智能决策中心：智能供应链与物流的核心

智能供应链与物流管理的核心是智能决策。供应链与物流系统中存在着多种复杂问题需要进行决策，如采购决策、库存决策、配送决策、营销决策和设施选址问题等。智能供应链与物流系统需要建立一个智能决策中心对供应链与物流管理过程中的各类问题进行决策分析，给出优化的方案。智能决策中心的任务就是运用商务智能、人工智能和计算智能等方面的理论和方法建立数学模型和求解模型，给出最佳实施方案，为供应链和物流管理人员提供决策支持。

供应链与物流决策强调供应链与物流所有环节的系统性、协调性、一致性、关联性、互动性和平衡性，通过智能化决策为企业合理定位、精确控制和准确决策提供依据。智能决策中心是整个供应链的业务集散与调度中心、信息处理中心、资金运作中心。智能决策中心对供应链与物流业务中的物流、信息流、资金流进行智能化计划、协调和控制，目的是实现在正确的时间和地点，将正确的需求项目按照正确的数量交给正确的交易对象。

基于决策中心的供应链与物流决策系统与串行的、面向不同供应链环节的决策系统相比，具有以下特点：①协调中心具有相对完全的信息，为供应链中实体间的信息共享提供了基础，可以减小或消除信息失真和放大现象（Bullwhip效应）。②有利于实现物流与信息流、资金流的适度分离，充分发挥信息、资金在物流中的缓冲作用，在一定程度上解决由于信息不畅、资金暂时短缺引起的物流堵塞及企业间的连锁反应。③有利于从全局的角度出发优化供应链中的物流、信息流及资金流。④有利于将供应商的供应商、用户的用户纳入供应链系统，扩大企业的生产经营规模（柴跃廷，2001）。

智能决策中心采用计划、协调与管理相结合的方式对供应链与物流业务及系统进行决策与优化。在规划和执行过程中，还可以针对意外情况进行协商和调整。如库存不能或不能完全满足用户需求，则与采购部门协商确定采购或生产任务，此时表现为客户的需求在供应商的协调下由供应商的供应商满足。根据决策的阶段和对象不同，智能供应链与物流决策可以分为供应链与物流计划子系统、供应链与物流协调子系统，及供应链与物流管理与控制子系统（见图9.11）。

图9.11　智能化决策中心

1.供应链与物流计划子系统

供应链与物流计划的制订要综合考虑库存、供货、运输、资金等多种资源信息。由于存在大量的决策变量，各种活动之间具有强烈的耦合关系和时序约束，因此，它是一个多目标、多约束的复杂的非线性优化问题。

从原理上讲，供应链管理系统是按照过程进行供应链组织间的计划、进度安排和供应链计划的执行与控制，着重于整个供应链和供应网络的优化以及贯穿于整个供应链计划的实现。完整的供应链管理系统应覆盖从订单输入到产品交付等并行于制造业务流程的全部业务过程，其中包括预测、供应链和生产计划、需求和分销管理、运输计划以及各种形式的业务功能。一般供应链与物流系统的计划类型有需求计划、生产计划和排序、分销计划、运输计划等（任午令，2003）。

（1）需求计划。用统计工具、因果要素和层次分析等手段进行更为精确的预测，用包括互联网在内的通信技术生成企业间最新的和实时的协作预测。

（2）生产计划和排序。分析企业内部和供应商生产设施的物料和能力的约束，编制满足物料和能力约束的生产进度计划，并按照给定条件进行优化。根据不同的生产环境应用不同的算法和技术，提供不同的决策服务。

（3）分销计划。帮助管理分销中心并保证产品可订货、可盈利、能力可用。分销计划帮助企业分析原始信息，并确定如何优化分销成本或者根据生产能力和成本提高客户服务水平。

（4）运输计划。通过运输计划确定将产品送达客户的最佳途径。运输计划模型的时标是短期的和战术的。通过对不同时期的运输任务及运输资源的合理调度和安排，充分利用运输能力。

以上4种供应链计划的规划分成长期、中期和短期3个层次，并分解成若干规划模块，然后分配给不同的计划层，每一层级都包括供应链的4个环节：采购、生产、配送和销售，但各层级的任务各不相同（见图9.12）。在供应链计划矩阵中，各模块由垂直和水平的信息流联系起来，高一层的规划模块将设定次一层规划的约束条件，后者的执行结果成为向上一层反馈的信息（闻超，2009）。

