江奮航,蔣 雍,李 情

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司廣州供電局，廣東 廣州 510630)

1 引言

由于供應(yīng)鏈技術(shù)屬于一體化管理，這就使得各個部門之間錯綜復(fù)雜，導(dǎo)致電力物資的供應(yīng)出現(xiàn)效率降低，嚴重的甚至?xí)闺娏ξ镔Y產(chǎn)生質(zhì)量下滑的問題，因此就需要對電力物資的供應(yīng)鏈進行精細化管理，以此提升供應(yīng)鏈的處理效率與保障出庫電力物資的質(zhì)量。對于當(dāng)前各個企業(yè)使用的或正打算使用的公司庫存管理策略，一些國內(nèi)學(xué)者進行了明確且簡要的分析，將庫存控制進行了供應(yīng)鏈管理理念的引入，并制定出了切實有效的企業(yè)庫存控制管理系統(tǒng)，該方法起到了非常積極有效的作用，使整個企業(yè)能更好的進行庫存控制，改善了庫存積壓的現(xiàn)狀，并從一定程度上節(jié)約了企業(yè)自身的庫存成本，提高了整體的運作效率。國外的一些學(xué)者，主要通過建立數(shù)學(xué)優(yōu)化模型，并利用優(yōu)化算法對其求解，使庫存控制模型的建立得到了進一步優(yōu)化和完善，讓企業(yè)的庫存在供應(yīng)鏈環(huán)境下達到有效的優(yōu)化控制。

就此問題，本文提出一種電力物資供應(yīng)鏈全過程精細化管理系統(tǒng)，通過支持向量機，對各類電力物資的消耗情況進行計算，進而預(yù)測物資需求，隨后通過云平臺將采購訂單上傳至供應(yīng)商，依靠二級庫進行儲存，隨后通過三級庫進行檢驗，最后依靠數(shù)據(jù)庫服務(wù)器System、數(shù)據(jù)庫軟件Oracle/(db2)、備份軟件TSM 與平臺windows2003+spl，組建精細化管理系統(tǒng)，以此來達到縮減供應(yīng)鏈整體的供應(yīng)時間，提高出庫電力物資質(zhì)量的目的。

2 基于支持向量機的物資需求預(yù)測

2.1 支持向量機構(gòu)建

對于支持向量機，它的作用主要體現(xiàn)在統(tǒng)計樣本量較少的時候，不僅能夠得到良好的統(tǒng)計規(guī)律，同時還能夠憑借支持向量機依靠歷史數(shù)據(jù)[1]完成對當(dāng)前物資的供應(yīng)量進行預(yù)測。支持向量機其實是一種基于統(tǒng)計學(xué)習(xí)理論的機器學(xué)習(xí)算法，它主要通過搜索架構(gòu)風(fēng)險最小化來實現(xiàn)經(jīng)驗風(fēng)險與置信范圍[2]的最小化，并且使得學(xué)習(xí)機的泛化性能得到一定程度的提升。

支持向量機的基本思想即搜索可以讓所有訓(xùn)練樣本點正確分類，且使其中離分類面最近的點至分類面間隔最大的最優(yōu)分類面，被描述成最大間隔電力物資供應(yīng)鏈超平面。超平面的數(shù)學(xué)表達式能夠表示成：

式中，w代表垂直超平面的向量，x代表超平面內(nèi)的點，融入位移b的目的即提升間隔。

要使間隔能夠達到最大，就需要獲取支持向量與最優(yōu)超平面平行的同時離支持向量[3]最近的超平面。這些超平面能夠通過以下公式進行描述：

因為w是超平面的法向量，因此式(2)與式(3)右側(cè)的1與-1即為便于運算而取的常量，假如挑選其他常量，只需要互為相反數(shù)就可以了。

擬定這些訓(xùn)練數(shù)據(jù)即線性可分的，那么符合需求的兩種超平面就能夠找到。沒有任何樣本在它們之間，同時這兩種超平面之間的間隔也是最大的。

通過幾何理論計算，能夠得到2/|w|即兩種超平面之間的間隔。為使所有樣本點都在超平面的間隔區(qū)之外，需要確保對于所有|w|需要滿足以下條件當(dāng)中的一種，即：

