本發(fā)明涉及供應鏈系統(tǒng)分析領域，具體涉及一種基于dsm分析供應鏈系統(tǒng)變更的方法。

背景技術：

供應鏈系統(tǒng)是一個從初期原料供應商，到把原料或者半成品進行加工的制造商，最后將產(chǎn)品經(jīng)過經(jīng)銷商、零售商等送至最終用戶的網(wǎng)鏈結構的系統(tǒng)。供應鏈系統(tǒng)的穩(wěn)定性是影響企業(yè)收益的至關重要的因素。

隨著供應鏈系統(tǒng)規(guī)模日益擴大和運行機制日益復雜，系統(tǒng)中成員為保持競爭活力，需要對環(huán)境變化或者系統(tǒng)變更做出快速響應，調(diào)整庫存容量、人員配置以及生產(chǎn)計劃等。在合作、競爭供應鏈系統(tǒng)中，每個成員單位及其組成部分之間都是利益共同體，一個成員或其中產(chǎn)品等發(fā)生變更時，會導致與其相關的成員或產(chǎn)品等發(fā)生改變，甚至會傳播的更遠，此時系統(tǒng)的復雜性便因變更傳播不斷增加。當前端供應商所提供產(chǎn)品的制造工藝、外型、產(chǎn)品特性等發(fā)生變更時，下游制造商的質(zhì)量控制，生產(chǎn)進度和客戶關系等，以及經(jīng)銷商的經(jīng)營利潤，進貨成本和產(chǎn)品銷量等都會因上游的變化產(chǎn)生影響。同樣，供應商、制造商，經(jīng)銷商中任一成員的產(chǎn)品功能、制造工藝、安裝方式、包裝和營銷等諸多方面發(fā)生變更都會對系統(tǒng)中其他關聯(lián)成員的相應組成造成影響，如果變更影響得不到有效控制，結果則不堪設想。為防止變更的擴大，文獻1中公開了通過構造“供應商變更管控流程”提高對制造供應鏈中供應商變更的預見性和約束能力，加強供應商變更管控。文獻2中公開了基于復雜網(wǎng)絡理論研究供應鏈應急管理，運用復雜網(wǎng)絡對供應鏈網(wǎng)絡的結構進行評價，識別供應鏈網(wǎng)絡中的重要節(jié)點，從而達到對供應鏈系統(tǒng)的防護。但這些傳統(tǒng)的變更控制方法大多建立在對變更的因果邏輯關系比較明確的基礎之上，在實際過程中，很多時候人們無法了解變更成員之間的因果邏輯關系，這就限制了以上方法應用的有效性。

為了使供應鏈系統(tǒng)中成員的變更得到高效控制，首先要在未知因果邏輯關系下，對變更傳播路徑進行合理預測。通過建立數(shù)學模型對變更因素間關系進行分析，可以直觀、清晰地預測變更路徑，分析變更因素的數(shù)學模型主要有多目標決策模型，小世界網(wǎng)絡模型，dsm模型等。dsm在對復雜結構分解，以及表達因素之間的依賴、制約等關系方面擁有突出的優(yōu)勢。文獻3中公開了建立dsm描述模塊中參數(shù)的關聯(lián)性，預測工程變更中模塊可能的變更路徑。如今dsm多用于工程變更中預測變更路徑，而在供應鏈系統(tǒng)中成員變更應用較少。

文獻1：俊，陳立瑤.制造供應鏈中供應商變更管控[j].物流工程與管理，2014，5(36)：157-158。

文獻2:朱冰心，胡一竑.基于復雜網(wǎng)絡理論的供應鏈應急管理研究[j].物流技術，2007，26(11)：147-150。

文獻3：喬虎,莫蓉,向穎.變更路徑預測支持的自適應模塊建模[j].計算機輔助設計與圖形學學報,2015(12):2358-2366。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是提供一種基于dsm分析供應鏈系統(tǒng)變更的方法，將系統(tǒng)中每個組成部分抽象為圖論中有向圖上的結點，組成部分之間的對應關系為有向圖的邊，建立設計結構矩陣來描述供各組成部分間的相互關聯(lián)；通過對dsm聚類分析，預測系統(tǒng)中的可能變更路徑和可控范圍；將變更路徑和可控范圍等與其相關信息存儲于xml存儲結構中，使變更發(fā)生時能得到快速響應。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案：