图9.12　集成化的供应链计划体系

1）长期计划。根据供应链计划矩阵，长期计划层次的决策被称为“战略决策”，它决定了供应链未来发展的基本要求。供应链战略网络计划模块决定了供应链的设计和结构，包括4个主要的长期计划，即供应商的选择和合同、工厂选择、配送结构和产品战略销售计划。战略网络计划模块解决供应链中的战略性问题，如需要多少工厂、多少分销中心，以及怎么设置它们的位置、选择怎样的供应商等。协同供应链共同的目标和愿景为这个模块制订了结构框架。而这个框架决定了供应链的设计与客户之间基本物料的流动，以及中期计划里面的供应链计划模块的结构（见图9.13）。供应链计划模块将为战略网络计划模块提供模拟的主计划，为生产能力的提高提供有用的线索。

图9.13　智能化的协同计划与决策

2）中期计划。中期计划主要实现与ERP、配送及销售业务系统的集成，制订合理的生产及销售计划。系统从ERP系统里调用分销商往年的销售信息，通过销售代表的报告、市场研究数据等，对客户的需求进行预测并把数据传送到需求计划与预测模块。中期计划结合ERP的订单输入模块提供的实际需求信息，通过运算法则得到预测信息，最终把预测信息反馈到供应链计划模块以及ERP的MPS模块。供应链计划模块结合结构限制以及预测信息为MPS提供生产的瓶颈约束条件。MPS模块把企业的战略目标、供应链计划大纲等宏观计划转化为生产作业与采购作业等微观作业计划，并把结果传递给MRP模块。MRP根据得到的MPS、产品结构、工艺路线和批量政策等特征，结合ERP系统提供的BOM与库存信息，把产品分解成具体操作的零部件的生产作业计划和原材料、外购件的采购作业计划。供应链系统的制造计划模块通过制造订单实现与MRP的交互，两者综合考虑了BOM、库存状况以及采购进程等数据，利用APS运算法则，反复论证，得出将要排产的生产任务单以及采购任务单。此时的生产任务单主要包括的是要加工什么、加工多少以及什么时段完成等信息，采购任务单则包括需要什么、需要多少及需求日期等信息。这些信息将分别提供给短期计划里的生产排产计划模块和采购计划模块。

3）短期计划。ERP的采购计划模块在得到MRP的采购任务单后，根据供应链的环境特点，制订有关采购作业活动详细的时间安排。采购控制模块则通过设置与采购作业相关的参数，将采购物料的数量和质量控制在预定范围内。采购计划模块和采购控制模块同属于采购管理，而采购管理活动的深入、细化和扩展的结果，是形成ERP系统与其他供应链系统（包括APS）的有效集成的关键，也是供应链（网）实现协同的关键环节。制作的采购订单将发给上一级供应商。APS的生产排产计划模块用来解决实际加工过程中具体到工序、怎么加工、加工地点以及加工时间等信息，从而实现车间任务的准确排产。同时，通过接受对车间活动的监测数据，实现对车间变化信息的动态反映。ERP的生产作业控制模块也会对APS的生产排产计划模块的生产活动进行监督控制。配送计划模块与运输计划模块利用批量和预期时间的短期协调能带来准确的生产—配送计划。

2.供应链与物流协调子系统

系统协调是指多个子系统对其目标资源等进行合理安排，以调整各自的行为，最大限度地实现系统和各子系统的目标。系统协调的目的是希望通过某种方法来组织或调控各子系统，使之从无序转换为有序，达到协同状态。系统协同程度越高，输出的功能和效应就越大，结果就越有价值，因此，系统的整体功能应大于各部分子系统功能之和。

供应链是典型的需要协调的系统。首先，供应链是由不同利益主体构成的合作型系统，供应链成员在追求自身利润最大化的同时，往往会与其他成员或与系统整体目标产生冲突。如运输商为了降低运输成本，往往一次运输很多货物，而这样常常会增加库存成本。同理，制造商的优化目标是提高生产数量，而这往往会增加分销中心的库存压力，增加库存成本。其次，供应链是动态的，包含许多不确定性因素，如客户订单改变、运输延迟、价格变化、设备故障、紧急订单需求等，处理这些不确定因素需要对销售、财务、物料计划、生产计划、生产控制和运输这些部门的活动和运作进行协调和协作。供应链管理的目的就是协调和控制供应链成员间的物流、信息流、资金流，降低成本，提高利润和服务水平，使整个供应链获得的利益大于各成员企业单独获得的利益之和。供应链是基于“竞争—合作—协调”机制的，协调是供应链稳定运行的基础。(www.xing528.com)

智能Agent技术可以支持供应链协调的实现。在基于多智能体的供应链与物流协调系统中，各个Agent代表不同的企业或部门，由一定的利益驱动联合在一起，相互协调与协作，共同完成产品从原材料经过加工、装配、销售直到最终用户手中的过程（见图9.14）（庄品，2004）。

