第一章　绪　论

第一节　研究背景

随着科学技术的发展，社会分工的日益精细和经济的全球化的不断加深，企业运营所需原材料的供应、产品（或服务）的生产以及销售已经跨越国界甚至洲界，企业的运作已朝全球供应链网络运营的方向发展，众多的网络参与者和它们之间的相互依赖关系构建了庞大而复杂的供应网络系统，企业运营环境的复杂程度已经远远超越了以往。

而20世纪后几十年盛行的降低成本、提高运营效率的一些商业模式，如准时化和敏捷化的生产方式以及精益化的运作理念已被越来越多的生产型和服务型的运作系统所采用。这些商业模式，尽管在稳定的市场环境中确实让企业获得了成本上和市场上的竞争优势，然而过多强调节点企业间的协作以及过分注重供应网络效率反而增加了供应网络的脆弱性和运作系统的运营压力。

在过去的10多年里，各种类型的突发事件频频发生，如战争、火灾、地震、海啸、SARS、罢工潮、计算机病毒以及恐怖活动等，这些突发事件不断对供应网络造成冲击，使得原本脆弱的企业运营系统更具风险（Christopher，Towill，2000）。在这样的环境下，供应链节点中任何一个节点或线路因突发事件的冲击而发生任何中断事件，往往会在整个运营网络中迅速蔓延开，对企业的短期和长期的经营效益造成重大的影响，甚至对整个社会经济造成极大的破坏，而这样的例子并不罕见。

2000年3月，菲利普公司在美国新墨西哥州的22号半导体封装厂因雷击发生火灾，致使生产能力遭受严重破坏，火灾使菲利普公司损失4000万美元的订单，但这仅占其当年销售额的0．6%。然而，北欧最大的移动电话制造商之一爱立信却因此丧失了手机芯片的唯一来源而不得不停止生产高档手机，订单和市场损失高达23．4亿美元，股票价格下跌13．5%，更可怕的是，这场大火直接导致2001年爱立信退出手机市场，而不得不与索尼联合成立合资公司进行手机生产（Latour，2000）。这次火灾事件也成为应急管理研究领域中的一个典型案例。

2001年发生在美国的“9·11”恐怖袭击活动，世界上最重要、最权威的金融中心——世界贸易中心被毁，设置于其中的金融机构的信息系统几乎完全崩溃，金融交易被迫中断；保险公司因巨额赔偿而被压垮；全球航空公司在一个星期内财产损失高达数百亿美元；几乎所有与美国有联系的供应链系统因机场关闭和边境封锁均受到不同程度的影响，许多供应链发生中断，其中福特公司因无法从供应商处获得足够的零部件而不得不关闭在美国境内的5个工厂，第四季度的产量比计划下降13%，而这对计划性很强的汽车工业而言无疑是很大的一个打击。此外“9·11”期间大众和克莱斯勒两家公司也因配件输送障碍而关闭了部分生产线。

2003年发生在中国的“非典”也影响了中国甚至全球企业的供应链网络。“非典”期间，中国交通运输业损失380亿人民币，批发零售业损失120亿人民币，制造业收入增加值减少270亿人民币，大量原材料和零部件滞留在海关，导致大量企业生产能力利用的严重不足，“非典”致使中国当年经济损失了0．8%。

2005年英国石油公司（BP）在美国得州的炼油厂因意外发生严重的爆炸事件致使英荷壳牌盈利下降21%，BP为免于该次爆炸的刑事诉讼，支付了5000万美元的赔偿金。2006年2月沙特Abqaiq石油和天然气加工厂遭受恐怖分子袭击后发生爆炸，该消息直接导致了国际原油市场的恐慌，NYMEX原油期货价格一路飙升。

2006年12月26日台湾海峡的地震造成了近几十年来最大规模的海底光缆断网事件：途经台湾海峡6条国际海底通信光缆发生中断，11条影响中国大陆网络的海底光缆受损。中国大陆至港澳台和欧美等方向的通信线路大量中断、互联网大面积瘫痪，中国电信和中国网通的国际语音和专线业务受到严重中断、Internet访问质量严重受损，通信企业和互联网企业损失严重，而由此引发的信息交换延迟和中断等事件的间接损失无法估算。