一種基于dsm分析供應鏈系統(tǒng)變更的方法，其特征在于：包括如下步驟：依據(jù)供應鏈網(wǎng)絡中各變更參數(shù)之間的關系得出初始設計矩陣a；對初始設計矩陣a進行可達變換得到可達矩陣p；對初始設計矩陣m進行聚類分析得到聚類矩陣c；對變更參數(shù)進行分層，對變更路徑進行分類；采用xml對路徑信息進行儲存。

具體的方案為：

在xml中，以dsm聚類后的子塊為單位，將子塊中包含的所有的變更路徑分類儲存。路徑信息的xml存儲結構包括四層，具體如下：

第一層包括root元素，root元素為xml的根元素；

第二層包括module元素、submodule元素和information元素，module元素為dsm中各子塊的名稱，submodule元素代表變更路徑屬于的子塊，information元素記錄下變更子塊中供應鏈系統(tǒng)成員和成員中涵蓋的具體信息；

第三層包括path元素、membership元素，path元素存儲子塊中可能的變更路徑，membership元素記錄的是供應鏈系統(tǒng)中成員的名稱；

第四層包括type元素、code元素、arithmetic元素、product元素、inventory元素和plan元素，type元素表述變更參數(shù)類型，code元素代表預測變更路徑的節(jié)點代號，arithmetic元素表示與變更結點相關的結點到變更結點的預算關系，product元素指的是具體某一成員中的產(chǎn)品具體信息，inventory元素描述了成員中產(chǎn)品的庫存情況，plan元素則是生產(chǎn)計劃。

初始矩陣a通過如下算法計算得到可達矩陣p：

輸入:初始矩陣a

輸出:可達矩陣p.

1:m←(a+i)//參數(shù)對自身有影響.m為a的鄰接矩陣

2:k←0

3:whilemt≠mdo

4:t←t+1

5:endwhile。

初始矩陣a通過如下算法計算得到聚類矩陣c：

1:c←m

2:andpr≠0do//pr為可達矩陣p的列向量

3:andpsr≠0ands≠r

4:then

5:ps←ps//將s順序存儲為s

6:pr←0

7:andpsr≠0anddo

8:pt←ps//將t添加至s

9:ps←0

10:endif

11:{c1,c2...cr,cs}←{c1,c2.cr..cs..cn}//將cr,cs調(diào)整至序列尾部

12://將調(diào)整至序列尾部

13:endif

14:endwhile。

本發(fā)明中用圖論對變更進行分析，把發(fā)生變更的參數(shù)和參數(shù)之間的關系分別用有向圖中的結點和有向邊來表示，建立dsm進行聚類分析來預測可能變更路徑，最后將路徑存儲在xml結構中。從整體上把握了變更發(fā)生點以及傳播和放大范圍，根據(jù)具體情況對變更進行有效控制。

附圖說明

圖1為供應鏈網(wǎng)絡圖；

圖2為初始設計結構矩陣a；

圖3為可達設計結構矩陣p；

圖4為聚類矩陣c；

圖5為i類變更傳播路徑；

圖6為ii類變更傳播路徑；

圖7為iii類變更傳播路徑；

圖8為路徑信息的xml存儲結構；

圖9為實施例1中初始dsm；

圖10為實施例1中聚類后的dsm；

圖11為實施例1中子塊2的變更路徑分析表。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合實施例對本發(fā)明進行具體說明。應當理解，以下文字僅僅用以描述本發(fā)明的一種或幾種具體的實施方式，并不對本發(fā)明具體請求的保護范圍進行嚴格限定。