式(4)與式(5)能夠簡化描述成：

在此約束下，從最初的搜索最佳超平面的問題，就變成了一種二次規(guī)劃內(nèi)的優(yōu)化問題，即最小化||w||2，取其一半，滿足ci(w xi-b)≥1，其中1≤i≤n。

所以約束問題能夠描述成：

式(7)即為了搜索一種鞍點，經(jīng)過擬定對應(yīng)的ai為零，這樣所有能夠被ci(w xi-b)＞0分離的點就是無關(guān)緊要的了。

再通過二次規(guī)劃[4]技術(shù)標準與程序來對上面的問題進行有效的解決，最后用訓(xùn)練向量的線性組合來對結(jié)論描述：

由于只有很少ci會超過零，因此對應(yīng)的xi即支持向量，因為這些支持向量在邊緣上能夠滿足ci(w xi-b)=1，并被擬定成偏移量b。一般NSV的支持向量魯棒性沒有支持向量強：

對于非線性向量機的狀況，超平面不能對上述這樣的問題進行處理，這時候就需要依靠核函數(shù)。支持向量機的關(guān)鍵在于核函數(shù)[5]，依靠核函數(shù)的處理流程主要是將最初輸入的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至另一空間，以便通過線性決策邊界進行正、負例的分割，這種轉(zhuǎn)換后的新的空間被描述成特征空間，而初始的數(shù)據(jù)空間被描述成輸入空間。

K(x，z)表示核函數(shù)，是非線性映射φ(·)的復(fù)合函數(shù)，常規(guī)的組建形式即首先構(gòu)建非線性映射φ(·)，然后憑借K(x，z)的定義將其表達式寫出來，需要確保函數(shù)內(nèi)確實含有一種φ(·)與直接組建出來的K(x，z)是相應(yīng)的，需要滿足K(x，z)條件。使X能夠代表K(x，z)的定義域，K(x，z)滿足：

(1)對稱：K(x，z)=K(z，x)，z，x；

(2)半正定：即針對定義域X其能夠被描述成一種有限集合，即X={x1，x2，x3，…，xn}。半正定定義即下式矩陣半正定：

對定義域X為Rn的連續(xù)緊子集，半正定定義成：

憑借Mercer定理，滿足上述條件時需要存在：

式中，φj代表K(·)的特征函數(shù)≥0代表K(·)的特征值。

憑借不同的核函數(shù)能夠獲得不同的支持向量算法，當(dāng)前最常見的核函數(shù)存在以下四種即：

2.2 電力物資需求預(yù)測分析

在申請計劃時各電力生產(chǎn)單位提報物資很多且并不是急需的，不會考慮生產(chǎn)能力對生產(chǎn)計劃的干擾，致使采購不準確，大量電力物資被閑置與流動資金被占用，而產(chǎn)生損耗，電力物資的生產(chǎn)與供應(yīng)過程中[6]的急需物資供應(yīng)卻經(jīng)常不及時。

要得到有效合理的物資計劃，首先需要知道物資計劃的需求總量，隨后才能夠有效合理的制定物資計劃。和其他行業(yè)不同，因為電力行業(yè)的特殊性，受客觀條件制約，各個電力物資生產(chǎn)單位分散，生產(chǎn)條件不斷變化等因素干擾，物資需求存在物資消耗不能形成產(chǎn)品實體、物資消耗的類型與數(shù)量被自然條件干擾、物資相互間的關(guān)聯(lián)性較強、部分物資能夠回收利用、物資需求總量和電力物資的生產(chǎn)量存在關(guān)聯(lián)等特性。

物資需求和物資消耗存在關(guān)聯(lián)，而物資消耗和物資生產(chǎn)計劃與地理因素和人為因素等都存在關(guān)聯(lián)。電力物資的生產(chǎn)技術(shù)以電網(wǎng)企業(yè)指標為準，并且會受到產(chǎn)生的影響。所以就能夠通過對物資消耗進行預(yù)測綜合顯示庫存數(shù)量[7]進而就得到物資需求量。

