ERP(EntERPrise Resource Planning)，即企業(yè)資源計(jì)劃，是以企業(yè)的供應(yīng)鏈(supply chain)為核心，把企業(yè)內(nèi)部的制造活動(dòng)同供應(yīng)商的制造資源及客戶需求整合在一起，并對供應(yīng)鏈上的所有環(huán)節(jié)進(jìn)行有效管理，這些環(huán)節(jié)包括定單、采購、庫存、計(jì)劃、生產(chǎn)制造、質(zhì)量控制、運(yùn)輸、銷售、服務(wù)維修以及財(cái)務(wù)、人事管理等。
ERP中安全庫存是指由于供貨商供貨存在延遲期，企業(yè)為了保障生產(chǎn)而儲(chǔ)備的庫存量，為了避免外界因素造成的生產(chǎn)延遲，企業(yè)通常的解決辦法是增加采購量，或提前采購，這樣會(huì)占用更多的資金。而且，由于供貨商的供貨可能存在次品，當(dāng)企業(yè)庫存中能用于生產(chǎn)的實(shí)際量低于預(yù)計(jì)需求量時(shí)，企業(yè)將面臨二次采購，這勢必會(huì)影響生產(chǎn)，尤其是周期短、流程連續(xù)性強(qiáng)的生產(chǎn)過程，為解決這個(gè)問題，企業(yè)往往在安全庫存的基礎(chǔ)上增加一部分儲(chǔ)備量——安全供貨庫存。
企業(yè)增加儲(chǔ)備就意味著占用更多的資金，承擔(dān)著更大的風(fēng)險(xiǎn)，因此如何在滿足生產(chǎn)供應(yīng)的前提下，合理調(diào)整原材料和備品備件庫存、及時(shí)采購入庫、壓縮庫存積壓以減少流動(dòng)資金的占用，就是本文要解決的主要問題。
1 現(xiàn)有解決途徑及利弊分析
1.1統(tǒng)計(jì)學(xué)方法
安全庫存的設(shè)立是為了解決企業(yè)生產(chǎn)中的不確定性(可以分為需求的不確定性和作業(yè)時(shí)間的不確定性)，由于這種不確定性來源于大量的隨機(jī)事件，按照統(tǒng)計(jì)學(xué)對隨機(jī)事件的處理方法，可以通過概率理論，尋找使庫存成本最低的存貨數(shù)量。
就統(tǒng)計(jì)學(xué)而言，它在解決隨機(jī)問題上的理論思想已經(jīng)比較成熟，實(shí)際中應(yīng)用也比較廣泛，統(tǒng)計(jì)學(xué)的本質(zhì)是從大量的隨機(jī)數(shù)據(jù)中總結(jié)已有事件的規(guī)律，從而對將要發(fā)生的事件做出判斷，但是，在企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中，安全庫存的大小與貨源穩(wěn)定性、供貨運(yùn)輸時(shí)問的差異、企業(yè)的作業(yè)周期等因素有密切關(guān)系，而且這些因素包含了較大的不穩(wěn)定性，沒有特定的規(guī)律，因此確定統(tǒng)計(jì)學(xué)數(shù)學(xué)模型時(shí)會(huì)遇到較大困難。
1.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種數(shù)據(jù)處理方法，它不需要設(shè)計(jì)任何數(shù)學(xué)模型，可以處理非線性的數(shù)據(jù)，因此也有人嘗試用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來解決供貨庫存問題。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是靠訓(xùn)練、學(xué)習(xí)來解決問題的，在訓(xùn)練的過程中，它根據(jù)歷史數(shù)據(jù)決定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)各處理單元的權(quán)重，當(dāng)訓(xùn)練結(jié)束后，這些固定了的權(quán)重就可以影射輸入到輸出的關(guān)系，從而完成對數(shù)據(jù)的處理。
在組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練、測試時(shí)首先會(huì)遇到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化和分類問題，因?yàn)樯窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)對輸入的數(shù)據(jù)格式有一定的要求，而影響安全供貨庫存因素的數(shù)據(jù)格式備異，因此如何合理分類和轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)是應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解決安全供貨庫存的首要問題。
