分布決策環(huán)境下基于協(xié)商的供應(yīng)鏈協(xié)同計(jì)劃模型與方法.pdf

1、20世紀(jì)60年代以來，MRP、MRPII和ERP等典型的管理信息系統(tǒng)得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用，但是，由于這些以面向企業(yè)內(nèi)部事務(wù)處理為主的系統(tǒng)，主要是針對(duì)靜態(tài)的生產(chǎn)計(jì)劃環(huán)境開發(fā)的，因而優(yōu)化能力有限，難以滿足經(jīng)濟(jì)全球化帶來的動(dòng)態(tài)、復(fù)雜競爭環(huán)境和消費(fèi)者需求日趨多元化與個(gè)性化的要求。
　　 近半個(gè)世紀(jì)來，隨著管理信息系統(tǒng)從企業(yè)內(nèi)部走向外部，并依托互聯(lián)網(wǎng)向著供應(yīng)鏈管理信息系統(tǒng)的方向發(fā)展，在計(jì)劃管理方面，出現(xiàn)了高級(jí)計(jì)劃與排程系統(tǒng)（Advanc

2、ed Planning and Scheduling，簡稱APS）。這類系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)資源和信息的整合和共享，更多地考慮了從供應(yīng)鏈層面改進(jìn)計(jì)劃的有效性，但不足的是沒有考慮由自治、獨(dú)立實(shí)體組成的分布決策的供應(yīng)鏈中的協(xié)同計(jì)劃問題，缺乏相應(yīng)的協(xié)同計(jì)劃機(jī)制。
　　 為了加強(qiáng)企業(yè)在供應(yīng)鏈上下游合作伙伴間的密切協(xié)作和協(xié)同一致，進(jìn)一步發(fā)揮供應(yīng)鏈的優(yōu)勢，本文針對(duì)分布式?jīng)Q策環(huán)境下的供應(yīng)鏈協(xié)同計(jì)劃問題，根據(jù)供應(yīng)鏈層次和結(jié)構(gòu)的不同，從供應(yīng)商-制造商協(xié)同生產(chǎn)

3、計(jì)劃、生產(chǎn)-分銷協(xié)同計(jì)劃和分布式項(xiàng)目調(diào)度三方面展開研究，深入探討其協(xié)同模型與方法，并在此基礎(chǔ)上研究一種基于多Agent(multi-agent)面向服務(wù)的協(xié)同計(jì)劃系統(tǒng)。具體研究內(nèi)容如下：
　　 第一，分布式?jīng)Q策環(huán)境下的供應(yīng)商-制造商協(xié)同生產(chǎn)計(jì)劃模型與方法研究。
　　 協(xié)同生產(chǎn)計(jì)劃是一種典型的分布式?jīng)Q策問題，由于購買方和供應(yīng)商之間信息的不完全，以及雙方成本結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，用傳統(tǒng)的優(yōu)化方法難以實(shí)現(xiàn)計(jì)劃調(diào)整的收斂性和總成本的全局

4、最優(yōu)。對(duì)于該問題，較好的處理方式是基于協(xié)商的協(xié)同模式，但現(xiàn)有研究采用的以折中思想為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)策略使優(yōu)化性能受到限制。為此，本文提出一種結(jié)合遺傳算法與協(xié)商機(jī)制的協(xié)同生產(chǎn)計(jì)劃方法，把成本變化信息融合到計(jì)劃調(diào)整的算法中，利用遺傳算法中的選擇、交叉和變異機(jī)制來作為計(jì)劃的調(diào)整機(jī)制，并將遺傳算法的迭代過程與協(xié)同計(jì)劃的協(xié)商過程結(jié)合在一起，形成一種具有多點(diǎn)搜索和概率搜索特征的全局尋優(yōu)協(xié)同計(jì)劃方法（GAGOCP方法）。
　　 第二，分布式?jīng)Q策環(huán)境

5、下供應(yīng)鏈生產(chǎn)-分銷協(xié)同計(jì)劃模型與方法研究。
　　 在供應(yīng)鏈生產(chǎn)-分銷系統(tǒng)中，購買方通過經(jīng)濟(jì)訂貨批量模型確定的需求計(jì)劃往往需要制造商付出較高成本，而制造商通過經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)批量模型確定的交付計(jì)劃又可能不能滿足購買方的需求。為了提高供應(yīng)鏈的有效性，采購方和供應(yīng)商需要協(xié)同制定生產(chǎn)與庫存相關(guān)決策，本文針對(duì)分布決策環(huán)境下生產(chǎn)-分銷系統(tǒng)中，以供應(yīng)商為視角的模型優(yōu)化性能受限以及因信息不完全而適用性受限的問題，構(gòu)建了交付批量可調(diào)整和允許缺貨情況下的分

