1、淺析基于滾動方案的動態(tài)企業(yè)資源優(yōu)化模型論文關(guān)鍵詞:管理科學(xué)與工程;動態(tài)優(yōu)化模型;滾動方案;企業(yè)資源規(guī)劃論文摘要:由于傳統(tǒng)rp邏輯存在固有的缺陷，erp系統(tǒng)中的消費(fèi)方案模塊往往不能滿足企業(yè)快速開展的需要。為此，文章提出了一個可以實時推進(jìn)的，可以實現(xiàn)企業(yè)資源優(yōu)化配置的新型企業(yè)資源規(guī)劃系統(tǒng)。系統(tǒng)的核心是一個基于滾動方案的動態(tài)企業(yè)資源優(yōu)化模型。文章討論了將滾動周期理論引人企業(yè)資源優(yōu)化模型的方法和優(yōu)勢?；谠撃Ｐ偷男孪到y(tǒng)構(gòu)建更加靈敏，應(yīng)用范圍更加廣闊，生成的消費(fèi)方案更加符合企業(yè)消費(fèi)實際。引言：企業(yè)資源規(guī)劃(enterpriseresureplanning,erp)是目前世界上最流行的企業(yè)信息化軟件，在這

2、個競爭空前劇烈的信息時代，越來越多的企業(yè)開場構(gòu)建自己的erp系統(tǒng)，而且很多企業(yè)可以從中獲益。然而，隨著經(jīng)濟(jì)環(huán)境的日趨復(fù)雜、技術(shù)更新步伐加快和企業(yè)業(yè)務(wù)復(fù)雜度的不斷擴(kuò)大，傳統(tǒng)erp的缺陷逐漸顯露出來，限制了企業(yè)信息系統(tǒng)功能的進(jìn)一步擴(kuò)展。為克制傳統(tǒng)erp系統(tǒng)的固有缺陷，文獻(xiàn)中提出了一個取代傳統(tǒng)rp邏輯的企業(yè)資源優(yōu)化系統(tǒng)，它將ps,rp和ps的功能集于一身，通過計算機(jī)的優(yōu)化計算，產(chǎn)生能實現(xiàn)資源優(yōu)化配置的主消費(fèi)方案、物料需求方案和才能需求方案。新的企業(yè)資源優(yōu)化系統(tǒng)可以解決傳統(tǒng)rp系統(tǒng)因順序執(zhí)行各模塊造成的資源配置沖突，真正實現(xiàn)企業(yè)資源的優(yōu)化配置，克制現(xiàn)有erp系統(tǒng)的固有缺陷。與傳統(tǒng)企業(yè)資源方案模型相比，

3、企業(yè)資源優(yōu)化模型還可以提供企業(yè)所有資源的影子價格(資源在企業(yè)內(nèi)的時機(jī)本錢)，是建立企業(yè)內(nèi)部市場價格的重要參考信息。這些基于邊際分析的價格信息在幫助企業(yè)完成訂單獲利性分析、消費(fèi)才能瓶頸分析、消費(fèi)外包本錢分析、企業(yè)價值鏈分析等管理決策分析方面要大大優(yōu)于基于傳統(tǒng)會計核算獲得的本錢分析信息。但目前的企業(yè)資源優(yōu)化模型是針對企業(yè)一個時點的靜態(tài)狀況制定出來的，在把模型應(yīng)用到現(xiàn)實的企業(yè)中時，由于企業(yè)的整體消費(fèi)方案涉及的時間維度大，多為半年或一年，而實際指導(dǎo)消費(fèi)的方案那么需要準(zhǔn)確到周或者日，導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生的變量數(shù)目龐大，增大了模型的求解負(fù)擔(dān)，所以要把模型結(jié)合到企業(yè)的消費(fèi)實際中去，還需要涉及到分階段的滾動方案問題。

4、本文在已有研究的根底上，對原來的企業(yè)資源優(yōu)化模型進(jìn)展改良，提出了一個基于滾動方案的，以企業(yè)資源優(yōu)化模型為核心的新的企業(yè)資源動態(tài)優(yōu)化系統(tǒng)，使模型優(yōu)化結(jié)果更具有可執(zhí)行性，可以真正成為具有優(yōu)化功能的erp系統(tǒng)的核心模塊。本文的第一部分綜述滾動方案與滾動周期的理論方法，第二部分提出一種三階段變周期的滾動方案方法，第三部分介紹了基于該滾動方案的企業(yè)資源優(yōu)化模型及其數(shù)值試驗，第四部分簡要的分析了動態(tài)企業(yè)資源優(yōu)化模型的優(yōu)勢。1.滾動方案與滾動周期滾動方案是企業(yè)在面臨動態(tài)決策環(huán)境時常采用的方法。滾動方案的特點是把方案工作看成是一種不連續(xù)的運(yùn)動，使整個方案處于適時的變化和開展之中。由于方案隨著內(nèi)外部條件的變化不