由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練結(jié)束后各權(quán)重就固定不變，對訓(xùn)練范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過學(xué)習(xí)可以得到合理的輸出，但是對于千變?nèi)f化的影響安全庫存的因索來說，數(shù)據(jù)并不會(huì)經(jīng)常保持即定范圍，所以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出結(jié)果可能不會(huì)如預(yù)期的那么理想，唯一的解決辦法是多次訓(xùn)練、學(xué)習(xí)來更新模型，這勢必增加工作量，更重要的是這種技術(shù)在企業(yè)中的應(yīng)用很受限制，因?yàn)楦履Ｐ托枰獙I(yè)人員操作，從只需要得到預(yù)測結(jié)果的企業(yè)應(yīng)用角度出發(fā)，要求其掌握這種技術(shù)不現(xiàn)實(shí)，因此它的應(yīng)用推廣難度較大。
2 一種新途徑——模糊推理
一個(gè)缺乏精確數(shù)學(xué)模型的對象，很難用傳統(tǒng)的的理論來處理，但人對復(fù)雜現(xiàn)象的分析和處理能力是很強(qiáng)的，特別是有經(jīng)驗(yàn)的操作人員，通過實(shí)際工作中對系統(tǒng)的操作，可以總結(jié)出一套控制規(guī)則o]，應(yīng)用模糊集合理論，把這些規(guī)則寫成模糊條件語句，便構(gòu)成一個(gè)模型，利用這個(gè)模型可以設(shè)計(jì)出比較理想的控制器。
本文使用模糊推理來解決安全供貨庫存預(yù)測問題。
3 用模糊推理預(yù)測安全供貨庫存
將影響安全供貨庫存數(shù)量的因素分為企業(yè)和生產(chǎn)商兩個(gè)方面。
企業(yè)方面主要考慮庫存成本和使用頻率兩個(gè)因素，庫存成本包括：持有成本，例如資本成本、倉儲(chǔ)成本、保險(xiǎn)費(fèi)和稅費(fèi)、殘缺變質(zhì)成本和過期成本；缺貨成本，例如為了彌補(bǔ)某物資缺少對生產(chǎn)造成影響而需要的費(fèi)用；獲得材料的費(fèi)用，例如采購費(fèi)用及相關(guān)的差旅費(fèi)等；控制系統(tǒng)成本等，庫存成本越高，安全供貨庫存就越低，使用頻率是指企業(yè)在一段時(shí)間內(nèi)從倉庫中調(diào)用某物資的次數(shù)，調(diào)用的次數(shù)越多，即使用的頻率越高，安全供貨庫存就越高。
在供應(yīng)商方面，主要考慮供貨延時(shí)和次品率，供貨延時(shí)是指從企業(yè)需要供貨商供貨到物資運(yùn)送到達(dá)所需要的時(shí)間，這一段時(shí)間越長，安全供貨庫存就越高；次品率是指供貨商所供物資的質(zhì)量水平，次品率越低，安全供貨庫存就越低，安全供貨庫存模糊控制器結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 安全供貨庫存模糊控制器結(jié)構(gòu)
3.1輸入量的模糊化
本控制器的輸入量為：庫存成本(RS)，使用頻率(RF)，供貨延時(shí)(BD)和供貨合格率(BR)。
按照最大庫存為30件，將庫存成本變量RS的論域取為0～30，其論域分為5個(gè)模糊狀態(tài)：SB(很大)，SM(較大)，SO(一般)，SS(較小)，SL(很小)，根據(jù)問題的性質(zhì)，選用高斯型隸屬函數(shù)，即：
對某一輸入x即可求其對各語言值的隸屬度，使用頻率RF的論域?yàn)?～5次／月，分為5個(gè)模糊狀態(tài)：FB(很高)，F(xiàn)M(較高)，F(xiàn)O(一般)，F(xiàn)S(較低)，F(xiàn)L(很低)；供貨延時(shí)BD的論域?yàn)?～18天，5個(gè)模糊狀態(tài)為：DB(很長)，DM(較長)，DO(一般)，DS(較短)，DL(很短)；合格率BR的論域?yàn)?5％～100％，分為3個(gè)狀態(tài)：FM(較高)，RO(一般)，RS(較低)，這些變量對各個(gè)語言值的隸屬度均采用高斯函數(shù)來決定。
