吳尚遠(yuǎn) 范鵬展 吳小勇 付鑫

摘 要：隨著供應(yīng)鏈理論研究的興起，供應(yīng)鏈環(huán)境下的企業(yè)庫(kù)存管理優(yōu)化受到了廣泛關(guān)注，而供應(yīng)鏈管理的核心問(wèn)題即是與供應(yīng)商的有效信息共享。本文基于支持向量機(jī)模型和庫(kù)存信息預(yù)測(cè)采購(gòu)訂貨數(shù)量，以電能計(jì)量裝置的庫(kù)存管理和采購(gòu)為實(shí)例，通過(guò)合理的采購(gòu)數(shù)量提升庫(kù)存管理效率，從源頭來(lái)降低整體庫(kù)存，實(shí)現(xiàn)企業(yè)利益的最大化。

關(guān)鍵詞：供應(yīng)鏈 庫(kù)存管理優(yōu)化 支持向量機(jī)模型

一、引言

隨著供應(yīng)鏈的不斷發(fā)展，基于供應(yīng)鏈環(huán)境下對(duì)庫(kù)存優(yōu)化成為了一個(gè)新的課題。供應(yīng)鏈管理的目的是為了使全部參與者形成互惠互利的共生依賴關(guān)系，并針對(duì)如何管理、分配、傳遞信息進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃。相較于傳統(tǒng)庫(kù)存的單級(jí)管理方式，供應(yīng)鏈環(huán)境下的庫(kù)存管理更加突顯整體性，以實(shí)現(xiàn)整體鏈條上的庫(kù)存最小為基本目標(biāo)，合作進(jìn)行信息共享，執(zhí)行協(xié)調(diào)性的庫(kù)存策略，通過(guò)優(yōu)化各個(gè)環(huán)節(jié)，促進(jìn)產(chǎn)品的流通，消除庫(kù)存冗余，確保企業(yè)庫(kù)存具備應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化的能力，且使得多個(gè)參與者均能夠從聯(lián)合的信息共享和庫(kù)存管理策略中實(shí)現(xiàn)獲利。目前，處于上下游的企業(yè)之間缺乏信息溝通，處于各環(huán)節(jié)的參與者在信息不對(duì)稱的情況下為了保證供應(yīng)速度，逐步放大物資庫(kù)存需求，最終導(dǎo)致因庫(kù)存冗余、成本過(guò)高削弱企業(yè)整體競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力的結(jié)果。目前，我國(guó)大部分企業(yè)在供應(yīng)、生產(chǎn)和銷售等環(huán)節(jié)沒(méi)有形成鏈條，庫(kù)存控制是單級(jí)靜態(tài)的，上下游企業(yè)資源利用效率較低，上下游企業(yè)之間的協(xié)調(diào)性較差，信息交換不及時(shí)。在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下，企業(yè)需要改變傳統(tǒng)的庫(kù)存管理思想，通過(guò)上下游相關(guān)企業(yè)整合物資供應(yīng)及管理，爭(zhēng)取與供應(yīng)商、銷售商和終端用戶之間建立緊密的配合關(guān)系。

二、庫(kù)存優(yōu)化模型設(shè)計(jì)