2008年1月中旬至2月上旬，中国遭遇了一场历史罕见的严重低温雨雪冰冻灾害天气，交通系统和电力系统遭受巨大破坏。京广、沪昆铁路运输受阻，京珠高速公路等“五纵七横”的交通干线近2万公里瘫痪，22万公里普通公路交通受阻，14个民航机场被迫关闭，大批航班被迫取消，加之正值中国春节，交通系统的压力更是雪上加霜。持续的低温冻雨天气造成中国南方13个省（市、区）电网大面积倒塔断线，输配电系统受到严重破坏，170个县（市）的供电被迫中断，3．67万条线路、2018座变电站停运。电力系统和交通系统灾难相互交集，造成灾区工业企业大面积停产，湖南83%规模以上的工业企业、江西90%的工业企业一度停产。据统计，此次极端灾害天气造成的直接经济损失达1516．5亿元，而由此引发的连锁性和次生性灾害的损失无法估计。

2008年5月12日发生在中国四川的地震影响面涉及四川18个市（州）和甘肃、陕西、重庆部分地区，受灾面积超过10万平方公里，受灾地区交通、电力、通讯、供水、供气等基础设施均遭到不同程度的损毁。1196个规模以上企业停工，5501个规模以上的企业遭受不同的影响，工矿业企业因灾直接损失1961．3亿元。据有关部门初步估算，此次地震造成的直接经济损失高达1万多亿元。地震可能造成全国消费增速下降0．6个百分点，2008年GDP增长率下降0．8—1．4个百分点。此次地震造成的人员伤亡、次生灾害的间接损失无法计算。

上述突发事件对许多大型的跨国企业（爱立信、丰田、福特、美国西南航空和Dole等）和基础性工业及公共服务系统（国家电网和中国电信）的冲击使我们清楚地意识到，无论供应链网络系统还是企业自身的运作系统多么安全，都无法对自然灾害、运营意外和人为破坏等突发事件完全免疫，而这些公司的痛苦经历表明，某个地区的突发事件甚至对全球整个产业和经济都产生了严重的影响。

图1－1给出了近10年爆发的主要突发事件的时间图。从图中可以看出，近10年全球环境的巨变所造成的灾难数量占绝大多数（38．9%），而因政治原因导致的恐怖活动也呈上升趋势（16．7%）。

自2001年美国发生“9·11”事件以来，应急管理的重要性也越来越受到世界各地政府、学者和企业领导者的关注。我国作为一个快速发展中的国家，一方面，中国目前正处于由“又快又好”的速度导向转向“又好又快”的质量导向型时期；另一方面，我国企业的管理水平还不高，有关应急管理的制度正在逐步建立和完善。在此情况下，企业特别是一些大型的工业生产和服务设施（如发电站、交通运输部门、石油化工以及电子工业等）因面临或遭受到突发事件致使自身运作能力受损后，如若缺乏有效的应急管理，不仅会大幅度提高企业的运营成本，甚至对国民经济、人民生活和公共安全都会造成难以估量的损失。

图1－1　近10年爆发的突发事件时间图

基于上述背景，本文以大型的工业生产和服务设施等运作系统能力的应急管理作为研究对象，围绕能力受损后的应急管理特点，结合定性的分析和模型定量化的研究，对应急期间运作系统能力的应急管理模式建立理论分析框架和构造数理模型并进行深入研究，旨在为未来运作系统能力遭受突发事件冲击后的应急管理决策提供理论依据。

第二节　研究意义

本文基于供应链风险管理、应急管理的实践现状以及众多学者的学术研究成果，针对一些大型的工业生产和服务设施等运作系统构建了能力应急协调的理论分析框架，并重点研究了运作系统能力因灾受损后的应急管理的数理模型。本文研究在理论和现实两方面均具有一定的意义。

一、研究的理论意义

研究运作系统的能力应急管理是供应链风险管理、生产运作管理和最优化理论的结合，因此具有重要的理论意义，具体表现在以下几个方面。

首先，从研究对象来看，运作系统的能力应急管理是供应链风险管理理论的深化和重要组成部分。以往学者关于供应链风险的研究重点关注供应链运作中的不确定因素，往往通过设计供应链运作模式和契约协调的模式降低供应链运作过程中的正常风险和偏离性波动。然而应急管理的对象——突发事件并不同于日常的随机干扰，它是来源于供应链内部的非正常中断以及外界不可抗力强加的结果。因此，应急管理的研究对象并非传统供应链风险管理理论中的供应网络结构设计和关系契约协调等方法所能够完全分析和解决的。

突发事件发生后如何进行能力应急管理是供应链风险管理的重要内容，国内外很多公司为了保证其商业可持续性（Business Continuance）进行了很多有益的尝试并获得了相关经验，但这些经验尚缺乏理论上的总结和提升。