5、斷調(diào)整，使方案更具有靈敏性和適應(yīng)性。在滾動方案中，整個方案期內(nèi)被分為n個方案周期，并根據(jù)第一個周期初始時期的環(huán)境和企業(yè)資源狀態(tài)，制定一個n周期的消費(fèi)方案。在第一個周期的方案被執(zhí)行以后，再根據(jù)新的內(nèi)外部環(huán)境和方案實際執(zhí)行情況制定下一個n個方案周期的消費(fèi)方案，依此向后滾動循環(huán)，這也是“滾動一詞的來源。滾動方案方法在很多學(xué)科都有涉及和研究，“它被研究方案問題的理論學(xué)者認(rèn)為是結(jié)合了方案和控制因素的、能協(xié)調(diào)短期和長期方案的適宜框架。最初的研究出如今經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域。gldan,radner,j-hansen分別在研究經(jīng)濟(jì)方案、特別是宏觀經(jīng)濟(jì)方案時提出了滾動方案問題。比方gldan在新古典主義的連續(xù)時間最優(yōu)增長

6、模型里研究了滾動方案問題，他的方法被kaganvih稱作適應(yīng)性滾動方案(theadap-tiverllingplans)。bala提出了一套新的研究滾動方案的框架，kaganvih稱之為跨周期決策的分解機(jī)制(theahanissfdeentralizatinfintertepraldeisins)。隨后，滾動方案方法進(jìn)人消費(fèi)運(yùn)作和管理領(lǐng)域。最初的消費(fèi)方案由于沒有很好的方案方法，往往通過“短視的方法制定。這種方法只考慮眼前的資源、庫存、產(chǎn)能、訂單等情況，雖然計算效率高，但卻無法滿足長期目的。隨著信息技術(shù)的開展和應(yīng)用，很多信息可以實時得到，計算機(jī)的計算效率也大大進(jìn)步，為制定包含全部信息、滿足長期目

7、的的方案創(chuàng)造了條件，因此出現(xiàn)了關(guān)于制定長期方案并考慮滾動問題的研究。如bentn和srivastava在進(jìn)展多階段消費(fèi)方案方法的比擬實驗時引人了滾動方案的概念。baker,jaillet,tareq在庫存管理領(lǐng)域，lain和thas,nagasaa等、hastut,lark,patriziza等在消費(fèi)方案領(lǐng)域，bean,nn和saltn在現(xiàn)金管理領(lǐng)域，ryan)在才能擴(kuò)建領(lǐng)域，naphade等在車間排序領(lǐng)域都引人了滾動的方法。2.滾動方案方法在企業(yè)的現(xiàn)實消費(fèi)過程中，消費(fèi)方案是根據(jù)消費(fèi)的實際情況按照一定周期不斷推進(jìn)的，同時根據(jù)不同管理部門的需要分多級制定，每級方案制定的原那么和目的也不盡一樣。本

8、文所提出的變周期滾動方案方法結(jié)合了傳統(tǒng)滾動理論、層次方案方法的特點，在描繪了企業(yè)消費(fèi)方案的滾動過程的同時，給企業(yè)提供了優(yōu)化的消費(fèi)方案。為解釋滾動方案制定過程，首先統(tǒng)一一下本文以后部分使用的術(shù)語?！胺桨钙谑侵阜桨负w的方案周期數(shù)(方案期的總時間長度)，如年或季度方案;“方案周期是指方案中的時間單元，一般以月、周、日為時間長度;“滾動周期是指滾動方案涵蓋的最大方案周期數(shù);“方案制定周期為企業(yè)制定(更新)消費(fèi)方案的時間長度，企業(yè)可以按月、周或假設(shè)干日為方案制定周期。2.1固定滾動周期的滾動方案方法典型的滾動方案方法是固定滾動周期的方案方法，方案制定過程如圖1所示。描繪了企業(yè)在8個方案周期范圍內(nèi)制定滾