供應鏈系統(tǒng)中的變更可以分為整體變更和部分變更。整體變更是通過環(huán)境或成員位級的改變引起成員中產(chǎn)品特性，庫存等組成部分的改變；部分變更則直接對產(chǎn)品進行參數(shù)變化，從而得到新的產(chǎn)品。本發(fā)明現(xiàn)以供應商、制造商和經(jīng)銷商作為基本變更參數(shù)進行分析，圖1為某供應鏈網(wǎng)絡圖。

供應商(supplier)：直接為生產(chǎn)廠家提供原料、零部件、設備級其他資源的企業(yè)。

制造商(manufacturer)：又稱為“生產(chǎn)廠商”。將原材料或零部件等(外購或自制)經(jīng)過人工或者自動化的機器設備，進行大規(guī)模的生產(chǎn)加工過程。制造商是供應鏈系統(tǒng)中重要成員。

經(jīng)銷商(dealer)：是從供應商或者制造商企業(yè)進貨，將所進貨物產(chǎn)品送到經(jīng)營范圍每一角落的流通代理企業(yè)。在供應鏈系統(tǒng)中經(jīng)銷商是兼并傳統(tǒng)與中間的渠道力量。

供應鏈系統(tǒng)中包含著n個變更參數(shù)a1,a2,a3,…,an，將各參數(shù)之間的關系用n×n階布爾矩陣a表示，定義此矩陣為供應鏈系統(tǒng)的dsm。在此dsm中“1”表示參數(shù)之間的影響關系。當ai變化時aj受到影響，則元素aij＝1，否則aij＝0，其中i≠j。

這里將供應商變量定義為nsk(k＝1，2，…，n)，ns1代表供應商1；同理，制造商變量定義為nmk(k＝1，2，…，n)，經(jīng)銷商變量定義為ndk(k＝1，2，…，n)，圖2為圖1中某供應鏈網(wǎng)絡圖的初始設計結構矩陣m，圖2中包含10個變量。

一、dsm聚類分析

在圖論中，將連接結點間的每條邊都加以方向，便構成了有向圖，在有向圖g＝(v,e)中，v是圖中非空結點集合，e是有向圖邊的集合，邊是由兩個結點組成的有序?qū)?，所以?lt;vi,vj>表示有方向的邊。由于在供應鏈的系統(tǒng)中變更傳播是有方向的，所以將變更基本參數(shù)定義為g中的頂點v，各基本參數(shù)之間的關系為e。如果成員之間可達，即頂點vi可達vj，aij＝1。為了控制變更影響，要對其影響范圍進行分析，首先我們用算法1計算初始矩陣(圖2)的可達矩陣(圖3)。

算法1：初始矩陣的可達矩陣

輸入:初始矩陣a

輸出:可達矩陣p

1:m←(a+i)//參數(shù)對自身有影響.m為a的鄰接矩陣

2:k←0

3:whilemt≠mdo

4:t←t+1

5:endwhile。

將初始dms經(jīng)過可達變換，得可達矩陣p。矩陣中aij＝1表示基本參數(shù)vi存在到vj非零長度的通路，即當參數(shù)vi發(fā)生變更時候，經(jīng)過一個或多個非零長度，變更會傳播至參數(shù)vi。

