材料供应商，评价指标与选择方法就显得尤为重要。

目前国内对供应商选择的研究主要集中在供应商选择评价指标体系研究和供应商选择评价方法研究两个方面。对于评价指标的研究，目前主要集中在质量、价格、资质、交付、服务等方面，都是从一般制造企业的角度建立评价体系，没有体现出航空制造业对适航要求的特殊性。对于评价方法，主要分为三类：第一类是定性的评价方法；第二类是定量的评价方法；第三类是定性与定量相结合的方法。应用最广泛的是定性与定量相结合的层次分析法及其衍生方法。其中FAHP是将模糊数学与层次分析法相结合的一种方法，它弥补了层次分析法一致性检验计算复杂的缺点。本文结合适航规章及程序要求，用FAHP对飞机制造商选择材料供应商的问题进行研究。

一、适航规章及程序要求

欧洲航空安全局（EASA)、美国联邦航空局（FAA）和中国民用航空局（CAAC）在其适航规章及程序中都提到对供应商及其产品的管理与控制。

1.EASA

EASA对产品的批准是建立在对组织机构的批准基础上的，在EASA21部的J部分中有对设计组织批准书（DOA）申请人的要求。其中239条款“设计保证系统”和243条款“数据”两个条款对供应商管理与控制作出要求。EASA 21A.239（c）条款规定设计组织应该详细说明设计保证组织的活动，用于说明供应商或转包商依据制定的程序提供可接受的零部件、设计的设备或任务。21A 243（b）要求DOA申请人必须建立与供应商的接口文件，即有设计保证部门负责建立用来规定并描述供应商内部的设计保证系统。

2.FAA

FAA对供应商控制的要求主要集中于FAR 21.139“质量控制”和21.143“质量控制数据”两个方面。FAR 21.139条款规定：申请人必须说明其已经建立并能够保持一个质量控制系统，以保证每一件需要获得生产批准书的产品都符合经批准的设计。21.143条款规定：为获得FAA批准，任何申请人必须提交用于描述检查和试验程序的数据，确保生产的每件产品符合型号设计并处于安全可用状态；主制造商必须通知FAA关于所有委任给供应商进行零部件或组装件主要检查的权限，并对这些权限负责。另外，FAR 183部对型号合格审定机构委任授权（ODA）作出专门规定。

3.CAAC

CAAC在CCAR 21部中的21.13和21.143条款规定了型号合格审定过程中对供应商的要求。CCAR 21.13条款要求申请人应建立并能保持一个有效的设计保证系统。AP－21－AA－2011－03－R4《航空器型号合格审定程序》中进一步规定当有合作伙伴或供应商时，设计保证系统必须具有相应的程序，确保合作伙伴或供应商提交产品的适航性。CCAR 21.143条款对PC申请人的质量控制系统提出要求，基本与FAA要求一致。

针对材料供应商，CCAR 25.603条款在材料本身的适用性和耐久性方面作出了规定。CCAR 25.605条款在材料的制造工艺及试验大纲方面作出了规定。供应商控制方面，在型号合格审定阶段，通过型号合格证申请人编制并经FAA批准的材料规范、工艺规范提出对材料供应商的要求。在生产合格审定阶段，生产许可证申请人建立并经FAA批准的质量保证系统，这个质量保证系统要涵盖对供应商提供产品的质量控制。

EASA、FAA和CAAC都是通过对飞机制造商提出要求来实现对供应商及其产品的管理与控制，其目的都是要保证供应商产品的适航性，进而确保飞机的适航性，保证航空安全。所以飞机制造商在选择供应商时要特别注重其产品是否符合适航标准，还要重视供应商对其产品的设计能力及独立监督能力，以便保证持续适航性。

二、基于F A H P的供应商选择和评价

供应商选择的定性方法主要依据以往的经验，对问题的分析相对全面，定量方法对问题的分析比较准确、可靠。层次分析法是一种定性与定量相结合的方法，恰恰能涵盖定性与定量方法的优点。本文将采用层次分析法的衍生方法——FAHP来解决供应商的选择问题。

1.利用FAHP选择供应商的理由

FAHP是层次分析法扩展到模糊环境中形成的衍生方法，充分综合了模糊数学和层次分析法的优点。FAHP对问题的分析相对全面又不失准确性，还避免了判断矩阵一致性检验的复杂性，简化了供应商选择的计算过程。由于FAHP计算简便，易于掌握，因此应用更加广泛。

FAHP的步骤如下：

第一步：建立递阶层次结构。一般分为目标层、指标层、准则层、方案层。

第二步：建立模糊一致性判断矩阵。此步骤有两点变化：①FAHP用模糊判断矩阵代替层次分析法中的判断矩阵，即用表1中0.1～0.9的数量标度代替层次分析法中的1～9的数量标度；②在检验判断矩阵的一致性时，采用模糊一致性矩阵的性质rii=0.5，i=1，2，…，n；rij=1-rji，i，j=1，2，…，n；rij=rik-rjk+0.5，i，j=1，2，…，n。