图9.14　基于智能Agent的协调模型

供应链与物流管理系统中每个Agent有各自的优化目标，这些优化目标往往与其他Agent或供应链系统目标相冲突，因此，必须在Agent之间建立有效的协调机制，使各Agent能够共担风险，共享利润，增强信息共享与交流，从而提高供应链管理系统的整体绩效。

如何设计一个好的协调机制，使得供应链中各Agent能够有效地协调是要解决的重要问题。供应链管理系统中多Agent进行协调时，其协调结构有以下3种。

1）完全集中式。在完全集中式的多Agent系统中，协调方法是主控Agent完全控制从属者的行为，由主控Agent的一个具有全局信息的中心控制器来完成任务的分解，保证从属Agent的行为彼此协调。集中式协调方法降低了系统的复杂性，但要求中心控制器有较强的处理能力，要处理各种不同的冲突来达到全局一致，不适合动态、开放的环境。

2）完全分布式。在完全分布式的多Agent系统中，各Agent处于平等的地位，彼此之间行为的协调通过各Agent内部的推理机制或Agent之间的多次交互，必要时进行协商实现。完全分布式的多Agent系统最为灵活，但是在实现上比较困难，而且Agent之间多次的交互协商降低了系统的效率。

3）集中与分布结合。在集中与分布相结合的多Agent系统中，系统中的Agent组成层次结构，上层的监控Agent对下层的受控Agent有部分的控制能力。与单纯的集中式或分布式的协调方式相比，集中与分布相结合的协调方式的系统集成了前两种方式的优点，既具有相当的灵活性，又具有一定的效率，而且在实现上也比较容易。

3.供应链和物流管理与控制子系统

供应链管理的基本思想是把产品的生产周期看成一个完整的动作过程，即一个供应链，并对其进行集成化的管理，从而避免或减少各过程环节之间的时间延误和资源浪费，用更短的时间、更少的总成本实现增值。供应链管理通常采用面向市场/客户的管理方法，以市场需求为原始驱动力来展开。具体地说，从客户订单开始，根据订单的具体要求（产品、品质、数量、日期等）组建一条最低成本、最大增值的供应链，包括原材料的采购、制造到销售的全过程，最终实现订单任务。供应链管理与控制具体可分3个阶段：合作伙伴选择、供应链规划及供应链运行控制（见图9.15）。

图9.15　供应链智能管理与控制

（1）合作伙伴选择。核心制造企业根据客户的需求信息和其他渠道的市场信息做出市场需求的预测，制订出市场需求订单（包括直接需求订单和预测需求订单），根据需求订单的时间、质量、成本等方面的要求，量化成对合作伙伴（主要包括供应商、外协制造商、分销商和客户等）的评审指标，然后根据指标对合作伙伴进行资格评审和选择评审，在有限的选取范围内挑选出最佳的合作伙伴，组成供应链，结成战略联盟来服务市场。

（2）供应链规划。主要任务是对企业内的具体功能或具体操作做出修改调整。首先要求各节点企业间的信息共享（主要包括采购信息、生产信息、库存信息、客户服务信息等），这是供应链优化集成的最低要求，只有互相的充分了解，才有可能进行“无缝”连接；其次是各企业在了解的基础上提出自己的要求，由核心企业汇集，与各合作伙伴从供应链全局角度进行协商，规划整条供应链，使其发挥最大的效用。在规划过程中要遵循“利益共享，风险共担”的原则。

（3）供应链运行控制。供应链运行控制功能和控制流程如下：

1）由协调决策中心根据市场机遇（或订单）选择合作伙伴，即进行供应商、制造商、客户（包括分销商）的选择；

2）利用过程管理代理建立供应链运行逻辑模型，作为供应链业务流程协调和监控的基础；

3）在供应链运作过程中，一旦合作伙伴将执行进度或有关信息反馈到供应链管理集成平台时，过程管理代理参照运行逻辑模型进行调度，启动策略管理器决定由谁负责做，以及具体有什么要求等；

4）由过程管理器进一步查找负责该活动的合作伙伴，然后将信息交工作流引擎来决定下一步做什么；

5）过程管理器将由谁做、在哪里做、做什么等信息，作为任务信息，以XML格式加入到任务列表代理中；

6）最后由任务列表代理将这些信息发送至正确的地点，由相应的合作伙伴来完成。

供应链运行控制功能可以通过工作流技术实现，只要合作伙伴将有关进度信息或其他相关信息反馈到工作流系统中，系统就可以做出正确的响应，从而实现供应链业务流程的协调运作和监控。