作为目前供应链风险管理中一个较新而又研究不多的领域，越来越多的学者开始关注能力应急管理的研究，但多数研究仍处于定性分析阶段，尚不系统和成熟。此外，应急期间能力应急管理的特点和协调的内在规律，尚缺乏理论的抽象和数理的证明。因此，本文的研究是供应链风险管理理论的深化和重要补充。

其次，从研究内容来看，能力受损后的应急管理是生产运作管理领域的深化。以往生产运作管理领域中的研究内容大多集中于生产型运作系统内部发生风险后的库存管理策略和生产调度策略，目的是为了降低缺货成本和运作成本。而运营能力作为运作系统一种特殊的生产性资源，不同的运作系统（如生产型和服务型运作系统）其能力表现形式有所不同。此外，生产运作管理领域中的关于能力应急方面的研究主要集中于能力故障等常见问题，大多数的研究是基于运营能力完全中断或丧失的假设，然而从应急的角度来进行的研究尚不多见，尤其是损毁能力可通过内部应急恢复和外部支援的情况未见到相关研究。

基于上述观点，如何将应急期间的内部能力恢复和外部能力获取相结合是本文的一个重要研究内容和思路，同时也是对生产运作管理中企业应对突发事件的能力应急理论进行重要的深化。

最后，从研究思路来看，灾后的能力应急管理模型是对应急管理研究思路的补充和丰富。本文从大型工业生产和服务设施等运作系统遭受突发事件冲击的假设出发，通过对现实应急事件的分析后指出，应急期间的能力协调呈现多阶段和动态变化的特点。本文沿此思路，以运作系统内部能力可逐渐恢复作为研究主线，结合外部能力供应商的约束和管理者的风险态度构建了更为符合企业应急现实的随机动态优化模型，并通过最优化原理和数值分析为能力应急协调策略的制定奠定了数理基础，同时也给现有的应急管理研究思路作了丰富和有益的补充。

二、研究的现实意义

首先，频频发生的突发事件是运作系统需要进行能力应急管理的诱因。在过去的十多年间，恐怖分子的袭击和国际政治的动荡（如2001年的美国“9·11事件”）以及环境恶化带来极端天气的巨变（如2008年的中国南方低温冻雨天气），人为灾难和自然灾难爆发的频次大为增加，企业经营面临突发事件冲击的风险比以往更为加大。

企业管理者和OR领域的研究者开始意识到在稳定环境下能够给企业带来成本优势和运作效率，诸如高度优化、准时制和精益化的供应链运作模式在面对突发事件时反而拉紧了供应连接，关键节点一旦遭受冲击将在整条供应链上迅速蔓延开来导致供应链中断，并对其他节点可能造成致命的伤害。

在面临频频发生的突发事件和可能遭受的巨大打击的两重因素下，管理者不得不考虑相应的应对措施，而能力应急管理作为应急管理的核心内容正越来越受到政府、企业和学者的关注。

其次，能力应急管理是能够有效降低应急成本和获得竞争优势的手段。“9·11”事件使得企业充分认识到无论供应链设计得多么安全，在人为故意事件面前也无法完全避免遭受冲击的必然。单纯依靠预案设计并不能完全包含所有突发事件的种类，因此，管理者仍需有事后应急的思想准备。

“9·11”事件发生后，美国大陆航空公司凭其出色的事后能力应急管理措施迅速恢复了运营能力，至少挽回了3000万美元的损失并获得了良好的声誉，避免了如很多美国航空公司在“9·11”事件后纷纷破产的厄运。(www.daowen.com)

此外，很多企业的经历和实践均证明：面临突发事件时，企业应最先考虑如何快速地从应急状态中恢复至正常状态，而其最核心的内容是运作系统的能力应急管理，有效的能力应急管理在大幅度地降低突发事件带来的损失、增强运作系统“抗突”的能力、增强企业的竞争优势等方面均有不可替代的作用。

最后，能力应急管理是提高我国大型运作系统管理水平和维护经济正常运营的需要。对于石油化工、电子工业、航空、电力以及通信等大型的工业生产和服务设施，其提供的产品和服务是社会其他生产运营部门的基础性产品和服务，这类运作系统是强烈依赖其自身的运作能力，一旦突发事件对系统能力造成破坏不仅会对企业的正常运营造成高额的应急成本，甚至会对其他行业和社会经济活动造成巨大的影响。而2008年春节期间中国南方13省低温冻雨的极端天气以及2008年上半年发生在四川的特大地震所造成的大范围灾难，充分暴露了我国大型运作系统应急管理水平不高的弱点。

