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服务型制造需求预测及能力规划研究

曹进  
【摘要】:服务型制造模式下,制造业在向顾客传递产品的过程中,通过提高增值服务的价值来改善供应链管理的绩效。与传统制造模式相比,虽然服务型制造模式具有服务介入和顾客参与的特征,但两者均涉及到顾客需求(包括产品与服务)预测和能力(生产与服务)规划这两个运作管理的关键内容,且两者之间存在着紧密的先后关系,即顾客需求预测的结果是生产和服务能力规划的重要输入。因此,以传统制造领域运作管理研究成果为基础,本文针对服务型制造模式下的上述两个关键内容展开研究。但是,服务型制造顾客需求(包括产品与服务)预测和能力(生产与服务)规划有其独特性——服务介入和顾客参与,传统制造模式中关于产品需求预测和生产能力规划方法在服务型制造模式下不再适用。因此,本文引入反映服务型制造特征的顾客满意度作为产品与服务需求预测的输入之一,并以考虑顾客满意度的需求预测值作为生产与服务能力规划的输入,以便在这些决策活动中考虑服务型制造上述两个特点。本文的研究为服务型制造企业提供科学的决策理论和依据,对于促进传统制造企业转型,实现顾客价值和提高企业效益具有重要意义。本文以制冷行业的服务型制造为研究实例,采用理论与实际相结合的方法,通过文献综述、方法研究等研究方法,有机地结合统计学、运筹学和系统工程等技术,采用结构方程模型、最小二乘支持向量机、粒子群优化算法和随机规划方法等定量化方法,研究服务型制造运作管理中的需求预测和能力规划关键技术。本文主要研究工作包含如下几点:(1)基于结构方程的顾客满意度建模方法研究。首先,通过市场调研、产品分析、文献分析和顾客访谈(内部讨论、外部咨询)等方式,采用德尔菲法构建顾客满意度的影响因子体系,并进行问卷设计;接着,采用结构方程模型对顾客满意度进行结构化定量建模,并使用偏最小二乘法对结构方程模型进行求解;最后,以空调压缩机服务型制造企业为例,详细介绍基于结构方程的空调压缩机顾客满意度建模过程,并与行业中传统的主成份分析法比较,表明所提出顾客满意度模型的优势。(2)考虑顾客满意度的产品和服务需求预测方法研究。首先,采用相空间重构技术对顾客满意度和需求样本进行空间重构,采用延迟嵌入法对嵌入维度和延迟时间求解;其次,采用最小二乘支持向量机进行产品和服务需求预测,为兼顾模型的学习能力和泛化能力,构建混合核函数模型,确定模型的核心参数;接着,采用粒子群优化算法对混合核函数的关键参数及核权重进行优化;最后,以空调压缩机服务型制造企业产品和服务需求预测为背景,通过与其它支持向量机算法、自回归滑动平均模型、人工神经网络算法和灰色理论预测方法比较,验证所提出产品和服务需求预测方法的有效性以及考虑顾客满意度的必要性。(3)基于带补偿随机规划的生产和服务能力规划问题研究。以不确定订单需求情况下的压缩机生产和服务能力规划问题为研究对象,首先建立带补偿的随机规划模型来描述这一问题,模型的目标函数为最小化产品流水线购买和改造成本、产品库存成本、延期交货成本以及培训升级、解雇和额外招聘服务工程师成本;然后为求解模型,使用Monte Carlo模拟法产生多组随机样本,由对应的多个优化问题的平均目标函数值逼近原目标函数的期望值,并使用优化软件对模型求解;最后以空调压缩机服务型制造企业为例,通过与企业目前使用的能力规划方法和确定情况下混合整数规划模型比较,验证基于随机规划的生产和服务能力规划方法的有效性。


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