供應(yīng)鏈中的優(yōu)化技術(shù)

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　　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(jìn)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。

　　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(jì)上或其它方面所要達(dá)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(fù)荷;配送中心的處理收據(jù)等能力。

　　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(bǔ)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(yùn)用軟件來優(yōu)化它們的計劃流程。 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(dá)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(rèn)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(fù)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。

　　然而，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(yùn)營成本、倉儲和運(yùn)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(zhǔn)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?wù)通常用收入來表達(dá)，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(yùn)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)

　　前面討論了所追求的商業(yè)利潤，同時，我們也應(yīng)該注重公共利益。最近幾年已經(jīng)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(xì)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(jì)、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(yùn)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(yùn)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(jī)、臭氧層變薄、溫室效應(yīng)）等。

　　經(jīng)濟(jì)

　　主要和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的改進(jìn)有關(guān)，包括：提高國家競爭力（包括減少工業(yè)運(yùn)輸成本）;支援不發(fā)達(dá)地區(qū);增強(qiáng)區(qū)域聯(lián)系，擴(kuò)大外延;市場標(biāo)準(zhǔn)化（標(biāo)準(zhǔn)的、開放的）;提高就業(yè)、改革和出口的經(jīng)濟(jì)績效。

　　社會

　　主要和居民、員工有關(guān)，包括：工作場地和運(yùn)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。現(xiàn)在多方已經(jīng)達(dá)成共識：必須制訂相關(guān)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然，單個組織在決策過程中也盡量要考慮這些標(biāo)準(zhǔn)。

　　另一方面是通過支援低收入地區(qū)和不發(fā)達(dá)地區(qū)來增強(qiáng)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(zhǔn)。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(rèn)為這些政策反映了市場地位和產(chǎn)品、服務(wù)的價格。

　　運(yùn)輸行業(yè)的定價機(jī)制也是如此，它的目標(biāo)是確保運(yùn)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。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(yùn)用遺傳算法的原理會得到較優(yōu)的方案。下面是一些常用的優(yōu)化方法：

　　l 基于規(guī)則的系統(tǒng)：它不是優(yōu)化工具，但是廣泛應(yīng)用于控制系統(tǒng)中?；谝?guī)則的系統(tǒng)能控制幾百甚至幾千個規(guī)則。規(guī)則系統(tǒng)與規(guī)則之間的相互關(guān)系非常復(fù)雜。如果系統(tǒng)改變而規(guī)則沒有改變，系統(tǒng)不能保證所求出的解最優(yōu)。基于規(guī)則的系統(tǒng)有神經(jīng)元、ILOG等。

　　線性規(guī)劃：這種方法最好，是應(yīng)用最廣泛的優(yōu)化工具，通常用于資源分配問題中。任何有決策變量、線性目標(biāo)函數(shù)和線性約束條件的問題都屬于線性規(guī)劃。

　　約束傳播：受約束條件的影響，每一約束都有一定的變量范圍。變量域的減少會引起與約束條件相關(guān)的變量數(shù)目減少。此法在大網(wǎng)絡(luò)約束條件時尤其有效。

　　遺傳算法：通過改進(jìn)已有的解找出最優(yōu)解。盡管為了得到最優(yōu)解遺傳算法要做很多次疊代，然而它求解過程簡單，運(yùn)行速度很快。此類優(yōu)化方法特別適合那些約束條件和目標(biāo)函數(shù)比較復(fù)雜的問題，如非線性函數(shù)。以上是只是一些常用優(yōu)化方法，并未包括所有的優(yōu)化方法。

　　供應(yīng)鏈中的不同優(yōu)化層次

　　對規(guī)劃過程中的不同程度的優(yōu)化作了比較分析之后，可以得出，供應(yīng)鏈有3種優(yōu)化層次：

　　戰(zhàn)略層，即高層規(guī)劃，周期通常為長期;

　　戰(zhàn)術(shù)層，即中層規(guī)劃，周期通常為一季或一月;

　　經(jīng)營層，即底層規(guī)劃（規(guī)劃、再次規(guī)劃和實施），周期通常為1周、1天或1班。

　　同理，優(yōu)化問題也分為如下幾類：

　　戰(zhàn)略分析：用于分析獲取資源和其它決策，如新設(shè)施的建立，新產(chǎn)品供應(yīng)鏈的設(shè)計;

　　長期戰(zhàn)術(shù)分析：決策公司一年內(nèi)的整個供應(yīng)鏈的供應(yīng)/制造/配送/庫存計劃;

　　短期戰(zhàn)術(shù)分析：包括物流優(yōu)化、生產(chǎn)計劃優(yōu)化系統(tǒng);

　　經(jīng)營分析：包括生產(chǎn)規(guī)劃優(yōu)化系統(tǒng)、配送優(yōu)化系統(tǒng)。盡管上面描述了不同的計劃層次，然而它們沒有完全解釋不同決策對其它決策的影響，如戰(zhàn)略決策優(yōu)化必須假定戰(zhàn)術(shù)和經(jīng)營規(guī)劃最優(yōu)。下面將詳細(xì)描述各種不同層次的優(yōu)化問題。

　　戰(zhàn)略

　　供應(yīng)鏈管理戰(zhàn)略決策主要根據(jù)鏈的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計來決定車間、配送中心和供應(yīng)商的地點、規(guī)模和數(shù)目，如“每一車間、配送中心和客戶的采購和部署計劃”。戰(zhàn)略決策檢測網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，同時也考慮供應(yīng)鏈中的物流。一般認(rèn)為，庫存管理是戰(zhàn)術(shù)決策，然而，倉庫選址屬于戰(zhàn)略決策。

　　戰(zhàn)術(shù)

　　戰(zhàn)術(shù)優(yōu)化是“給定供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)的供應(yīng)計劃、物流設(shè)施優(yōu)化”：

　　供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)有如下實體：供應(yīng)商、車間、配送中心和運(yùn)輸路線;

　　供應(yīng)計劃基于時間緩沖理念（供應(yīng)鏈計劃一般是1月或1周）;

　　供應(yīng)計劃集成考慮車間生產(chǎn)計劃和產(chǎn)品原料計劃;

　　考慮開工和改建周期，但不是制造設(shè)施的影響;

　　經(jīng)營

　　經(jīng)營層供應(yīng)鏈規(guī)劃可以理解如下：

　　生產(chǎn)規(guī)劃，包括人員、設(shè)備和材料的分配;

　　運(yùn)輸路線和規(guī)劃;

　　此類規(guī)劃實施頻率高，需要定期規(guī)劃以適應(yīng)機(jī)器失效、物料庫存、其它延誤等。