作为应急管理的核心内容，对我国大型运作系统的能力应急管理的研究，能够为突发事件爆发后的协调策略提供科学依据，提高应急管理的水平，降低应急成本并维护社会经济正常运营，从而更好地保障“又好又快”的质量导向型发展思路。

第三节　研究内容与结构

本文的研究内容综合了供应链风险管理、供应链多源采购、生产运作管理以及现有应急运作管理的理论，结合最优化原理和计算机数值仿真技术对运作系统的能力应急协调进行了深入的研究。概括起来，主要包括四个方面的内容：第一，问题的提出和现有的研究概况；第二，对于因灾受损的运作能力管理者应该如何应对应急管理进行了讨论，以形成研究的总体思路，并基于此构建定性的分析框架；第三，基于突发事件后能力受损的运作系统，分别从系统能力恢复、外部能力联盟的支援模式以及管理者风险态度影响等3个方面建立数学模型，并讨论生产型和服务型运作系统在应急期间能力协调管理的决策行为；第四，本文的总结与研究展望。

本文的框架结构如图1－2所示。

具体内容描述如下。

第一部分是问题的提出和对现有研究的概况。第一章是本文的绪论，主要介绍本文的研究背景、选题意义、研究的主体内容和本文结构以及本文的主要创新点。第二章是对现有文献进行回顾和总结，并进行了相关的评述，最后指出本文研究的立足点和出发点。

第二部分是运作系统能力受损后的应急管理理论分析框架。第三章对本文的研究对象，即运作系统能力的概念和能力应急管理的概念进行了界定，在此基础上提出了运作系统能力的应急管理的分析框架。在这一部分内容中，重点分析了基于损失项目图谱（Loss Item Map，LIM）的突发事件爆发后的能力损失评估，并基于业务持续性计划（Business Continuity Plan，BCP）提出了能力应急管理的执行标准模板和能力应急管理流程框图；最后，本文从面向业务流程的合理化组织架构、增强运作系统能力冗余度以及能力导向型企业联盟等7个方面讨论了提高运作系统的能力应急管理可采取的措施。本部分内容为后续能力受损后运作系统能力应急管理的数理模型奠定了理论分析基础。

第三部分是能力受损后运作系统能力应急管理的决策模型。本部分的研究内容是基于突发事件对运作系统能力造成冲击后受损的假设，以系统能力可逐渐恢复为主线，研究能力联盟不同的支援模式以及系统管理者的风险态度对应急期间的能力协调决策的影响，具体内容有以下三个方面。

图1－2　本文研究内容与框架结构

一、运作系统能力受损后的应急管理模型

一旦突发事件对电力、石油化工、交通运输以及通信等大型工业的生产和服务设施的运作能力造成破坏，不仅对企业自身的正常运作造成高额的应急成本，甚至也对其他行业和社会经济产生巨大的影响。

现实中，企业通常采用“两条腿走路”的应急措施：一方面恢复内部能力，另一方面从能力联盟的企业处临时获得支援。然而能力受损使企业的管理者在应急期间不得不面对系统内外两个环境的因素：单位时间内的能力恢复数量有限，使得应急呈现多阶段的特点；外部能力支援数量存在不确定，反过来影响内部能力的恢复决策；此外，外界对运作系统的能力需求同样也存在不确定的因素。因此，面对高额的社会惩罚成本，如何研究应急期间能力恢复和采购的多阶段耦合决策，使得应急期间成本最优是管理者需要考虑的问题。

第四章基于上述情况，综合考虑了应急期间企业内部运作成本和能力缺损可能引致的社会惩罚成本，根据生产型和服务型运作系统能力的不同表现形式，以应急成本^[1]最小化为目标构建了多阶段的能力应急恢复和采购模型，并对该模型进行了理论上的证明和数值上的仿真分析。

二、考虑管理者风险态度的运作系统能力应急管理模型

突发事件发生以后，能力受损的系统在采取应急措施时不能忽视的一个内容是：突发事件对系统带来的冲击如何以及影响程度如何，甚至突发事件的类型、爆发时间以及波及范围都会影响到系统管理者对待该应急事件的风险态度。举一个简单的例子，2008年初中国南方13个省大范围的低温冻雨天气，导致国家电网和南方电网大面积瘫痪，致使通信和交通严重受损，然而当时正值中国传统节日春节前夕，此次极端气候更是加重了事态的严重性。因此，管理者对应急事件的风险态度是研究运作系统能力的应急管理中的一个不可忽视的因素。