表1 0.1～0.9数量标度

第三步：层次单排序，计算各指标对于上一层指标的权重。计算公式（1）为

先计算指标层对目标层的权重，再计算准则层对指标层的权重。

第四步：权重总排序。即计算准则层对目标层的权重。

第五步：打分并选择。把准则层中每个因素在方案层中比较优劣，在[0，1]上酌情打分，再根据各指标权重计算出总分，优先选择得分高者。

2.评价指标的选择

本文在客观分析影响材料供应商选择因素的基础上，根据适航规章的要求，提出航空材料适航性的指标，并结合航空制造企业的实际情况，按照设置指标体系的原则，设置了13个评价指标。

13个指标具体分析如下：

·设计能力：是否能提供完整、合理的技术方案，并具有相应的设计软件、硬件等实验条件以及人力资源以完成预定任务；

·产品适航性：是否具备使其研发的产品达到适航标准的能力，是否具备表明符合性及符合性验证、持续适航技术支持等能力；

·资质认证：是否具备行业协会或国家质量、适航标准认证及相应水平；

·产品性能：产品内在属性的反应，判断产品是否符合国家标准、行业标准；

·质保体系：设计、制造环节对于产品质量控制所采取的规范、制度和方法，以及是否有质量持续改进计划；

·准时交货率：一段时间内准时供货的批次与总批次之比；

·交货数量柔性：采购商根据市场需求和零部件到货情况偶尔临时调整需求，主要考察在订单数量的基础上可以向上浮动多少仍能保证供应；

·订货提前期：从接受订单到成功交货所经历的时间，订货提前期越短，说明对顾客需求响应能力越强，生产组织能力和管理水平越高；

·成本：即产品的采购价格，它直接影响生产成本，进而影响企业的利润；

·计划修订时间：原计划发生错误并要求材料供应商进行修正所需要的天数，反映其接受计划应变能力及合作性；

·技术服务：提供产品的外场服务和技术支持、培训和维护等工作；

·备件支持：提供备件的周期，具有完善的备件支持方案，包括数据恢复、维护等方面；

·担保与赔偿：应提供关于产品的担保和赔偿政策。

以上对飞机材料供应商选择评价模型中制约目标层的13个关键子要素做了详细描述，图1为依据FAHP建立的供应商选择的指标体系，在准则层将13个指标分别划分到5个属性内，在方案层选择3家候选供应商完成案例分析。

图1 飞机材料供应商选择指标体系

3.案例分析

某飞机制造商需采购一批原材料，拟从3家候选供应商D1、D2、D3中选择。

以下采用FAHP来说明飞机制造商对材料供应商的选择过程。

第一步：建立递阶层次结构。即图1所示。

第二步：建立模糊一致性判断矩阵。依据元素间两两比较相对重要性及表1给出表2～表7所示的模糊判断矩阵。

经验证，以下6个矩阵均满足模糊一致性判断矩阵3个性质，即均为模糊一致性判断矩阵。

表2 准则层与目标层之间的模糊判断矩阵

表3 研发能力及其所属指标之间的模糊判断矩阵

表4 产品质量及其所属指标之间的模糊判断矩阵

表5 交付能力及其所属指标之间的模糊判断矩阵

表6 生产能力及其所属指标之间的模糊判断矩阵

表7 客户支持及其所属指标之间的模糊判断矩阵

第三步：层次单排序。根据公式（1），利用Matlab软件编程计算每个指标权重，计算结果如下：

A=(A1,A2,A3,A4,A5)=(0.3,0.25,0.2,0.15,0.1)

B1=(B11,B12,B13,B14,B15)=(0.266 7,0.566 6,0.166 7)

B2=(B21,B22)=(0.6,0.4)

B3=(B31,B32,B33)=(0.5,0.2,0.3)

B4=(B41,B42)=(0.7,0.3)

B5=(B51,B52,B53)=(0.466 7,0.366 6,0.166 7)

第四步：权重总排序，即计算指标层各元素对目标层的权重值，如表8。

因此，该案例中指标层对目标层的综合权重向量为表8中最后一列P向量。

第五步：打分并计算。把指标层中每个因素Ci在方案层中比较优劣，在[0，1]上酌情打分，得到第i个因素Ci在3个待选供应商中的分向量Ri=（ri1，ri2，ri3）。以Ri作为矩阵的第i行，得到一个13行3列的矩阵R。

这是一个模糊矩阵，权向量P可以看成是一个1行13列的模糊矩阵。按矩阵乘法计算P和R的乘积，确定方案层各候选材料供应商的得分。

表8 指标层对目标层的综合权重

W=P·R=[0.58180.74120.5055]

第六步：选择。根据3个候选材料供应商的最终得分情况来看，D2供应商得分最多，应优先选择，其次是供应商D1，再次是供应商D3，一般不予考虑。

三、结论

由于航空工业的特殊性，飞机制造商选择材料供应商时需考察的指标与其他行业的制造企业有所不同，而目前国内对于评价指标的研究都是从一般制造企业的角度建立评价体系，没有体现出航空制造业对适航要求的特殊性。本文结合适航规章及程序要求和航空工业的特点，着重于产品的适航性，设定了一套材料供应商评估指标体系，并选用FAHP完成飞机制造商选择材料供应商的案例研究，验证了飞机制造商应用FAHP选择供应商的科学性和有效性。