以電能計(jì)量裝置為例，國(guó)家電網(wǎng)公司通過(guò)實(shí)施“省級(jí)集中”管理模式，針對(duì)電能計(jì)量裝置進(jìn)行全壽命周期業(yè)務(wù)管理。電能計(jì)量裝置的供應(yīng)鏈流程是屬地公司按照以往經(jīng)驗(yàn)編制需求計(jì)劃，上報(bào)后統(tǒng)一以協(xié)議庫(kù)存的方式進(jìn)行采購(gòu)，到貨后統(tǒng)一安排檢定，進(jìn)入省公司一級(jí)庫(kù)，后期按照屬地公司的需求，統(tǒng)一配送至屬地公司入二級(jí)庫(kù)，隨后計(jì)量裝置進(jìn)入運(yùn)行維護(hù)階段。此種簡(jiǎn)單的供應(yīng)鏈流程單一、跨度大、周期長(zhǎng)，屬地公司為正常開(kāi)展業(yè)務(wù)勢(shì)必儲(chǔ)存大量存貨，增大需求的上報(bào)，出現(xiàn)需求變異放大現(xiàn)象，導(dǎo)致整個(gè)計(jì)量裝置供應(yīng)鏈上的供應(yīng)商無(wú)法了解真實(shí)的庫(kù)存信息，導(dǎo)致供應(yīng)商生產(chǎn)的冗余、供電公司庫(kù)存儲(chǔ)備的冗余，從采購(gòu)的不準(zhǔn)確開(kāi)始影響庫(kù)存管理的優(yōu)化。此外，按照經(jīng)驗(yàn)編制采購(gòu)需求，則需要多次采購(gòu)滿足不同區(qū)段的電能計(jì)量裝置需求，但是此種采購(gòu)方式導(dǎo)致到貨無(wú)規(guī)律，庫(kù)存管理環(huán)節(jié)中的到貨檢驗(yàn)、入庫(kù)和盤(pán)點(diǎn)等工作均受到這種無(wú)規(guī)律的影響，導(dǎo)致庫(kù)存管理效率較低。因?yàn)椴少?gòu)訂貨計(jì)劃不科學(xué)，在需求冗余的情況下，由于供應(yīng)鏈上供應(yīng)商信息不確定，造成供應(yīng)周期不能滿足屬地公司實(shí)際需求，進(jìn)而導(dǎo)致屬地公司安全庫(kù)存以及庫(kù)存周轉(zhuǎn)控制不到位，嚴(yán)重影響庫(kù)存管理秩序，并導(dǎo)致電能計(jì)量裝置的庫(kù)存管理成本居高不下。為了從源頭解決過(guò)度采購(gòu)等問(wèn)題，制定新的庫(kù)存管理工作流程，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)線下預(yù)測(cè)模型，支持操作員進(jìn)行補(bǔ)貨確定和制定采購(gòu)計(jì)劃。預(yù)測(cè)模型需要利用系統(tǒng)積累的數(shù)據(jù)，但是只要在系統(tǒng)外進(jìn)行計(jì)算即可，操作員只需要讀取預(yù)測(cè)結(jié)果，以輔助器在線上制定補(bǔ)貨策略，并與供應(yīng)商共享補(bǔ)貨信息，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈庫(kù)存管理。具體工作流程如下圖所示。

三、采購(gòu)訂貨預(yù)測(cè)實(shí)現(xiàn)

以上工作流程中，重點(diǎn)是基于支持向量機(jī)預(yù)測(cè)模型對(duì)采購(gòu)訂貨數(shù)量進(jìn)行預(yù)測(cè)。因此，首先描述數(shù)據(jù)的特性，確定訓(xùn)練集的樣本容量，并保證訓(xùn)練集的數(shù)據(jù)質(zhì)量，接著引入徑向基核函數(shù)泛化支持向量機(jī)對(duì)輸入變量的接受能力，檢驗(yàn)?zāi)Ｐ皖A(yù)測(cè)效果，并最終進(jìn)行實(shí)證分析。