3.2輸出量的模糊化
控制器的輸出應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況確定相應(yīng)的范圍，本文將安全供貨庫存SGS的范圍設(shè)為0～30，分為7個(gè)不同狀態(tài)：GB(很大)，GM(較大)，GP(略大)，GO(一般)，GA(略少)，GS(較少)，GL(很少)，通過隸屬函數(shù)對這些表示模糊概念的不同狀態(tài)進(jìn)行定量描述，隸屬函數(shù)沒有統(tǒng)一的模式，本文由高斯函數(shù)分別給出它們分屬于不同模糊狀態(tài)語言值的隸屬度：
其中：μ為隸屬度；x為論域區(qū)間值；a為模糊子集的均值；b為方差，一般取值較小。
3.3模糊規(guī)則
在模糊控制中，用一組“if...then...”語句來表達(dá)模糊規(guī)則，本控制器中，庫存成本Rs、使用頻率尺F、供貨延時(shí)BD、供貨合格率BR和安全供貨庫存5個(gè)因素構(gòu)成了控制規(guī)則，例如：
if RS=SB and RF=FL and BD=DL and BR=Rn then SGS=GL
用語言表達(dá)即為：如果庫存成本很高，使用頻率很低，供貨延遲時(shí)間很短，供貨合格率很高，則安全供貨庫存很低。
這些包含人工經(jīng)驗(yàn)、考慮到實(shí)際生產(chǎn)中各種可能情況的諸多“if...then...”語句構(gòu)成了模糊推理的核心：模糊規(guī)則，正是這種語言型特色使其在需要大量經(jīng)驗(yàn)的庫存預(yù)測中發(fā)揮了重要作用。
3.4模糊關(guān)系和解模糊
在控制器中，模糊關(guān)系用數(shù)學(xué)語言描述事物元素在某一模糊概念上的關(guān)聯(lián)程度，即模糊規(guī)則，從而使運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)完成推理成為可能，根據(jù)模糊數(shù)學(xué)理論，輸入到輸出的關(guān)系為
R=RS•RF•BD•BR•SGS (1)
式中，R是用數(shù)學(xué)語言表達(dá)的模糊規(guī)則集合，模糊輸出為
SGS=(RS•RF•BD•BR)R (2)
根據(jù)實(shí)際輸入值RS、RF、BD和BR，由式(2)可以計(jì)算出安全供貨庫存的模糊量，采用最大隸屬度法解模糊，將模糊量轉(zhuǎn)化為精確的安全供貨庫存數(shù)值。
以上是模糊推理方法解決安全供貨庫存的詳細(xì)過程，算法流程如圖2所示。
圖2模糊控制器算法流程
4 實(shí)驗(yàn)與結(jié)論
模糊推理以其優(yōu)越性能解決了傳統(tǒng)概率論模型難確定的問題，以及統(tǒng)計(jì)學(xué)不能做出恰當(dāng)處理的模糊隨機(jī)事件問題和無客觀依據(jù)不能用精確概率度量某種可能性事件的情況，也能彌補(bǔ)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸人值經(jīng)過轉(zhuǎn)化分類后物理意義不明確，避免了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在預(yù)測安全供貨庫存中權(quán)值固定、學(xué)習(xí)算法編寫復(fù)雜的缺陷，模糊推理“語言型”控制特點(diǎn)使得其能夠采用經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，豐富控制規(guī)律，更容易面向普通用戶。
仿真結(jié)果見表1，可以看出模糊控制器預(yù)測值與參考庫存值的誤差范圍為一1～+4，可見其可以有效預(yù)測ERP系統(tǒng)的安全供貨庫存，預(yù)測結(jié)果可信度較大。
表1模糊預(yù)測仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果
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本文標(biāo)題：基于模糊推理的ERP安全供貨庫存預(yù)測
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