1 供應(yīng)鏈優(yōu)化(Supply Chain Optimization)
供應(yīng)鏈優(yōu)化即“在有約束條件或資源有限的情況下的決策方案”,它主要有整體優(yōu)化和局部優(yōu)化兩種類型。整體優(yōu)化是從大量方案中找出最優(yōu)方案,然而,實際情況下可能沒有最優(yōu)方案或者沒有方法來檢測所得方案是否最優(yōu),因此有必要進行局部優(yōu)化;局部優(yōu)化是在大量類似方案中找出最優(yōu)方案,此法取決于方案的最初解,最初方案不同,優(yōu)化結(jié)果也不同。
2 什么是供應(yīng)鏈優(yōu)化?
供應(yīng)鏈優(yōu)化問題由決策變量、目標(biāo)函數(shù)和約束條件組成。
決策變量是需要作的決策,物流中有如下決策變量:何時、何地從供應(yīng)商中訂購原材料;何時生產(chǎn);何時把產(chǎn)品交給客戶、交多少。
目標(biāo)函數(shù)是經(jīng)濟上或其它方面所要達到的目標(biāo),物流中有如下目標(biāo)函數(shù):利潤最大;供應(yīng)鏈成本最低、生命周期最短;客戶服務(wù)質(zhì)量最高;延誤最短;產(chǎn)量最大;滿足所有客戶需求等。
約束條件是變量必須滿足的條件,物流中有下列約束條件:供應(yīng)商生產(chǎn)材料、零件的能力;生產(chǎn)線每天工作的時間、負荷;配送中心的處理收據(jù)等能力。
3 供應(yīng)鏈優(yōu)化的必要性
隨著現(xiàn)代物流和技術(shù)的發(fā)展,生產(chǎn)和供應(yīng)鏈規(guī)劃日益復(fù)雜。
供應(yīng)鏈的發(fā)展具有如下趨勢:
客戶要求生命周期更短、并對特定配送有需求;
大規(guī)模產(chǎn)品定制;
生產(chǎn)線和在庫產(chǎn)品增加;
經(jīng)營全球化,包括采購、生產(chǎn)、銷售和市場;
制造外包;
第三方物流提供者增加與供應(yīng)商、客戶共同管理庫存,如VMI和持續(xù)補充計劃;
實施敏捷制造;
實施供應(yīng)鏈集成理念;
公司兼并、收購和重組。
由于供應(yīng)鏈發(fā)展日益復(fù)雜,公司必須運用軟件來優(yōu)化它們的計劃流程。
4 供應(yīng)鏈優(yōu)化目標(biāo)
一般來說,優(yōu)化目標(biāo)是從私營企業(yè)和公共組織兩種完全不同的角度來考慮。
私營企業(yè)的目標(biāo)
供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)中的優(yōu)化目標(biāo)的定義有很多種形式,如“優(yōu)化是ROI(投資回報率)達到最高的關(guān)鍵,它的目標(biāo)包括成本最低、顧客服務(wù)水平最高、生產(chǎn)周期最短”。
然而,在討論庫存鏈優(yōu)化時,有人認為最大ROI的目標(biāo)是“在增加利潤的同時,提高顧客服務(wù)水平、減少總成本、減少工作負荷、減少庫存”;“ROE(資產(chǎn)回報率)最大或競爭力提高”;“公司盈利最大,市場份額最大”等。
如果把這些目標(biāo)用于決策模型中,這些目標(biāo)必須轉(zhuǎn)換成明確的、可以衡量的目標(biāo)。更具體的目標(biāo)通常是利潤及其衍生物-成本和收入,其中成本包括資本、生產(chǎn)運營成本、倉儲和運輸、庫存持有成本、行政管理成本、IT成本和包裝成本;收入受公司可提供服務(wù)質(zhì)量的影響,包括準時性、產(chǎn)品可得性等。
成本因素(最低)和客戶服務(wù)質(zhì)量(最大)通常是矛盾的,為了能相互比較,必須轉(zhuǎn)換成同一量綱,把所有的目標(biāo)轉(zhuǎn)成一個總目標(biāo)。成本最低包含許多不同的成本因素?蛻舴⻊(wù)通常用收入來表達,這樣它可以和成本一起用利潤最大來衡量。如果不是所有目標(biāo)都能轉(zhuǎn)換成和金錢有關(guān)的因素,必須使用權(quán)重,權(quán)重反映了不同目標(biāo)的相對重要程度,這樣問題就成為一個單目標(biāo)規(guī)劃。目前,可以用一些復(fù)雜的方法得出權(quán)重,也可以運用一些軟件提供可視化的權(quán)重設(shè)置。另一種方法是先定義這些目標(biāo)的優(yōu)先級,然后再優(yōu)化。
公共組織的目標(biāo)
追求了商業(yè)利潤,同時,我們也應(yīng)該注重公共利益。最近幾年已經(jīng)有專家提出了一些基本目標(biāo),1987年世界環(huán)境與發(fā)展委員會提出“發(fā)展要滿足當(dāng)前的需要,但不能以犧牲后代需求為代價”。如果要有相關(guān)實施政策,必須要明確、詳細地解釋這些目標(biāo)。
