一种装备自主保障的供应链成本优化方法技术

本发明专利技术公开了一种装备自主保障的供应链成本优化方法，该方法包括以下步骤：步骤S1：建立联合分布式供应链决策模型：该联合分布式供应链决策模型由M个需求点、协调控制中心以及N个供应点联合构成，保证供应链中的供应能力大于需求，且每个需求点在其时间约束范围内至少有一个供应点可以满足其需求；步骤S2：由协调控制中心根据PHM故障预测信息确定资源需求信息以及资源供应信息；步骤S3：选择维修资源的供应点：由协调控制中心根据各需求点允许的维修资源最大延迟时间，确定能够满足时间要求的供应点；步骤S4：建立供应链成本优化模型；步骤S5：采用改进遗传算法求解供应链成本优化模型；步骤S6：根据求解结果，确定供应方式。

【技术实现步骤摘要】
一种装备自主保障的供应链成本优化方法
本专利技术涉及装备维修领域，具体涉及一种装备自主保障的供应链成本优化方法。
技术介绍
在自主保障系统中，要求能够将维修资源在指定时间送达指定地点。目前，如图1所示，装备的维修资源储备采用“二级三地”模式，“二级”即基层级和基地级，“三地”即部队、仓库和装备承制单位。一般情况下，装备的维修资源供应采取“信息逐级汇总，资源分级供应”的运行模式。其存在以下缺陷：(1)维修资源保障层级涉及单位多，需求信息逐级汇总的流程时间长，不适用于临时性作战任务，即维修资源供应商与部队间距离远小于仓库与部队距离的情况；(2)维修资源保障一般采用隶属关系分级供应方式，无法获得友邻仓库的保障资源的程序复杂，不适用于不同地域联合作战，或部队与友邻仓库间距离远小于部队与直接仓库间距离的情况；(3)同一时间内可能不同单位存在维修资源短缺和维修资源剩余的情况，维修资源保障精度差、效益低。
技术实现思路
本专利技术针对上述存在的技术问题，本专利技术在装备维修资源供应中引入供应链，可以统一组织实施维修资源的采购、储存、运输和配送，有利于拓宽维修资源的保障渠道，提高装备的自主保障能力。供应链优化可以缩短维修资源的保障时间，降低供应链成本，使维修资源供应表现出周期短、成本低、精度高的特点。本专利技术采用的技术方案是：一种装备自主保障的供应链成本优化方法，该方法包括以下步骤：步骤S1：建立联合分布式供应链决策模型：该联合分布式供应链决策模型由M个需求点、协调控制中心以及N个供应点联合构成，保证供应链中的供应能力大于需求，且每个需求点在其时间约束范围内至少有一个供应点可以满足其需求；步骤S2：由协调控制中心根据PHM故障预测信息确定资源需求信息以及资源供应信息；步骤S3：选择维修资源的供应点：由协调控制中心根据各需求点允许的维修资源最大延迟时间，确定能够满足时间要求的供应点；步骤S4：建立供应链成本优化模型，其中，供应点的维修资源基本费以及维修资源供应过程中产生的处理费用之和为供应链成本；步骤S5：采用改进遗传算法求解供应链成本优化模型；步骤S6：根据求解结果，确定供应方式。优选的，在上述步骤S1中，需求点为需要补给维修资源的节点，供应点为向需求点提供维修资源的节点，其包括维修资源供应商、直接仓库和友邻仓库。优选的，在上述步骤S4中，供应链成本优化模型建立过程如下：(1)供应链供应维修资源满足条件：供应链维修资源最迟补给时间为各需求点维修资源最迟补给时间的最小值，即Td＝min(Ti)；供应链中需求点i接收的维修资源数量等于各供应点为其供应的维修资源数量之和，即供应链中维修资源总需求量为各需求点的维修资源需求量之和，即供应链中维修资源总供应量应不小于维修资源总需求量，即供应链中供应点j为各需求点供应的维修资源总数量应不大于其库存数量，即则供应链中基本费用为处理费用为(2)通过上述分析，建立供应链成本优化模型：其中，ceil()为向上取整函数。优选的，在上述步骤S5中，采用改进遗传算法求解供应链成本优化模型的过程如下：(1)采用罚函数法将约束优化问题转化为无约束优化问题；外点法的数学模型可表示为：上式中，惩罚函数是Rn中的连续函数，保证在可行域中处处有值；若X在可行域外远离约束边界时，惩罚函数是相当大的正值，惩罚项的作用较大；若X从可行域外向约束边界靠近时，惩罚函数是较小的正值，惩罚项作用较小，保证在迭代过程中的各X点只可能向可行域靠拢；对于不等式约束，惩罚项则表示为或借用计算及外部函数表示，记为G(gi(X))＝(min(0,gi(X)))2公式四而对于等式约束，惩罚项表示为E(hj(X))＝(hj(X))2公式五则罚函数的构造形式为上式中，M为罚因子；若X使全部约束满足时，惩罚项的值为零，不起惩罚作用，则上述公式六的无约束极小等价于原目标函数F(X)在己满足全部约束条件下的极小；若X使约束条件不满足时，则惩罚项是较大的正值，以起到较大的惩罚作用；通过上述分析，则将原来的约束问题变为无约束问题，即(2)染色体编码；依需求量约束产生染色体最小单元Zij；且有对随机个体依据约束条件进行筛选；(3)适应度计算；适应度函数可表示为Fit(X)＝fmax-f(X)+k(fmax-fmin)公式七上式中，fmax，fmin是当前群体中的最大和最小目标函数值；k为控制参数，前群体中的最好个体和最差个体的适应度之比为(1+k)/k，k通常在[0.01,0.1]之间；(4)生成初始种群；设群体的大小为L，杂交率为Pc，变异率为P；(5)采用遗传算子对个体实施遗传操作，不断进行迭代优化；根据个体适应度在所有个体适应度总和中所占的比例确定个体的选择概率，共选择L次，生成L个个体进行杂交和变异操作；(6)根据最大进化迭代次数达到Emax时，则停止操作，得到最优解，否则继续种群进化。本专利技术的有益效果：本专利技术建立了联合分布式供应链网络的成本优化模型，利用改进遗传算法进行求解，结果可以满足自主保障系统对装备维修资源调度的需要，并可推广到家电维修、工业制造设备维修、食品加工设备维修等多个商业领域。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有装备多级库存模型；图2为联合分布式供应链决策模型；图3为供应链成本优化流程；图4为基因串结构；图5为交叉操作示意图；图6为变异操作示意图；图7为需求点与供应点的层级关系；图8为供应决策的某部件供应关系。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的说明。参照图3所示，本专利技术具体提出了一种装备自主保障的供应链成本优化方法。该方法包括以下步骤：步骤S1：建立联合分布式供应链决策模型：如图2所示，该联合分布式供应链决策模型由M个需求点、协调控制中心以及N个供应点联合构成，保证供应链中的供应能力大于需求，且每个需求点在其时间约束范围内至少有一个供应点可以满足其需求；在维修资源供应决策中，将需要补给维修资源的节点称为需求点；能够为需求点提供维修资源的节点称为供应点，其包括维修资源供应商、直接仓库和友邻仓库；步骤S2：由协调控制中心根据PHM故障预测信息确定资源需求信息以及资源供应信息；步骤S3：选择维修资源的供应点：由协调控制中心根据各需求点允许的维修资源最大延迟时间，确本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装备自主保障的供应链成本优化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n步骤S1：建立联合分布式供应链决策模型：该联合分布式供应链决策模型由M个需求点、协调控制中心以及N个供应点联合构成，保证供应链中的供应能力大于需求，且每个需求点在其时间约束范围内至少有一个供应点可以满足其需求；/n步骤S2：由协调控制中心根据PHM故障预测信息确定资源需求信息以及资源供应信息；/n步骤S3：选择维修资源的供应点：由协调控制中心根据各需求点允许的维修资源最大延迟时间，确定能够满足时间要求的供应点；/n步骤S4：建立供应链成本优化模型，其中，供应点的维修资源基本费以及维修资源供应过程中产生的处理费用之和为供应链成本；/n步骤S5：采用改进遗传算法求解供应链成本优化模型；/n步骤S6：根据求解结果，确定供应方式。/n