2.3 電力物資消耗預(yù)測指標

憑借本文的預(yù)測方法對物資消耗進行預(yù)測，其流程如圖2所示。

圖2 物資消耗預(yù)測流程

通過圖2能夠看出，首先需要確準預(yù)測目標，包括預(yù)測的物資類型與預(yù)測時間，綜合以往的物資計劃特性，物資特性提報擬定成按月提報，所以該預(yù)測模型的選取時間以月為單位，另外即收集與數(shù)據(jù)整理，數(shù)據(jù)的收集需要憑借實際的調(diào)查得到，因為是對電力物資消耗[8]數(shù)據(jù)的預(yù)測，因此數(shù)據(jù)還需要明確來源與干擾物資消耗的相關(guān)因素，包括地理條件、生產(chǎn)性能等，數(shù)據(jù)整理即對采集好的數(shù)據(jù)進行最后的預(yù)測處理。

3 精細化電力物資供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)構(gòu)建

3.1 管理系統(tǒng)軟硬件配置方案

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器使用的是System，X3850/X3755，接口和測試服務(wù)器是System，X3455，數(shù)據(jù)庫的軟件是Oracle/(db2)，系統(tǒng)備份軟件是TSM，數(shù)據(jù)備份服務(wù)器是System，X3105。系統(tǒng)的平臺配置是windows2003+spl。機器配置：普通PC機器，CPU 為P42.0G，內(nèi)存為1G，服務(wù)點通過J2EE 技術(shù)架構(gòu)開發(fā)，通過J2SE平臺與Java語言，其存在編寫一次，實時運行與可移植性強的優(yōu)點，主體通過C8051 與CP2102 芯片構(gòu)建，電路節(jié)點擬定成CAN 節(jié)點，但因為只使用CAN 控制器與UART的外設(shè)接口，因此無需添加其他外接口，這就使得外圍的電路能夠更為簡潔。節(jié)點通過3.3V低功耗RS485收發(fā)器來連接兩線制RS485總線，通信軟件通過CP2102 與USB 協(xié)議進行構(gòu)建，上位機需要安裝SILabs 免費供應(yīng)的CP2102驅(qū)動程序，在主機CAN節(jié)點中添加一種虛擬的COM接口，使得用戶能夠憑借串行口控制的模式實現(xiàn)通信。

3.2 電力物資供應(yīng)鏈的管理流程優(yōu)化模塊

電力物資供應(yīng)鏈精細化管理流程能夠分成兩部分，供應(yīng)商管理與配送鏈，以及電網(wǎng)企業(yè)內(nèi)的采購、需求、倉儲使用。為了提升管理效率，對各個環(huán)節(jié)的流程進行優(yōu)化，緊密配合上下、內(nèi)外部門之間的工作，高效率的實現(xiàn)目標工作。

以電力生產(chǎn)部作為發(fā)起點，推送到電網(wǎng)企業(yè)的各個供應(yīng)鏈庫房內(nèi)處理。有庫存的電力物資直接輸送至供應(yīng)鏈中，零庫存的電力物資經(jīng)過云平臺推送到供應(yīng)商門戶中。供應(yīng)商在協(xié)作云平臺接收電力物資的訂單，完成采購、生產(chǎn)、配貨業(yè)務(wù)。并推送配送信息到電網(wǎng)企業(yè)的物資管理部門，電力物資庫房掃描配送單就能夠得到配送信息，對電力物資進行驗收，信息化數(shù)據(jù)自動入庫。同步完成物資出庫與配送業(yè)務(wù)，最后通過發(fā)起點接收，完成電力物資使用消耗的記錄。通過上述對供應(yīng)鏈的細化管理，分別對向內(nèi)和向外的業(yè)務(wù)進行了細化監(jiān)管。其中向內(nèi)增強了各級庫房、賬務(wù)、物資消耗監(jiān)管等，向外進行上游供應(yīng)商信息鏈規(guī)范化的管理、物資質(zhì)量與配送評測等，完全實現(xiàn)了以電力物資管理為源頭的內(nèi)外一體化業(yè)務(wù)細化監(jiān)管。

