一种面向供给侧的国网物资供应链网络韧性提升方法与流程

本发明属于物资供应管理领域，尤其涉及一种用于提升电力系统物资供应链网络韧性的方法。

背景技术：

1、供应链(supply chain)是指生产及流通过程中，涉及将产品或服务提供给最终用户活动的上游与下游企业所形成的网链结构，即将产品从商家送到消费者手中整个链条。

2、国家电网(简称国网)供应链的稳定、畅通，对国家电网的平稳运行至关重要。

3、当网络的局部出现故障，或者收到破坏的时候，整个网络还能够保持基本功能和持续运行的能力，被叫做网络韧性。

4、网络持续运行的能力越强，则网络韧性越高。

5、换句话说，供应链韧性是指供应链在应对风险时能够承受中断并且自我恢复的状态，对外界环境变化快速响应并维持自身稳定状态的能力，就是当企业面临巨大冲击时，其供应链仍旧能够：转的动，产的出，送得到，帮助企业扛过危机。面对大环境的突发状况，若是在供应链上被卡住喉咙，即便是实力雄厚的大企业，也有可能承受巨大的经济损失，甚至是濒临破产、面临倒闭等严重后果。

6、国网物资供应链具有产业链复杂、采购量大、产品种类多等特征，具有韧性的供应链能有力保证和助推国民经济生产安全、能源电力有序供应。

7、当前，国内外各种公共卫生问题反复、极端气候频发，导致国网物资供应商供给能力受损，甚至完全不能供应物资。

8、在此背景下，如何在短时间内结合物资供给能力给出供应商优先选择的次序变得尤为重要。

9、当前国网物资公司的供应商运营中心，仅是给出供应商信誉排序，并没有针对突发事情对供应商重要度进行排序技术方法。

10、申请公布日为2020.12.18，申请公布号为cn 112101474 a的发明专利申请，公开了“一种航空交通网络模体识别方法及子图结构韧性评估方法”，其从局部角度出发，以构成空中交通网络的子图结构为研究对象，对其模体特性进行识别。通过对子图浓度在外界扰动下的变化情况进行分析，提出子图结构韧性概念表征网络底层拓扑结构的动态演化规律；以华东地区空中交通网络为例，对低阶子图结构进行了模体特性识别，并对不同扰动下子图结构韧性的变化情况进行评估。其基于空中交通网络的子图结构为研究对象，对不同扰动下子图结构韧性的变化情况进行评估，不适用于国网物资供应链所面临的产业链复杂、采购量大、产品种类多等诸多情况。

11、授权公告日为2022.09.02，授权公告号为cn 112836334 b的发明专利，公开了一种“海运网络可靠性评估和灾后恢复方法”，包括以下步骤：收集集装箱航运数据，构建集装箱航运网络数据库，进而构建集装箱航运网络模型；根据集装箱航运网络模型，基于韧性三角形理论计算航运网络结构韧性指数，基于船舶运营过程构建航运运营损失成本模型，根据航运网络结构韧性指数和运营损失成本构建韧性-成本模型；基于韧性-成本模型，计算不同恢复策略下的韧费比，采取最大韧费比对应的恢复策略对灾后的航运网络进行恢复。该技术方案的重点在于解决海运网络可靠性评价以及海运网络灾后恢复的问题，其基于网络的联通性，从网络结构层面研究韧性评估方法或提升策略。

12、申请公布日为2022.06.17，申请公布号为cn 114638075 a的发明专利申请，公开了“一种基于区域管控能力的机场群体系韧性评估方法”，其针对机场作战保障效能研究中存在的问题，以机场群体系为研究对象建立网络模型，进一步考虑机场群体系最大出动架次、遂行任务时间和任务区域重要程度等主要因素，同时结合资源有限恢复策略，建立了基于区域管控能力的机场群体系韧性评估方法及流程。该技术方案基于区域管控能力的机场群体系韧性评估方法，量化分析了不同恢复策略对机场体系韧性的影响。由于其只涉及到了机场作战保障效能，不考虑各种不同供应商或供应渠道的差异，故其解决问题的思路，无法解决“在短时间内结合物资供给能力给出供应商优先选择的次序”的问题。

13、综上，目前对于供应链网络韧性的相关研究，主要是基于网络的联通性，或从网络结构层面研究韧性评估方法或提升策略，且研究结果主要考虑单一物资的供应，所以不适合国网物资供应链网络。

14、此外，供应链网络的恢复能力，是供应链韧性的一个重要考察属性。当突发事件发生时一个强韧的供应链不仅需要拥有较低的失效率和高效的存货水平，还需要拥有快速敏捷的恢复能力。因此，考虑国网物资供应系统供应节点的恢复水平和恢复时间，才能快速恢复供应系统至满意水平。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种面向供给侧的国网物资供应链网络韧性提升方法。其从国网物资供给侧角度，针对多种物资供应链网络，将供应商供应水平分成多个状态，并基于各状态供应水平及恢复时间对供应商重要度进行量化；用随机变量描述不确定事件，并基于该随机变量的概率分布设计供应商重要度指标；来量化灾害事件中每个供应商的重要性，在此基础上，来定义各供应商的韧性重要度指标，通过选择韧性重要度指标符合要求的供应商，来实现面向供给侧的国网物资供应链网络韧性的提升。