1.確定訓(xùn)練集。本文選擇國(guó)網(wǎng)公司2003年1月至2014年12月的月度庫(kù)存管理數(shù)據(jù)作為歷史數(shù)據(jù)，按照電能計(jì)量設(shè)備的物料小類分別進(jìn)行預(yù)測(cè)，輸出變量為采購(gòu)訂貨數(shù)量，輸入變量為當(dāng)月的領(lǐng)用出庫(kù)數(shù)量、庫(kù)存數(shù)量、設(shè)備應(yīng)用項(xiàng)目類型、項(xiàng)目預(yù)算金額以及設(shè)備用途。為了確定良好的訓(xùn)練集，要識(shí)別變量特征，依次觀察各月度庫(kù)存數(shù)量、出庫(kù)數(shù)量與采購(gòu)訂貨數(shù)量之間的相關(guān)關(guān)系，發(fā)現(xiàn)兩者之間存在非線性相關(guān)關(guān)系，出庫(kù)數(shù)量和庫(kù)存數(shù)量作為輸入指標(biāo)可以反映輸出變量的樣本特性，在建模時(shí)需要采用非線性核函數(shù)進(jìn)行模型泛化，增加不敏感損失函數(shù)區(qū)間。將2003年1月至2014年12月的月度采購(gòu)訂貨數(shù)據(jù)進(jìn)行直方圖描述，發(fā)現(xiàn)存在訂貨數(shù)量分布概率過(guò)低和過(guò)高的觀測(cè)值，視為異常值，剔除后構(gòu)建訓(xùn)練集。

2.模型求解。以2003年1月至2014年12月的數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練集，以2014年6月至2015年6月的數(shù)據(jù)作為測(cè)試集，引入徑向基核函數(shù)計(jì)算發(fā)現(xiàn)當(dāng)訓(xùn)練集和測(cè)試集的標(biāo)準(zhǔn)均方差較為穩(wěn)定，不容易受不敏感損失參數(shù)的影響，然而支持向量的數(shù)據(jù)卻隨著的不敏感損失參數(shù)增加而減少，同時(shí)延長(zhǎng)了模型計(jì)算時(shí)間，考慮到后期編程的便捷性和錯(cuò)誤易查性，采用網(wǎng)格搜索法對(duì)核函數(shù)中的進(jìn)行尋優(yōu)。在對(duì)核函數(shù)中的進(jìn)行尋優(yōu)之前，預(yù)測(cè)模型的誤差較大，大部分在9%左右，進(jìn)行參數(shù)尋優(yōu)之后，相對(duì)誤差在3%至6%，模型精度有所提高。經(jīng)測(cè)試，加入網(wǎng)格搜索法的參數(shù)尋優(yōu)計(jì)算能顯著提升模型計(jì)算精度，因此以徑向基核函數(shù)為線性規(guī)劃問(wèn)題，輸入近3-5年的月度數(shù)據(jù)和物資品類小工具線下運(yùn)行訓(xùn)練集識(shí)別、異常值剔除、模型構(gòu)建及參數(shù)尋優(yōu)工作，并給出當(dāng)前采購(gòu)訂貨數(shù)量建議值，輔助操作員執(zhí)行采購(gòu)訂貨工作或制定計(jì)劃。

四、結(jié)語(yǔ)

基于供應(yīng)鏈環(huán)境下的庫(kù)存管理優(yōu)化重點(diǎn)在于各級(jí)企業(yè)之間的信息交叉及其信息的可靠性。通過(guò)預(yù)測(cè)的結(jié)果可以及時(shí)調(diào)節(jié)原材料的庫(kù)存量或者企業(yè)產(chǎn)品的存貨量，提供企業(yè)連續(xù)生產(chǎn)所需的完備的原料、節(jié)約流動(dòng)資金，以便保障較高的運(yùn)營(yíng)效率。經(jīng)過(guò)以上研究，以歷史庫(kù)存數(shù)據(jù)為樣本，建立未來(lái)采購(gòu)計(jì)劃預(yù)測(cè)模型，對(duì)于庫(kù)存管理優(yōu)化是可行策略。對(duì)于未來(lái)采購(gòu)計(jì)劃有一個(gè)精確地估計(jì)可以和供應(yīng)商有一個(gè)很好的信息交互，實(shí)現(xiàn)對(duì)庫(kù)存前后端的管理，從全流程的角度降低整體庫(kù)存，提高調(diào)配工作效率。

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