本文第五章基于第四章的研究假设，将管理者的风险态度纳入应急期间能力管理的决策模型，针对服务型和生产型运作系统分别建立了单阶段和多阶段的决策模型，并从理论上证明了管理者风险态度的引入对模型的影响，并通过数值仿真对模型的影响参数进行了深入的分析。

三、外部两种能力支援并存的运作系统能力的应急管理模型

现实中，企业为预防突发事件进行的各种联盟，其本质上是为了能够缓解突发事件对运作系统的冲击，降低运营中断的风险。由于应急的紧迫性特点，应急期间运作系统从能力联盟企业处获得的能力补充不仅有“数量”上的要求，更有“时间”上的考虑。然而与运作系统结成联盟的企业由于各自的技术水平差异以及地理距离远近等特点，均会使外部支援能力在达到受损系统的数量和时间上存在差异。因此，如何在不同的联盟企业内进行应急能力订单的分配是管理者不可忽视的一个问题。

本文的第六章借鉴了供应链多源采购的研究思想，将应急期间外部能力供应商的支援抽象为能力的正常供应和快速供应两种模式，并结合第四章和第五章的研究思路，分析两种供应模式下的运作系统能力的应急协调策略，并从理论上和数值分析上进行了证明和算例分析。

第四部分，本文的总结和展望。本文的第七章对全文的研究内容进行了总结，并对下一步可能的研究方向进行了展望。

第四节　研究创新

本文综合供应链风险管理理论、生产运作管理理论以及现有的应急管理研究，针对生产型和服务型两类运作系统在运营能力体现的不同特点，定性和定量地研究了运作系统能力的应急管理策略，重点针对突发事件后的能力应急管理模式进行了数理建模与分析。本文在以下四个方面进行了相应的创新。

第一，应急运作管理是当前国际上运营管理和供应链风险管理领域中的一个研究热点，但大多数研究仍处在定性的研究阶段，研究尚不系统和成熟，针对运作系统能力的应急管理的专门研究更是少见。本文在前人研究的基础上，提出了适合运作系统能力的应急管理的分析框架，为实际的应急管理和后续的理论研究提供了借鉴。

第二，本文重点研究了大型生产和服务运作系统的事后能力应急协调模型，第一次考虑了应急期间系统能力可逐渐恢复的现实情况，并以此为主线构建了更符合现实应急特点的运作系统能力的应急管理模型，并在理论上对模型进行证明，同时设计了相应的Hooke－Jeeves算法和遗传算法（Genetic Algrithm，GA）对应急的最优决策序列进行数值仿真分析，得出运作系统应急管理决策的一些内在规律，为将来管理者在能力应急管理的决策依据奠定了基础。

第三，在研究管理者风险态度对能力应急管理影响的模型中，本文借鉴了制造商和分销商联盟中分销商风险态度的测度方法，通过引入管理者风险态度因子对风险中性下的能力应急协调模型进行了改进，从而更进一步地逼近了现实中企业管理者的应急行为，通过数理证明和数值仿真分析得到的结论，能够对社会相关部门在应急期间的管理、企业能力联盟伙伴的选择，以及自身能力恢复部门的投资决策提供一些科学依据。

第四，本文借鉴了供应链采购理论中产品库存的紧急订货思想，研究了突发事件爆发后运作系统能力应急管理中需要多种外部能力支援的情况，重点研究了外部能力支援的提前期和管理者风险态度对能力受损运作系统在应急期间运作成本的影响。算例分析表明：应急期间管理者应最大化利用快速供应的能力，从而简化了能力订单的分配问题，降低应急管理的难度；同时也指出系统自身能力恢复部门对应急成本的降低起到了极为关键的作用。

第五节　本章小结

作为本文的开篇导读，本章首先通过近年来发生的案例介绍了本文的研究背景和研究问题。接着，分别从理论和实践上分析了能力应急管理研究的重要意义。然后本章从四个方面对本文的研究内容进行了分析和概括，重点阐述了本文的研究思路和逻辑框架。最后，本章结合整篇文章研究的重点，指出了本文在能力应急管理中的创新点。

【注释】

[1]应急成本由应急期间运作系统因能力遭受的业务损失、恢复能力所需代价以及外部所强加的社会惩罚等成本构成。