為進一步確定影響范圍，現(xiàn)使用算法2對初始設計結構矩陣a進行聚類，得到dsm的聚類矩陣c，如圖4所示。

算法2：初始設計結構矩陣聚類

輸入：可達矩陣p，鄰接矩陣m

輸出:聚類矩陣c

1:c←m

2:andpr≠0do//pr為可達矩陣p的列向量

3:andpsr≠0ands≠r

4:then

5:ps←ps//將s順序存儲為s

6:pr←0

7:andpsr≠0anddo

8:pt←ps//將t添加至s

9:ps←0

10:endif

11:{c1,c2...cr,cs}←{c1,c2.cr..cs..cn}//將cr,cs調(diào)整至序列尾部

12://將調(diào)整至序列尾部

13:endif

14:endwhile。

經(jīng)過聚類分析我們可得知，該供應鏈系統(tǒng)dsm可分為3個子塊，子塊中的變量發(fā)生改變時，我們可以把變化的影響控制在這一子塊范圍內(nèi)。同時，子塊之間有重疊的部分，說明了兩個子塊之間存在關聯(lián)關系，重疊的越多，說明相互之間的關聯(lián)越強，重疊部分中任一變量發(fā)生改變會對兩個子塊都產(chǎn)生影響，所以對重疊部分中的變量的控制應更加嚴格，防止其產(chǎn)生變更而對整體產(chǎn)生較大影響。通過聚類的方法我們將供應鏈系統(tǒng)變更影響模型轉(zhuǎn)化成對子塊包含的基本變更參數(shù)間關聯(lián)分析的問題。

三、變更路徑分析

在實際供應鏈系統(tǒng)變更過程中，由于變更參數(shù)所處的層次不同，從而導致了截然不同的變更傳播形式。為有效預測和控制傳播范圍，進而對變更方案可能引起的狀況進行預測和評估，作出科學合理的控制。

將供應鏈網(wǎng)絡中的變更參數(shù)劃分為三個變更層級:吸收層，傳播層和發(fā)起層。

1)發(fā)起層：該層的參數(shù)發(fā)生改變時，會使其他相關參數(shù)也變化，但其本身不會受到其他參數(shù)變更的影響。如圖1中的供應商1，2，3.

2)傳播層：該層參數(shù)發(fā)生變更時會使相關參數(shù)改變，自身也會受到其他參數(shù)變更的影響。如圖1中制造商1，2，3，4，一般情況下，該層參數(shù)若發(fā)生變更，會使得整個供應鏈發(fā)生較大變化。

3)吸收層：該層參數(shù)只受相關參數(shù)變更的影響，不會發(fā)起變更。如圖1中的經(jīng)銷商1，2，3。

參數(shù)所屬的層級不同，也決定了其在變更路徑中的不同位置，根據(jù)各層參數(shù)對初始變更的接收方式，將變更路徑劃分為3類

“i”類：初始變更被吸收層參數(shù)完全接收，如圖5所示；

“ii”類：初始變更被傳播層參數(shù)傳播和吸收層參數(shù)聯(lián)合接收，如圖6所示；

“iii”類：初始變更被傳播層參數(shù)拆分后被吸收層多個參數(shù)接收，如圖7所示。

三、變更信息的存儲

可擴展標記語言(extensiblemarkuplanguage，xml)作為一種標記性語言具有自我描述的特性，可以自主對變量進行標簽定義，從而達到數(shù)據(jù)快速傳輸?shù)男Ч?。本文在獲得變更路徑以及其各參數(shù)包含的具體信息后，將xml作為存儲介質(zhì)，進行變更信息存儲。為了達到快速響應和高效控制，在xml中，以dsm聚類后的子塊為單位，將子塊中包含的所有的變更路徑分類儲存，一個參數(shù)可能存在于多條路徑中，所以在xml中僅存儲路徑節(jié)點信息和與變更參數(shù)有直接關聯(lián)關系的節(jié)點。圖8為路徑信息的xml存儲結構。

在圖8中，第一層root元素為xml的根元素，其它元素均為子元素；在第二層的元素中，module元素為dsm中各子塊的名稱，submodule元素代表變更路徑屬于的子塊，information元素記錄下變更子塊中供應鏈系統(tǒng)成員和成員中涵蓋的具體信息；第三層中，path元素存儲子塊中可能的變更路徑，membership記錄的是供應鏈系統(tǒng)中成員的名稱；最后一層元素，type元素表述變更參數(shù)類型，code元素代表預測變更路徑的節(jié)點代號，arithmetic元素表示與變更結點相關的結點，到變更結點的預算關系，product元素指的是具體某一成員中的產(chǎn)品具體信息，inventory元素描述了成員中產(chǎn)品的庫存情況，plan元素則是生產(chǎn)計劃。通過xml對路徑信息進行存儲，大大提高了變更信息的獲取速度。首先，參數(shù)未變更時，從聚類后的子塊中，我們可得到所有的變更傳播路徑，結點間的關系以及各個成員的具體信息等，通過這些已知信息，對變更發(fā)生時子塊中變更路徑以及參數(shù)變化的大致情況進行預測，從而提出對于不同情況的應對方案，將突發(fā)情況轉(zhuǎn)化在可控范圍內(nèi)，將變更損失控制為最小。當供應鏈系統(tǒng)中任一成員真正發(fā)生改變時，調(diào)用提前存儲好的預測信息，可將傳播路徑與變化參數(shù)迅速的捕捉，采取合理的應對方案，將子塊中具體參數(shù)進行調(diào)整，如改變生產(chǎn)計劃、重新制定最佳庫存或是對產(chǎn)品外觀、性能等做出改變，將整個供應鏈系統(tǒng)在參數(shù)變更中所受影響得到快速有效地控制。