2、本发明的技术方案是：提供一种面向供给侧的国网物资供应链网络韧性提升方法，包括提升物资供应商抗灾害能力，确保其在突发事件发生时仍能保证物资供应，其特征是：

3、1)给定受灾害破坏的供应商数量α，针对某一灾害事件确定其可行恢复方案及恢复状态；

4、2)对每一可行恢复方案定义其对于供应商重要度指标；

5、3)对所有可行恢复方案对应重要度指标求和，定义针对灾害事件各供应商l的重要度指标

6、4)考虑所有可能事件定义针对给定α的各供应商l的科普兰指标；

7、5)基于受灾害破坏的供应商数量α取值的概率分布，定义供应商l的韧性重要度指标ti(l)；

8、6)通过选择韧性重要度指标ti(l)符合要求的供应商l，来实现面向供给侧的国网物资供应链网络韧性的提升。

9、具体的，所述国网物资供应链网络韧性提升方法，基于多状态韧性概念，将供应商供应水平分成多个状态，并基于各状态供应水平及恢复时间对供应商重要度进行量化；用随机变量描述不确定事件，并基于该随机变量的概率分布设计供应商重要度指标；提出能够合理反映包括物资供应成本、物资最低需求比例及重要程度、物资需求商数目、灾害破坏供应商数目、灾害程度在内的因素对供应商重要度的影响；通过列举所有可能灾害事件来计算每个供应商的科普兰指标；在此基础上，根据灾害破坏供应商数量的分布定义各供应商的韧性重要度指标；来有效反映面临各种可能灾害情形时，各供应商在物资供应网络中的重要程度，建立国网物资供应商重要度指标值；通过确定各供应商在物资供应网络中的重要程度，实现面向供给侧的国网物资供应链网络韧性提升。

10、具体的，在步骤1)中，给定任一供应商子集若：

11、

12、恒成立，即中供应商在完好状态下能满足需求商各类物资的最低需求，定义v0为灾害事件的一个可行恢复方案。

13、进一步的，在步骤2)中，给定灾害事件定义和分别为第n个恢复方案中供应商l的物资贡献占比和时间贡献占比，其计算公式如下：

14、

15、

16、其中表示第n个恢复方案中供应商l的物资贡献，

17、表示灾害事件造成的物资总损失。

18、具体的，基于事件的种可行恢复方案，定义针对事件的供应商l的重要度指标为：

19、

20、进一步的，在步骤4)中，给定受灾害破坏的供应商数量α，对供应商i1,i2，针对每个可能灾害事件计算科普兰指标值对供应商的重要度进行比较；

21、其中，i1,i2∈v1；

22、进一步的，在计算科普兰指标值对供应商的重要度进行比较时，其具体迭代公式如下：

23、

24、其中初始值依次考虑各种灾害事件由此得相对于供应商i2，供应商i1科普兰指标

25、在此基础上，通过计算供应商l相对于其他所有供应商i的科普兰指标，定义供应商l在α给定条件下科普兰指标计算公式如下：

26、

27、其中，

28、具体的，在步骤4)中，计算所有供应商的科普兰指标值，由此可得给定受灾害破坏的供应商数量α前提下，各供应商对整个供应网络的重要程度大小；该指标值越大，说明该供应商对整个供应网络贡献越大。

29、进一步的，定义供应商l的韧性指标ti(l)为：

30、

31、上述公式定义的韧性指标值，综合反映面临各种可能灾害情形时，各供应商在网络中的重要程度。

32、更进一步的，所述面向供给侧的国网物资供应链网络韧性提升方法，通过列举所有可能灾害事件来计算每个供应商的科普兰指标，根据灾害破坏供应商数量的分布定义各供应商的韧性重要度指标，进行国网物资供应商重要度排序，有效反映各供应商在物资供应网络中的重要程度；通过提升供应商l的韧性重要度指标，来提升面向供给侧的国网物资供应链网络韧性。

33、与现有技术比较，本发明的优点是：

34、1.本发明的技术方案，从国网物资供给侧角度，针对多种物资供应链网络，基于多状态韧性概念，将供应商供应水平分成多个状态，并基于各状态供应水平及恢复时间对供应商重要度进行量化，首次设计了供应商韧性重要度指标，由此对供应商的重要度进行排序，进一步为从供给侧角度如何提升国网物资供应链韧性提供重要决策参考；

35、2.本发明技术方案中，用随机变量描述不确定事件，并基于该随机变量的概率分布设计供应商重要度指标，该指标计算同时适用离散和连续两种随机变量；其所设计的重要度指标，综合考虑了国网物资供应链网络涉及的众多因素，考虑问题模型能最大限度拟合实际情形，能够适用多种物资供应链情形，因此能够更好地适用于国网物资供应链网络韧性分析；

36、3.本发明的技术方案，能够合理反映物资供应成本、物资最低需求比例及重要程度、供应商物资的需求商数目、灾害破坏供应商数目(灾害程度)等因素对供应商重要度的影响；所提出的面向国网物资供给侧网络韧性提升方法，可推广至更一般情形：包括不同物资在各个需求商最低需求比例不同、对各个需求商重要度(权重)不同，灾害事件发生后，相应供应商供应能力下降至非零状态等。