CN112561130B - 一种物料资源采购需求平衡优化系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种物料资源采购需求平衡优化系统和方法，属于航空制造企业资源计划管理领域。步骤如下：1）获取用户配置的资源平衡策略；2）初始化待运算数据，主要是采购需求、各类物料资源数据；3）根据下料利用率、检验消耗率等物料损耗系数，修正可用资源数量；4）根据用户设定的资源平衡策略，为资源和需求生成统一的平衡编码，该编码用于区分同一资源和需求；5）执行平衡运算，计算净需求。本发明通过灵活配置资源平衡策略，有效进行资源集中平衡和统筹分配，使得采购计划更具准确性和可行性，并支持大规模的企业级应用。

Description

一种物料资源采购需求平衡优化系统和方法
技术领域
本发明涉及航空制造企业资源的计划管理，具体涉及一种物料资源采购需求平衡优化系统和方法。
背景技术
近年来随着航空制造业的逐步发展，科研生产品种不断增加，生产规模不断扩大，产品制造装配任务日益艰巨，对采购供料的压力也随之增加，采购计划的编排通过传统手工模式已不能充分和及时统筹采购需求和物料资源，采购计划偏离实际需求的风险非常高。如果采购计划数量过大，则会引起库存积压，增加生产制造成本；如果采购计划数量过小或者出现缺项，则会引起物料短缺，影响生产进度和产品交付。
为了解决以上问题，亟需设计一种物料资源采购需求平衡优化方法，实现通过系统精确准时编排采购计划，保障物料资源合理供应，降本增效，保证型号研制任务的按期完成是航空制造企业资源计划管理的重要课题。
目前，在该领域较为成熟的企业资源计划管理软件主要有SAP R/3、Oracle EBSR12和用友U8等系统。其采购物料资源平衡方式都是根据毛需求量、可用库存量、已分配量等计算出每种物料的净需求量，即净需求量=毛需求量+已分配量-可用库存量-在途量，平衡方式较为单一，无法完全满足航空制造业复杂多变的资源计划管理需求。
航空制造业型号研制大多资源紧张，型号间对共享资源需求冲突较为严重，为了最大化企业物料资源整体效益，需综合考虑各类物料资源的平衡策略，支持按需求计划的优先级统一进行资源平衡；针对航空产品的复杂性，需根据不同的物料品类设置不同的平衡策略；由于航空产品对物料质量有着非常严格的要求，在平衡资源时需要充分考虑物料的有效存储期限；由于航空产品物料资源之间有着较为复杂的替代关系，需要将等效物料纳入资源平衡。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中采购计划平衡方式单一，无法满足航空产品不同平衡策略下的平衡需求的问题，提出了一种物料资源采购需求平衡系统和方法，通过灵活配置资源平衡策略，有效进行资源集中平衡和统筹分配，使得采购计划更具准确性和可行性，并支持大规模的企业级应用。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种物料资源采购需求平衡优化方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、获取用户的平衡策略，根据配置的平衡策略对获取的原始待运算数据进行初筛处理；
B、初始化待运算数据，包括：采购需求R0、当前库存资源数量Ic、当前待验资源数量Qc、当前合同资源数量Cc、当前计划资源数量Pc以及物料配置参数；
C、根据物料配置参数中的物料损耗系数，分别对当前物料资源数量进行修正计算，得到可用资源数量；
D、根据预先设定的平衡算法，将采购需求R0和各类可用资源数量纳入平衡运算，得出平衡后的采购净需求。
进一步的，初筛处理包括剔除原始待运算数据中不满足预设固化条件的数据、剔除过期的失效物料数据或将等效物料数据纳入待运算数据中。
进一步的，各类物料资源的修正计算方式如下：
可用库存资源数量Ia=当前库存资源数量Ic*（1-a）；
可用待验资源数量Qa=当前待验资源数量Qc*（1-a）*（1-b）；
可用合同资源数量Ca=当前合同资源数量Cc*（1-a）*（1-b）；
可用计划资源数量Pa=当前计划资源数量Pc*（1-a）*（1-b）；
其中，a为下料利用率，b为检验消耗率，0＜a＜1，0＜b＜1。
进一步的，平衡运算前，为采购需求和该采购需求对应的可用物料资源生成统一的平衡编码，该编码用于区分同一物料资源和采购需求，平衡运算时只能取相同平衡编码的物料资源进行运算。