公共目標(biāo)主要有3方面的因素:經(jīng)濟、環(huán)境和社會。每一方面都能對供應(yīng)鏈設(shè)計產(chǎn)生影響。私營企業(yè)目標(biāo)是設(shè)施和運輸成本最低,而公共組織的目標(biāo)不同。
環(huán)境:設(shè)施建設(shè)、交通運輸會對環(huán)境造成影響,環(huán)境對人類身體和下一代有影響,主要包括:當(dāng)?shù)乜諝赓|(zhì)量(對人有影響,威脅健康);區(qū)域空氣質(zhì)量(對莊稼、樹木不利);噪音;長期危害(能量危機、臭氧層變薄、溫室效應(yīng))等。
經(jīng)濟:主要和經(jīng)濟系統(tǒng)的改進有關(guān),包括:提高國家競爭力(包括減少工業(yè)運輸成本);支援不發(fā)達地區(qū);增強區(qū)域聯(lián)系,擴大外延;市場標(biāo)準化(標(biāo)準的、開放的);提高就業(yè)、改革和出口的經(jīng)濟績效。
社會:主要和居民、員工有關(guān),包括:工作場地和運輸中的活動安全;經(jīng)營工作條件;關(guān)注殘疾人;社會資產(chǎn)的改變(收入分配的影響)。
私營企業(yè)在決策中不一定要考慮以上因素,然而政府必須要考慮,F(xiàn)在多方已經(jīng)達成共識:必須制訂相關(guān)環(huán)境標(biāo)準。當(dāng)然,單個組織在決策過程中也盡量要考慮這些標(biāo)準。
另一方面是通過支援低收入地區(qū)和不發(fā)達地區(qū)來增強它們的凝聚力。例如,歐洲社會基金會實行假期培訓(xùn)和就業(yè)援助,區(qū)域發(fā)展組織通過鼓勵投資、基礎(chǔ)設(shè)施和小商業(yè)等形式來實施這些標(biāo)準。這些政策的實施導(dǎo)致投資減少或勞動力素質(zhì)高。因此,私營企業(yè)認為這些政策反映了市場地位和產(chǎn)品、服務(wù)的價格。
運輸行業(yè)的定價機制也是如此,它的目標(biāo)是確保運輸決策包含所有的成本。當(dāng)前,外部成本在價格體制中沒有體現(xiàn),然而通過稅收,價格體制就能夠完全反映外部成本。這樣,從私營企業(yè)的角度來考慮,公司對環(huán)境的關(guān)注會集成到目標(biāo)成本和利潤中。如果公司沒有把環(huán)境成本考慮到外部成本中,公司決策時依然可以按照原計劃實施。
5 優(yōu)化方法
優(yōu)化方法有很多,但并不是每種方法都要采用一定的技術(shù)。在規(guī)定時間內(nèi)不能得到最優(yōu)方案的情況下,可以采用遺傳算法。遺傳算法容易實施、計算簡單,但得出的方案不一定最優(yōu),有時甚至不存在。優(yōu)化時運用遺傳算法的原理會得到較優(yōu)的方案。
關(guān)于遺傳算法
遺傳算法(Genetic Algorithm)是模擬達爾文生物進化論的自然選擇和遺傳學(xué)機理的生物進化過程的計算模型,是一種通過模擬自然進化過程搜索最優(yōu)解的方法。
遺傳算法是從代表問題可能潛在的解集的一個種群(population)開始的,而一個種群則由經(jīng)過基因(gene)編碼的一定數(shù)目的個體(individual)組成。
每個個體實際上是染色體(chromosome)帶有特征的實體。染色體作為遺傳物質(zhì)的主要載體,即多個基因的集合,其內(nèi)部表現(xiàn)(即基因型)是某種基因組合,它決定了個體的形狀的外部表現(xiàn),如黑頭發(fā)的特征是由染色體中控制這一特征的某種基因組合決定的。
因此,在一開始需要實現(xiàn)從表現(xiàn)型到基因型的映射即編碼工作。
由于仿照基因編碼的工作很復(fù)雜,我們往往進行簡化,如二進制編碼,初代種群產(chǎn)生之后,按照適者生存和優(yōu)勝劣汰的原理,逐代(generation)演化產(chǎn)生出越來越好的近似解,在每一代,根據(jù)問題域中個體的適應(yīng)度(fitness)大小選擇(selection)個體,并借助于自然遺傳學(xué)的遺傳算子(genetic operators)進行組合交叉(crossover)和變異(mutation),產(chǎn)生出代表新的解集的種群。
這個過程將導(dǎo)致種群像自然進化一樣的后生代種群比前代更加適應(yīng)于環(huán)境,末代種群中的最優(yōu)個體經(jīng)過解碼(decoding),可以作為問題近似最優(yōu)解。
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本文標(biāo)題:供應(yīng)鏈優(yōu)化路徑詳解
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