電力物資供應鏈精細化管理系統(tǒng)淺析

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摘要:為了提高電網(wǎng)企業(yè)供貨效率與供貨質(zhì)量，提出電力物資供應鏈全過程精細化管理系統(tǒng)，通過供應鏈超平面向量與核函數(shù)構建支持向量機，構建電力物資消耗分析模型，得到用戶需求消耗量與需求量，推送電力物資需求到供應鏈庫房內(nèi)，依靠協(xié)作云平臺與供應商直接聯(lián)系，組建電力物資二級庫，處理電力物資備貨，在此基礎上組建檢驗三級庫，檢驗供應鏈出庫物資，保障物資質(zhì)量。依靠數(shù)據(jù)庫服務器System、數(shù)據(jù)庫軟件Oracle/（db2）、備份軟件TSM與平臺windows2003+spl，實現(xiàn)精細化管理系統(tǒng)構建。實驗證明，供應鏈供貨效率提升，保證供貨質(zhì)量，可應用于現(xiàn)實供應鏈管理。

關鍵詞:電力物資；支持向量機；精細化管理

1引言

由于供應鏈技術屬于一體化管理，這就使得各個部門之間錯綜復雜，導致電力物資的供應出現(xiàn)效率降低，嚴重的甚至會使電力物資產(chǎn)生質(zhì)量下滑的問題，因此就需要對電力物資的供應鏈進行精細化管理，以此提升供應鏈的處理效率與保障出庫電力物資的質(zhì)量。對于當前各個企業(yè)使用的或正打算使用的公司庫存管理策略，一些國內(nèi)學者進行了明確且簡要的分析，將庫存控制進行了供應鏈管理理念的引入，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。國外的一些學者，主要通過建立數(shù)學優(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，進而預測物資需求，隨后通過云平臺將采購訂單上傳至供應商，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鏈整體的供應時間，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測

2.1支持向量機構建

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]完成對當前物資的供應量進行預測。支持向量機其實是一種基于統(tǒng)計學習理論的機器學習算法，它主要通過搜索架構風險最小化來實現(xiàn)經(jīng)驗風險與置信范圍[2]的最小化，并且使得學習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鏈超平面。超平面的數(shù)學表達式能夠表示成：(1)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：(2)(3)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中的一種，即：(4)(5)式(4)與式(5)能夠簡化描述成：(6)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(wxi-b)≥1，其中1≤i≤n。所以約束問題能夠描述成：(7)式(7)即為了搜索一種鞍點，經(jīng)過擬定對應的ai為零，這樣所有能夠被ci(wxi-b)＞0分離的點就是無關緊要的了。再通過二次規(guī)劃[4]技術標準與程序來對上面的問題進行有效的解決，最后用訓練向量的線性組合來對結論描述：(8)由于只有很少ci會超過零，因此對應的xi即支持向量，因為這些支持向量在邊緣上能夠滿足ci(wxi-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：(9)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()的復合函數(shù)，常規(guī)的組建形式即首先構建非線性映射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,xX；(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：(10)對定義域X為Rn的連續(xù)緊子集，半正定定義成：(11)憑借Mercer定理，滿足上述條件時需要存在：(12)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，當前最常見的核函數(shù)存在以下四種即：(1)線性核函數(shù)；(2)徑向基函數(shù)；(3)Sigmoid函數(shù)；(4)多項式核函數(shù)。

2.2電力物資需求預測分析

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)與供應過程中[6]的急需物資供應卻經(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)量存在關聯(lián)等特性。物資需求和物資消耗存在關聯(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聯(lián)。電力物資的生產(chǎn)技術以電網(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電力物資消耗預測指標

憑借本文的預測方法對物資消耗進行預測，其流程如圖2所示。通過圖2能夠看出，首先需要確準預測目標，包括預測的物資類型與預測時間，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)的預測，因此數(shù)據(jù)還需要明確來源與干擾物資消耗的相關因素，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)進行最后的預測處理。

3精細化電力物資供應鏈管理系統(tǒng)構建

3.1管理系統(tǒng)軟硬件配置方案

數(shù)據(jù)庫服務器使用的是System，X3850/X3755，接口和測試服務器是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，服務點通過J2EE技術架構開發(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)議進行構建，上位機需要安裝SILabs免費供應的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電力物資供應鏈的管理流程優(yōu)化模塊

電力物資供應鏈精細化管理流程能夠分成兩部分，供應商管理與配送鏈，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)的各個供應鏈庫房內(nèi)處理。有庫存的電力物資直接輸送至供應鏈中，零庫存的電力物資經(jīng)過云平臺推送到供應商門戶中。供應商在協(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。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，最后通過發(fā)起點接收，完成電力物資使用消耗的記錄。通過上述對供應鏈的細化管理，分別對向內(nèi)和向外的業(yè)務進行了細化監(jiān)管。其中向內(nèi)增強了各級庫房、賬務、物資消耗監(jiān)管等，向外進行上游供應商信息鏈規(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向，通過發(fā)起點作為推送申請的基礎，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，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)對供應商相關的采購業(yè)務、信息管理、質(zhì)量管理等業(yè)務。同時也便于供應商直接在線接收和處理電力物資的業(yè)務，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)務處理、共享庫存、相關數(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鏈精細化管理的實用性，通過對沒有進行精細化的供應鏈與已經(jīng)通過本文系統(tǒng)精細化后的供應鏈進行全過程效率對比，其結果如圖3所示。通過圖3能夠看出，隨著電力物資總量的不斷提升，兩種供應鏈都出現(xiàn)了不同程度的供應時間上升的情況，但由于本文方法會依靠支持向量機對物資需求進行預測，因此上升的程度并不高，而非精細化供應鏈的上升卻較為嚴重。

5結束語

為了加強出庫電力物資的質(zhì)量與優(yōu)化電力物資供應鏈的效率，提出一種電力物資供應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。

作者:江奮航 蔣雍 李情 單位:廣東電網(wǎng)有限責任公司廣州供電局