9、動方案的制定過程。其中，方案期二滾動周期=4(周期);方案周期為1(周期);方案制定周期為2(周期)。固定滾動周期的方案制定過程如下:第一步:企業(yè)制定了方案期為4個方案周期的消費(fèi)方案，并根據(jù)方案組織消費(fèi);第二步:在完成了2個方案周期的消費(fèi)后，重新制定新的滾動方案，新方案涵蓋下一個滾動周期，即36周期。第三步:重復(fù)第二步的機(jī)理，制定48周期的滾動方案。固定周期滾動方案方法的優(yōu)缺點均非常明顯，其優(yōu)點是方法簡單，使用者可根據(jù)本企業(yè)的方案特點，選擇方案期長度和滾動方案的滾動方法;其缺點是方案周期的長度固定后，無法兼顧消費(fèi)方案對方案詳細(xì)性和前瞻性的要求。縮短方案周期可以進(jìn)步方案的詳細(xì)程度，但要考慮更長時

10、間的方案問題時，會遇到方案期數(shù)過多而導(dǎo)致方案困難的矛盾。但假設(shè)方案周期過長又會失去方案的詳細(xì)程度。因此，需要設(shè)計一種合理的滾動方案方法，以滿足企業(yè)以下的方案需求:(1)既能提供近期較詳細(xì)的消費(fèi)方案，又能統(tǒng)籌全局，兼顧較長時間范圍內(nèi)的方案;(2)可以從操作層、運(yùn)作層、管理層等不同視角制定消費(fèi)方案;(3)方案期定義靈敏，方案周期數(shù)少、方案制定效率高。為滿足上述要求，需要使用多階段變周期的滾動方案方法。2.2多階段變周期的滾動方案方法在變周期滾動方案中，方案周期的長度和滾動周期是可變的，企業(yè)可以根據(jù)方案詳細(xì)程度的要求對方案階段和滾動周期進(jìn)展劃分。hartut提出一種變周期滾動方案模型，他將滾動周期劃

11、分成三個不同方案周期階段，如圖2所示。距當(dāng)前時間最近的一周以“舊為方案周期(7個周期)，是方案的最詳細(xì)階段;距當(dāng)前最近一個月的余下部分以“周為方案周期(3個周期)，是方案的次詳細(xì)階段;一年余下的部分以“月為方案周期(11個周期)，是方案的最粗(不詳細(xì))的階段。這種變周期滾動方案方法存在3種不同的方案周期:日、周、月，只需要21個方案周期就可以完成年消費(fèi)方案的制定。該方法既可以在方案執(zhí)行時獲得按日制定的詳細(xì)消費(fèi)方案，又可以兼顧較長時間的方案視角，更能滿足企業(yè)對消費(fèi)方案的多方面需求。上述滾動方案方法在施行時需要考慮的一個重要問題是方案如何在各階段之間進(jìn)展?jié)L動與銜接。例如，第一階段的按日方案與第二階

12、段的按周方案如何銜接，是等第一階段的7天方案都執(zhí)行完之后再將第二階段的第一個周方案擴(kuò)展為日方案，還是在第一階段方案執(zhí)行一天后就要向后滾動一天。前一種方法因每7日才進(jìn)展?jié)L動計算，會因執(zhí)行中的誤差積累而失去方案的準(zhǔn)確性;后一種方法盡管滾動計算很及時，但顯然會破壞各階段方案的完好性和方案期的自然日歷屬性。借鑒變周期滾動方案的思想，考慮到企業(yè)在制定消費(fèi)方案時根本遵循習(xí)慣的日歷周期，本文提出了一種合適企業(yè)資源優(yōu)化模型的三階段變周期滾動方案方法。該方法的特點是既要保持滾動方案的及時性，又盡量不破壞方案期的自然日歷屬性。該滾動方案方法也將方案分為三個階段，即按月、周、日進(jìn)展各階段的方案。但在每個階段中都規(guī)定

13、了一個重新制定本階段滾動方案的方案制定周期。圖3為三階段變周期滾動方案推進(jìn)過程的示意圖，其中第一階段的方案周期為月，滾動方案周期數(shù)為4(月)，方案重新制定周期為1，即每月更新第一階段的月消費(fèi)方案。第二階段的方案周期為周，滾動方案周期數(shù)為8(周)，方案重新制定周期為4，即每4周重新制定一個時間跨度為8周的消費(fèi)方案。第一階段每個方案周期的長度(4個月)為第二階段每個方案周期長度(8周=2個月)的2倍。第三階段的方案周期為日，滾動方案滾動周期數(shù)為10日(假定每周工作5日)，方案制定周期為5，即每5日(1周)重新制定一個10日的消費(fèi)方案。第二階段每個方案周期的長度(8周)為第三階段每個方案周期長度(1

