一种采用三前馈apiobpcs系统评估供应链弹性与运作成本的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及供应链的品质评估，具体涉及一种采用三前馈APIOBPCS系统评估供 应链弹性与运作成本的方法。
【背景技术】
[0002] 21世纪以来，全球经济下滑、全球采购以及复杂的生产工艺使得制造企业原材料 的采购难度加大、生产提前期不断延长、利润空间不断被压缩。另外，用户需求层次升级和 结构多样化，世界各地频频发生各种自然的、人为的灾害，使得供应链系统控制与管理难度 越来越大且易遭受供应中断，给企业乃至整条供应链带来巨大损失。因此，供应链系统弹性 引起各国政府、企业界及学术界的高度关注和重视。
[0003] 供应链弹性与生产控制策略密切相关。自动渠道的、基于库存和定购的生产控制 系统（AutomaticPipeline,InventoryandOrder-BasedProductionControlSystem, 简称APIOBPCS)是一种较为通用的生产控制策略，通过对系统参数的合理设置，该模型适 用于从按库存生产到按订单生产的所有类型制造企业。APIOBPCS有助于减少需求不确定造 成的生产波动，允许生产能力和库存有较少的缓冲。然而，为了维持较好的供应链弹性，往 往会出现较大的运作成本。如何在减少运作成本的同时又维持较好的供应链弹性，是供应 链系统重要研究课题之一。
[0004] 近年来，一些研究者对供应链系统的弹性、鲁棒性开展了研究。一些研究者将发 货量限制和不允许退货两种非线性因素引入到APIOBPCS，运用时间乘绝对误差积分准则 (integratedtimeandabsoluteerror,ITAE)方法进行供应链弹性的初步分析。一些研 究者采用差分方程理论研究了离散APIOBPCS的稳定性，运用状态空间法分析补货策略参 数、需求过程、前置时间对牛鞭效应鲁棒性的影响。也可基于自动控制理论，以APIOBPCS为 基础分析三种典型二级供应链系统（传统二级供应链、需求信息共享、供应商管理库存）在 阶跃需求下，不同系统参数对系统订单、在制品量和库存量的影响，并对三种系统的动态响 应特性进行了对比研究。
[0005] 也有些研究者对供应链系统的运作成本开展了研究。这些研究者建立了由库存 持有成本、缺货成本构成的库存成本模型，并分析了不同动态特性与库存成本之间的关系。 也可以构建均衡供应链生产更改成本和库存成本的优化模型，分析控制模型的参数设置对 APIOBPCS成本性能的影响。针对生产时间估计偏差会导致APIOBPCS模型的库存偏差无限 扩大的问题，还可以构建PID-API0BPCS系统，有效地消除了库存与实际需求之间的偏差， 优化了供应链系统的总成本。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种采用三前馈APIOBPCS系统评估供应链弹性与运作成 本的方法，在自动渠道的、基于库存和定购的生产控制系统中，增加一阶微分前馈单元，以 部分抵消需求波动对库存的影响。在零稳态误差情况下针对生产控制系统的不同极点分 布，分析一阶微分前馈环节的参数与供应链弹性的关系。综合考虑库存成本及生产调节成 本，构造供应链系统的运作成本系统。通过阶跃需求下的供应链系统仿真，评估一阶前馈环 节参数对供应链弹性及运作成本的影响，验证三前馈自动渠道的、基于库存和定购的生产 控制系统的有效性。本发明的结果表明，针对不同波动程度的需求，设置一阶微分前馈环节 的参数，可以获得弹性与运作成本的良好均衡。
[0007] 为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
[0008] -种采用三前馈API0BPCS系统，其特点是，该系统包含：
[0009] 需求预测策略单元，实际需求量输入所述需求预测策略单元；
[0010] 期望前置单元，与所述需求预测策略单元连接；
[0011] 前馈单元，与所述需求预测策略单元连接；
[0012] 第一加法器，与所述需求预测策略单元连接；
[0013] 第二加法器，实际库存量输入所述第二加法器，所述前馈单元与该第二加法器连 接；
[0014] 库存调节时间单元，分别与所述第二加法器、第一加法器连接；