3.3 電力物資二級庫管理優(yōu)化模塊

二級庫管理模式以物資消耗作為需求導(dǎo)向，通過發(fā)起點作為推送申請的基礎(chǔ)，推送到電力物資庫房外進行采購。高值耗材經(jīng)過備貨的形式預(yù)存到二級庫內(nèi)，按照客戶的需求，記錄消耗，憑借二級庫自動高低儲產(chǎn)生新一輪備貨需求，循環(huán)補足基數(shù)庫存，解決電力物資以領(lǐng)代銷的不精確管理弊端。

3.4 物資檢驗精細化管理再優(yōu)化模塊

在二級庫的基礎(chǔ)上，延伸出三級庫的管理模式。檢驗三級庫憑借實際要求發(fā)起物資申領(lǐng)，在二級庫備貨庫房內(nèi)依靠三級庫需求進行點對點的出庫配送，在庫存不足的時候進行采購提報中心庫，推送采購信息到協(xié)作云平臺，供應(yīng)商在云平臺內(nèi)對訂單進行處理，同時把信息輸送到電力物資管理系統(tǒng)內(nèi)。物資中心庫核對驗收，并生成物資檢驗二級庫備貨信息，三級庫接收入庫。

3.5 基于協(xié)作云平臺的電力物資內(nèi)外供應(yīng)鏈信息化推送

互聯(lián)網(wǎng)協(xié)作云平臺即電網(wǎng)企業(yè)和供應(yīng)商門戶組建的一種基于互聯(lián)網(wǎng)的信息協(xié)作平臺，覆蓋了電網(wǎng)對供應(yīng)商相關(guān)的采購業(yè)務(wù)、信息管理、質(zhì)量管理等業(yè)務(wù)。同時也便于供應(yīng)商直接在線接收和處理電力物資的業(yè)務(wù)，在線實現(xiàn)電力物資的各種采購訂單、對特殊的耗材備貨、流程業(yè)務(wù)處理、共享庫存、相關(guān)數(shù)據(jù)查詢等信息的同步推送，提高信息推送的準確性與及時性，也減少了工作人員日常處理的工作量，極大的提高了工作的效率。

4 實驗證明

為了證明本文方法對電力物資供應(yīng)鏈精細化管理的實用性，通過對沒有進行精細化的供應(yīng)鏈與已經(jīng)通過本文系統(tǒng)精細化后的供應(yīng)鏈進行全過程效率對比，其結(jié)果如圖3所示。

圖3 非精細化供應(yīng)鏈與精細化供應(yīng)鏈全過程效率對比

通過圖3 能夠看出，隨著電力物資總量的不斷提升，兩種供應(yīng)鏈都出現(xiàn)了不同程度的供應(yīng)時間上升的情況，但由于本文方法會依靠支持向量機對物資需求進行預(yù)測，因此上升的程度并不高，而非精細化供應(yīng)鏈的上升卻較為嚴重。

5 結(jié)束語

為了加強出庫電力物資的質(zhì)量與優(yōu)化電力物資供應(yīng)鏈的效率，提出一種電力物資供應(yīng)鏈全過程精細化管理系統(tǒng)，通過支持向量機與云平臺對電力物資供應(yīng)鏈進行精細化管理。但隨著研究的不斷推進，還是發(fā)現(xiàn)了系統(tǒng)中存在的弊端即：由于本文方法只針對重要物資的供應(yīng)鏈進行精細化管理，而電力物資的分類中還存在另外三種類型，這就導(dǎo)致系統(tǒng)存在較大的局限性，因此下一步需要研究的課題即：在系統(tǒng)內(nèi)增添，二級庫與數(shù)據(jù)挖掘算法，通過二級庫儲存更多的物資種類，憑借數(shù)據(jù)挖掘算法對不同種類的物資進行數(shù)據(jù)的分類與計算。