14、0日=2周)的4倍。其滾動推進(jìn)的詳細(xì)步驟如下:(1)在方案期的起始階段，按照三階段的劃分，分別制定4個月、8周和10日的三種不同方案期長度的消費(fèi)方案;(2)在方案執(zhí)行過程中，各階段按設(shè)定的方案制定周期進(jìn)展?jié)L動計算，例如對第三階段的日方案，在執(zhí)行5日之后需要重新制定下一個跨期10日的日消費(fèi)方案，在執(zhí)行日期未達(dá)5日之前，可根據(jù)方案執(zhí)行情況酌情對現(xiàn)有的日方案進(jìn)展修正(例如在方案執(zhí)行1日后，對后9日的消費(fèi)方案進(jìn)展修正);(3)第二階段周方案的重新制定周期為2，也即當(dāng)方案執(zhí)行兩周之后重新制定一個跨期為8周的消費(fèi)方案，從而到達(dá)滾動的目的。在方案執(zhí)行一周之后，也可以根據(jù)方案執(zhí)行情況，對后7周的消費(fèi)方案進(jìn)展修

15、正。(4)第一階段月方案的重新制定周期為1，即每月滾動計算一次，重新制定一個跨期為4個月的消費(fèi)方案。2.3跨周期方案的銜接方法在多階段變周期滾動方案方法的根底上，基于靜態(tài)的企業(yè)資源優(yōu)化模型，我們可以通過在各個的階段設(shè)置不同的滾動周期和方案周期而生成精細(xì)程度有區(qū)別的優(yōu)化的消費(fèi)方案，以滿足企業(yè)不同層級的需求。以2.2節(jié)的三階段滾動方案為例，第一階段是企業(yè)所考慮的最長周期的方案階段，輸出的消費(fèi)方案以月為方案周期，主要面向企業(yè)高層管理人員，可掌控企業(yè)消費(fèi)運(yùn)行的大致狀況;第二階段以周為方案周期，消費(fèi)方案主要面向企業(yè)中層管理人員。中層管理人員可以掌握2個月范圍內(nèi)可能面臨的情況，根據(jù)自己的判斷來對方案進(jìn)展調(diào)

16、整，并提醒高級管理人員可能面臨的風(fēng)險;第三階段是以日為方案周期，消費(fèi)方案主要面向企業(yè)消費(fèi)操作層。操作層工作人員可以根據(jù)系統(tǒng)給予的2周內(nèi)的方案消費(fèi)，也可根據(jù)實際工作經(jīng)歷在允許范圍內(nèi)做細(xì)微的調(diào)整，完成方案任務(wù)。這種三階段變周期滾動優(yōu)化方法考慮了較長周期內(nèi)的企業(yè)資源，對其進(jìn)展優(yōu)化，并根據(jù)企業(yè)不同層次人員的需要，提供不同的方案與分析資料，既滿足了組織消費(fèi)的需要，也能從戰(zhàn)略層次上給予決策支持。但由于不同階段的周期長度不同，各個階段需要按照以下方法進(jìn)展銜接:第一步:選取上一階段的幾個方案周期作為本階段的滾動周期，例如2.2節(jié)中第二階段選取4個月中的2個月作為本階段的滾動周期。第二步:獲取本階段消費(fèi)信息。本

17、階段的消費(fèi)信息由上一階段的消費(fèi)方案產(chǎn)生，即本階段滾動周期范圍內(nèi)的上一階段的消費(fèi)方案。該方案得到的消費(fèi)信息包括物料的投料時間、數(shù)量、完工情況、庫存程度等，可將其視為本階段的消費(fèi)邊界。第三步:根據(jù)本階段方案精細(xì)程度的要求將滾動周期分割成假設(shè)干方案周期，例如2.2節(jié)中第二階段將2個月分割為8個方案周期，單位方案周期為1周。第四步:根據(jù)本階段的滾動周期、方案周期、消費(fèi)信息構(gòu)建本階段的優(yōu)化模型(構(gòu)建方法見下文)，生本錢階段的消費(fèi)方案。3.基于滾動方案的動態(tài)企業(yè)資源優(yōu)化模型靜態(tài)的企業(yè)資源優(yōu)化模型可以支持時間周期可調(diào)整的變時間周期問題，我們在此根底上根據(jù)變周期滾動方案遵循的幾點原那么對靜態(tài)優(yōu)化模型進(jìn)展調(diào)整，