[0015] 第三加法器，与所述期望前置单元连接；
[0016] 在制品调节时间单元，分别与所述第一加法器、第三加法器连接；
[0017] 生产延迟单元，与所述第一加法器连接；
[0018] 第四加法器，分别与所述第一加法器、生产延迟单元连接；
[0019] 第五加法器，与所述生产延迟单元连接，所述实际需求量输入该第五加法器；
[0020] 第一负反馈单元，与所述第五加法器连接，所述第一负反馈单元的输出量为实际 库存量，将实际库存量该输入所述第二加法器；
[0021] 第二负反馈单元，与所述第四加法器连接，所述第二负反馈单元的输出量为在制 品库存量，该在制品库存量输入所述第三加法器。
[0022] 优选地，
[0023] 所述需求预测策略单元内设有需求预测策略函数Ga(s);
[0024] 所述期望前置单元内设有期望前置参数Tq;
[0025] 所述前馈单元内设有前馈控制函数Gjs);
[0026] 所述库存调节时间单元内设有库存调节时间参数Ti;
[0027] 所述在制品调节时间单元内设有在制品调节时间参数Tw;
[0028] 所述生产延迟单元内设有生产延迟函数Gp(s)。
[0029] 优选地，
[0030] 所述实际需求量0*分别输入所述需求预测策略单元、第一加法器，该实际需求量 cws与所述需求预测策略函数Ga (S)进行乘积运算获取需求预测值A?;
[0031] 该需求预测值Avw分别输入所述前馈单元、第四加法器及期望前置单元，该需求预 测值Avw与所述前馈控制函数Gjs)进行乘积运算，上述乘积结果通过所述第二加法器与所 述期望库存量DINV进行加法运算，并与所述实际库存量AINV进行减法运算；将所述上述运算 结果输入所述库存调节时间单元，与所述库存调节时间参数t进行除法运算，将运算结果 发送至所述第一加法器；
[0032] 所述需求预测值Avw与所述期望前置参数Tq进行乘积运算，并将运算结果发送至 所述第三加法器，并与所述第二负反馈单元输出的在制品库存量WIP进行减法运算，将该运 算结果发送至所述在制品调节时间单元；
[0033] 所述第三加法器的输出结果与所述在制品调节时间参数Tw进行除法运算，并将运 算结果输入所述第一加法器；
[0034] 所述库存调节时间单元的输出结果、在制品调节时间单元的输出结果与需求预测 值Avw进行加法运算获得订货量0 RATE;
[0035] 将所述订货量0KATE发送至所述生产延迟单元、第四加法器，该订货量0 MTE与生产 延迟函数&(8)进行乘积运算，将该乘积结果分别发送至所述第四加法器、第五加法器； [0036] 所述订货量0MTE与所述生产延迟单元的输出量做减法运算，并将运算结果发送至 所述第二负反馈单元进行运算，该运算结果即为所述在制品库存量WIP;
[0037] 所述生产延迟单元的输出量与所述实际需求量做减法运算，并将该运算结果 发送至所述第一负反馈单元进行运算，该运算结果即为所述实际库存量ainv。
[0038] -种采用三前馈API0BPCS系统评估供应链弹性与运作成本的方法，其特点是，该 方法包含如下步骤：
[0039] S1，根据所述的采用三前馈API0BPCS系统，获取供应链库存传递函数：
[0040] w
【主权项】
1. 一种采用三前馈APIOBPCS系统，其特征在于，该系统包含： 需求预测策略单元（1)，实际需求量输入所述需求预测策略单元（1); 期望前置单元（2)，与所述需求预测策略单元（1)连接； 前馈单元（3)，与所述需求预测策略单元（1)连接； 第一加法器（4)，与所述需求预测策略单元（1)连接； 第二加法器（5)，实际库存量输入所述第二加法器（5)，所述前馈单元（3)与该第二加 法器（5)连接； 库存调节时间单元（6)，分别与所述第二加法器（5)、第一加法器（4)连接； 第三加法器（13)，与所述期望前置单元（2)连接； 在制品调节时间单元（7)，分别与所述第一加法器（4)、第三加法器（13)连接； 生产延迟单元（8)，与所述第一加法器（4)连接； 第四加法器（9)，分别与所述第一加法器（4)、生产延迟单元（8)连接； 第五加法器（10)，与所述生产延迟单元（8)连接，所述实际需求量输入该第五加法器 (10); 第一负反馈单元（11)，与所述第五加法器（10