6、銷商計(jì)劃模型，以及多周期連續(xù)生產(chǎn)條件下的制造商計(jì)劃模型，并由此組成兩級(jí)生產(chǎn)-分銷協(xié)同優(yōu)化模型?？紤]到兩級(jí)模型之間周期不同和變量表達(dá)方式不一致，本文提出一種基于粒子群算法的協(xié)調(diào)優(yōu)化求解方法，通過具有記憶能力的速度方程和自適應(yīng)的位置方程，經(jīng)過多次迭代得到優(yōu)化解。利用該模型和算法可以在僅共享備選方案及其總成本的情況下實(shí)現(xiàn)協(xié)同優(yōu)化。
　　 第三，分布式?jīng)Q策環(huán)境下供應(yīng)鏈項(xiàng)目調(diào)度模型與方法研究。
　　 基于項(xiàng)目的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)組織（如虛

7、擬企業(yè)）是由獨(dú)立的企業(yè)實(shí)體動(dòng)態(tài)組成的聯(lián)盟組織，能夠以更為靈活的形式、有效的資源共享與利用來滿足訂單需求。在這一組織結(jié)構(gòu)的協(xié)同調(diào)度問題（分布式項(xiàng)目調(diào)度）中，目前的研究主要是利用以合同網(wǎng)為基礎(chǔ)的協(xié)商機(jī)制來協(xié)調(diào)調(diào)度資源約束帶來的沖突。但由于這種方法研究的焦點(diǎn)在于解決沖突，因而往往不能得到很好的總體優(yōu)化性能。為此，本文提出了一種結(jié)合Agent協(xié)商機(jī)制的啟發(fā)式方法，利用不同服務(wù)提供商完成服務(wù)的成本與時(shí)間關(guān)系和不同中間商之間提議與讓步方案的關(guān)系，在

8、有限信息共享的基礎(chǔ)上（共享信息包括：訂單管理者的更新方案與成本變化信息；中間商的提議、讓步方案與相應(yīng)成本-時(shí)間變化信息），通過分布決策的訂單管理者與中間商之間多次協(xié)商和對(duì)服務(wù)間時(shí)間約束與服務(wù)開始時(shí)間的調(diào)整，得到供應(yīng)鏈總體優(yōu)化的調(diào)度方案。
　　 第四，基于多Agent面向服務(wù)的供應(yīng)鏈協(xié)同計(jì)劃系統(tǒng)研究。
　　 除了APS方法以外，另一種相關(guān)的信息系統(tǒng)，協(xié)同計(jì)劃、預(yù)測與補(bǔ)貨(Collaborative Planning For

9、ecasting and Replenishment，簡稱CPFR)系統(tǒng)能夠較好地實(shí)現(xiàn)零售行業(yè)的協(xié)同計(jì)劃，但是，它又難以滿足非零售系統(tǒng)的協(xié)同需要。為此，結(jié)合以上模型與方法的研究，本文提出了一種基于多Agent面向服務(wù)的協(xié)同計(jì)劃系統(tǒng)來支持分布決策環(huán)境下的協(xié)同計(jì)劃，其中利用多Agent技術(shù)使系統(tǒng)能夠很好地仿真實(shí)際的協(xié)同過程或?qū)崿F(xiàn)協(xié)同計(jì)劃的自動(dòng)化和智能化；同時(shí)，采用面向服務(wù)架構(gòu)（Service-Oriented Architecture， S

10、OA）技術(shù)使系統(tǒng)能夠動(dòng)態(tài)地調(diào)整計(jì)劃類型和模式；另外，以服務(wù)平臺(tái)的定位使系統(tǒng)能夠更好地實(shí)現(xiàn)服務(wù)重用和為更多的企業(yè)提供服務(wù)，降低企業(yè)的系統(tǒng)建設(shè)成本，并提供第三方信用。此外，本文設(shè)計(jì)的原型系統(tǒng)可以為面向服務(wù)的供應(yīng)鏈協(xié)同計(jì)劃系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用提供參考。
　　 研究表明，本文所提出的模型與方法能夠很好地實(shí)現(xiàn)分布決策環(huán)境下的供應(yīng)鏈協(xié)同計(jì)劃過程，進(jìn)一步提高計(jì)劃的優(yōu)化性能。由于這些模型與方法能夠提供有效的協(xié)商機(jī)制，滿足信息不完全條件下供應(yīng)鏈協(xié)同計(jì)劃