實施例1

在實際供應鏈系統(tǒng)中，供應鏈網(wǎng)絡組成會相對復雜，現(xiàn)以一具有能28個參數(shù)的供應鏈網(wǎng)絡為例，對本文提出的變更路徑預測與存儲方法的優(yōu)勢和可行性進行驗證。

根據(jù)供應鏈系統(tǒng)中包含的發(fā)生變更的參數(shù)之間關聯(lián)關系建立dsm如圖9所示，圖中s代表供應商，m代表制造商，s指的是經(jīng)銷商，用算法1和算法2對初始dsm聚類后，得到聚類后的dsm，如圖10所示。

根據(jù)圖10可得，經(jīng)過聚類后，參數(shù){n2,n9,n10,n11,n18,n19,n20}被劃分到一個子塊，其中{n2}為發(fā)起層參數(shù)，{n9,n10,n11}為傳播層參數(shù)，{n18,n19,n20}為吸收層參數(shù)。根據(jù)參數(shù)不同類型可得表1中5種可能變更路徑。其他子塊中變更路徑的分析方式與此類似，得到所有可能變更路徑后，按照圖8的存儲結構進行存儲。最后通過變更路徑的預測分析，如圖11所示，可以制定出突發(fā)變更應對措施，將供應鏈系統(tǒng)中變更控制在可控范圍內(nèi)。

本發(fā)明的優(yōu)越性

a.與傳統(tǒng)的通過建立指標評價體系的方法對供應鏈系統(tǒng)中變更進行預測，本文運用設計結構矩陣通過參數(shù)聚類，可在未知因果關系的條件下，預測變更影響范圍與傳播路徑，該方法有可靠的數(shù)學基礎，擁有明確的數(shù)學機理，得到的結果清晰直觀。

b.用xml對變更路徑信息進行存儲，結構簡潔，變更路徑中參數(shù)信息可替換，添加或減少信息后供應鏈系統(tǒng)能夠迅速的調(diào)整適應方案。

變更路徑的預測對于提高應對供應鏈系統(tǒng)中突發(fā)情況，分析變更的可靠性具有十分重要的意義。本文是基于dsm參數(shù)聚類的方法來預測可能變更的路徑，并將預測路徑用xml存儲結構存儲，使變更發(fā)生時整個系統(tǒng)可以得到快速響應；與傳統(tǒng)的供應鏈系統(tǒng)中預測參數(shù)變更路徑相比有一定的優(yōu)越性和可靠性；為企業(yè)實現(xiàn)變更控制提供支持。dsm聚類會帶來的大量計算，引入部分啟發(fā)式算法解決聚類問題，提高算法效率，并且實現(xiàn)變更的自適應模塊將是后續(xù)工作的重點。

本發(fā)明未能詳盡描述的設備、機構、組件和操作方法，本領域普通技術人員均可選用本領域常用的具有相同功能的設備、機構、組件和操作方法進行使用和實施?；蛘咭罁?jù)生活常識選用的相同設備、機構、組件和操作方法進行使用和實施。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在獲知本發(fā)明中記載內(nèi)容后，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對其作出若干同等變換和替代，這些同等變換和替代也應視為屬于本發(fā)明的保護范圍。