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?jī)?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(shí)際情況下可能沒有最優(yōu)方案或者沒有方法來檢測(cè)所得方案是否最優(yōu)，因此有必要進(jìn)行局部?jī)?yōu)化;局部?jī)?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(shí)、何地從供應(yīng)商中訂購原材料;何時(shí)生產(chǎn);何時(shí)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(rùn)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(shí)間、負(fù)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(shì)：
客戶要求生命周期更短、并對(duì)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(yíng)全球化，包括采購、生產(chǎn)、銷售和市場(chǎng);
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(jì)劃;
實(shí)施敏捷制造;
實(shí)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(jì)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(yíng)企業(yè)和公共組織兩種完全不同的角度來考慮。
私營(yíng)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(bào)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(shí)，有人認(rèn)為最大ROI的目標(biāo)是“在增加利潤(rùn)的同時(shí)，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(bào)率)最大或競(jìng)爭(zhēng)力提高”;“公司盈利最大，市場(chǎng)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(rùn)及其衍生物-成本和收入，其中成本包括資本、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本、倉儲(chǔ)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(shí)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(gè)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(rùn)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(duì)重要程度，這樣問題就成為一個(gè)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(jí)，然后再優(yōu)化。
公共組織的目標(biāo)
追求了商業(yè)利潤(rùn)，同時(shí)，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(huì)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(jià)”。如果要有相關(guān)實(shí)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(huì)。每一方面都能對(duì)供應(yīng)鏈設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響。私營(yíng)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(huì)對(duì)環(huán)境造成影響，環(huán)境對(duì)人類身體和下一代有影響，主要包括：當(dāng)?shù)乜諝赓|(zhì)量(對(duì)人有影響，威脅健康);區(qū)域空氣質(zhì)量(對(duì)莊稼、樹木不利);噪音;長(zhǎng)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(guó)家競(jìng)爭(zhēng)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(chǎng)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(jī)效。
社會(huì)：主要和居民、員工有關(guān)，包括：工作場(chǎng)地和運(yùn)輸中的活動(dòng)安全;經(jīng)營(yíng)工作條件;關(guān)注殘疾人;社會(huì)資產(chǎn)的改變(收入分配的影響)。
私營(yíng)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(dá)成共識(shí)：必須制訂相關(guān)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然，單個(gè)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(huì)基金會(huì)實(shí)行假期培訓(xùn)和就業(yè)援助，區(qū)域發(fā)展組織通過鼓勵(lì)投資、基礎(chǔ)設(shè)施和小商業(yè)等形式來實(shí)施這些標(biāo)準(zhǔn)。這些政策的實(shí)施導(dǎo)致投資減少或勞動(dòng)力素質(zhì)高。因此，私營(yíng)企業(yè)認(rèn)為這些政策反映了市場(chǎng)地位和產(chǎn)品、服務(wù)的價(jià)格。
運(yùn)輸行業(yè)的定價(jià)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(jià)格體制中沒有體現(xiàn)，然而通過稅收，價(jià)格體制就能夠完全反映外部成本。這樣，從私營(yíng)企業(yè)的角度來考慮，公司對(duì)環(huán)境的關(guān)注會(huì)集成到目標(biāo)成本和利潤(rùn)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(shí)依然可以按照原計(jì)劃實(shí)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(shí)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(shí)施、計(jì)算簡(jiǎn)單，但得出的方案不一定最優(yōu)，有時(shí)甚至不存在。優(yōu)化時(shí)運(yùn)用遺傳算法的原理會(huì)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(dá)爾文生物進(jìn)化論的自然選擇和遺傳學(xué)機(jī)理的生物進(jìn)化過程的計(jì)算模型，是一種通過模擬自然進(jìn)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(gè)種群(population)開始的，而一個(gè)種群則由經(jīng)過基因(gene)編碼的一定數(shù)目的個(gè)體(individual)組成。
每個(gè)個(gè)體實(shí)際上是染色體(chromosome)帶有特征的實(shí)體。染色體作為遺傳物質(zhì)的主要載體，即多個(gè)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(gè)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(shí)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(jìn)行簡(jiǎn)化，如二進(jìn)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(gè)體的適應(yīng)度(fitness)大小選擇(selection)個(gè)體，并借助于自然遺傳學(xué)的遺傳算子(genetic operators)進(jìn)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(gè)過程將導(dǎo)致種群像自然進(jìn)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(gè)體經(jīng)過解碼(decoding)，可以作為問題近似最優(yōu)解。
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