【技术特征摘要】
1.一种装备自主保障的供应链成本优化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤S1：建立联合分布式供应链决策模型：该联合分布式供应链决策模型由M个需求点、协调控制中心以及N个供应点联合构成，保证供应链中的供应能力大于需求，且每个需求点在其时间约束范围内至少有一个供应点可以满足其需求；
步骤S2：由协调控制中心根据PHM故障预测信息确定资源需求信息以及资源供应信息；
步骤S3：选择维修资源的供应点：由协调控制中心根据各需求点允许的维修资源最大延迟时间，确定能够满足时间要求的供应点；
步骤S4：建立供应链成本优化模型，其中，供应点的维修资源基本费以及维修资源供应过程中产生的处理费用之和为供应链成本；
步骤S5：采用改进遗传算法求解供应链成本优化模型；
步骤S6：根据求解结果，确定供应方式。


2.根据权利要求1所述的一种装备自主保障的供应链成本优化方法，其特征在于，在上述步骤S1中，需求点为需要补给维修资源的节点，供应点为向需求点提供维修资源的节点，其包括维修资源供应商、直接仓库和友邻仓库。


3.根据权利要求1所述的一种装备自主保障的供应链成本优化方法，其特征在于，在上述步骤S4中，供应链成本优化模型建立过程如下：
(1)供应链供应维修资源满足条件：
供应链维修资源最迟补给时间为各需求点维修资源最迟补给时间的最小值，即Td＝min(Ti)；
供应链中需求点i接收的维修资源数量等于各供应点为其供应的维修资源数量之和，即
供应链中维修资源总需求量为各需求点的维修资源需求量之和，即
供应链中维修资源总供应量应不小于维修资源总需求量，即
供应链中供应点j为各需求点供应的维修资源总数量应不大于其库存数量，即
则供应链中基本费用为处理费用为
(2)通过上述分析，建立供应链成本优化模型：



其中，ceil()为向上取整函数。


4.根据权利要求3所述的一种装备自主保障的供应链成本优化方法，其特征在于，在上...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈士涛，李大喜，赵保军，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61