18、以形成基于滾動方案的動態(tài)企業(yè)資源優(yōu)化模型。3.1優(yōu)化模型的調(diào)整結(jié)合企業(yè)資源優(yōu)化模型和三階段滾動方案方法，將模型的調(diào)整概括如表1。在經(jīng)過調(diào)整之后，新的優(yōu)化模型保存了原有模型的功能，且更貼近多階段滾動方案的需要。其中，第一階段模型與原優(yōu)化模型保持一致，無需重新調(diào)整。3.2滾動方案各階段的優(yōu)化模型第一階段模型(erp-pl)與文獻(xiàn)中原優(yōu)化模型(erp-lp)一致，見附錄。第二、第三階段的模型定義是一致的，而且可以沿用到更多的階段，統(tǒng)一定義如下:第n階段模型(erp-pn):模型的根本變量與參數(shù)與原優(yōu)化模型(erp-lp)設(shè)定一致(見附錄)，下面只介紹新增參數(shù)、變量。模型調(diào)整的部分為目的函數(shù)和產(chǎn)品需求

19、約束:新增下標(biāo):，表示第n一1階段的方案周期;新增參數(shù):，第n一1階段方案的結(jié)果;目的函數(shù)目的變?yōu)樵撾A段本錢最小化，其中本錢產(chǎn)品需求約束產(chǎn)品需求數(shù)量與市場需求無關(guān)，而是要滿足上一階段消費(fèi)方案的要求。3.3基于滾動方案的優(yōu)化模型的應(yīng)用以某機(jī)械制造企業(yè)為例該企業(yè)于2022年初步建立erp系統(tǒng)。由于erp核心邏輯存在的固有缺陷，在實際消費(fèi)中，企業(yè)遇到了一些制約企業(yè)進(jìn)一步開展的問題。我們根據(jù)企業(yè)的實際情況建立了適用于該企業(yè)消費(fèi)流程的企業(yè)資源優(yōu)化模型，并用ilgstudi軟件編程實現(xiàn)，用plex求解引擎進(jìn)展求解。我們利用該企業(yè)實際數(shù)據(jù)進(jìn)展了許多數(shù)值試驗，實驗數(shù)據(jù)見表2。在50個最終產(chǎn)品、20個消費(fèi)周期(

20、單位為月)的方案模型情況下，根本可在20分鐘內(nèi)得到了最優(yōu)的月消費(fèi)方案。計算機(jī)硬件平臺為puintele6300和內(nèi)存ig2。但企業(yè)不能根據(jù)月消費(fèi)方案直接安排消費(fèi)，需要模型生成每日的消費(fèi)方案。在這種情況下模型的周期就會變得過長，嚴(yán)重影響模型的求解效率。以5個最終產(chǎn)品，12個月為例，我分別按照以月、周、日為周期單位消費(fèi)最優(yōu)消費(fèi)方案，實驗結(jié)果見表3?？梢娫诋a(chǎn)品規(guī)模不是很大的情況下，模型仍然不能直接消費(fèi)每日的消費(fèi)方案。在這種情況下，我們引人了滾動方案方法。建立了適用于該企業(yè)的三階段變周期的優(yōu)化模型，其周期設(shè)定見表4。我們?nèi)砸?個最終產(chǎn)品，12個月為例，通過三階段的滾動方案生成每日的消費(fèi)方案。試驗結(jié)果見表5，總計用時5分鐘就消費(fèi)了前2周12天的最優(yōu)每日消費(fèi)方案。4.基于滾動方案的動態(tài)企業(yè)資源優(yōu)化模型的優(yōu)勢以基于滾動方案的動態(tài)企業(yè)資源優(yōu)化模型為核心的erp系統(tǒng)既可以克制傳統(tǒng)erp系統(tǒng)不能實現(xiàn)企業(yè)資源優(yōu)化配置的缺點，和原有靜態(tài)優(yōu)化模型相比，又?jǐn)U大了系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，是更為有效的erp系統(tǒng)。其特點和優(yōu)勢主要表如今以下幾方面:(1)保存了原有靜態(tài)優(yōu)化模型的優(yōu)點，發(fā)揮資源優(yōu)化配置的作用。整體模型以企業(yè)消費(fèi)利潤最大化為目的。模型可以根據(jù)企業(yè)的內(nèi)部消費(fèi)條件和外部消費(fèi)環(huán)境優(yōu)化企業(yè)的資源配置，調(diào)節(jié)企業(yè)的消費(fèi)負(fù)荷，制定為企業(yè)帶來做大利潤的消