进一步的，平衡运算时，若有多种物料的采购需求计划，按照以需求日期优先或以下达日期优先确定各采购需求计划参与平衡的优先级，从第一条采购需求计划开始依次进行平衡运算。
进一步的，平衡算法包括：
首先平衡库存资源，计算平衡后的采购需求数量R1= 平衡前的采购需求R0－可用库存资源数量Ia；
若R1<=0，则说明可用库存资源数量已满足采购需求数量，该需求终止平衡计算，生成平衡结果；
否则继续平衡待验资源数量，计算平衡后的采购需求数量R2=平衡后的采购需求数量R1-可用待验资源数量Qa；
若R2<=0，则说明可用待验资源数量已满足采购需求数量，该需求终止平衡计算，生成平衡结果；
否则继续平衡合同资源数量，计算平衡后的采购需求数量R3=平衡后的采购需求数量R2-可用合同资源数量Ca；
若R3<=0，则说明可用合同资源数量已满足采购需求数量，该需求终止平衡计算，生成平衡结果；
否则继续平衡计划资源数量，计算平衡后的采购需求数量R4=平衡后的采购需求数量R3-可用合同资源数量Pa；
如果R4<=0，则说明可用计划资源数量已满足采购需求数量，该需求终止平衡计算，生成平衡结果；否则经过本步骤平衡后的采购需求数量R4即为最终的采购计划净需求数量。
进一步的，本发明还提供了一种物料资源采购计划平衡优化系统，其特征在于，包括：
数据库，用于存储数据；
服务端，与所述数据库连接，用于读取和处理数据；
输入端，与服务端数据连接，用于从外部获取采购需求、各类物料资源数量以及物料配置参数，并向服务端输入从外部获取的数据；
所述服务端包括：
数据初筛模块，用于根据用户配置的平衡策略，剔除外部获取数据中不满足预设固化条件的相关数据、剔除过期失效物料或将等效物料纳入待运算数据中；
采购需求排列模块，用于接收不同物料的采购需求，并按照以需求日期优先或以下达日期优先确定采购需求参与平衡的优先级；
数据提取模块，用于获取初筛后的采购需求、各类物料资源数量以及物料配置参数；
数据修正模块，用于获取物料配置参数中的物料损耗系数，并根据预设的物料损耗算法计算各类物料资源数量中的可用资源数量；
平衡运算模块，用于将采购需求依次与库存资源、待验资源、合同资源、计划资源进行平衡，根据预设的平衡算法计算出采购净需求。
进一步的，还包括编码生成模块，所述编码生成模块用于为采购需求与对应的可用物料资源生成统一的平衡编码。
进一步的，所述数据初筛模块包括：
第一数据获取单元，用于获取各类物料资源数据；
执行单元一，用于根据预设的固化条件，剔除各类物料资源数据中不满足固化条件的数据；
执行单元二，用于根据预设的存储期限限制，剔除各类物料资源数据中已过期的数据；
执行单元三，用于将目标物料的可替代等效物料数据纳入待运算数据中。
进一步的，所述数据修正模块包括：
第二数据获取单元，用于获取物料配置参数中的物料损耗系数，所述物料损耗系数包括下料利用率和检验消耗率；
修正计算单元，用于根据预设的修正算法分别对各类物料资源数量进行修正计算，得出修正后的可用物料资源数量；
进一步的，所述平衡运算模块包括：
平衡运算单元，用于获取采购需求以及修正后的可用库存资源数量、待验资源数量、合同资源数量和计划资源数量，按首先平衡库存资源、然后平衡待验资源、接着平衡合同资源、最后平衡计划资源的平衡次序依次展开平衡计算，取前一平衡次序中平衡前的采购需求与该平衡次序中可用资源数量的差值作为下一平衡次序中平衡前的采购需求，直至得出平衡结果；
判断单元，用于通过判断平衡前的采购需求与该平衡次序中可用资源数量的差值的正负，来判断直接输出平衡结果或是进行下一次序的平衡。本技术方案的有益效果如下：
1）本发明通过灵活配置资源平衡策略，有效进行资源集中平衡和统筹分配，使得采购计划更具准确性和可行性，并支持大规模的企业级应用；
2）本发明中，用户可以灵活配置采购需求计划参与平衡的优先级，可以选择是按需求日期优先还是下达日期优先，满足航空制造业需求复杂多变的场景；
3）本发明中，物料资源划分精细化，库存资源与待验资源分离，将在途资源分为合同和计划资源，采购需求与其对应的物料资源设置有统一的平衡编码，有利于资源的追踪与管控；
4）本发明在平衡策略的设计上有以下几种：一是设置固化条件，剔除不满足固化条件的待运算数据，使平衡结果更准确；二是将等效物料参与资源平衡，充分利用现有物料资源，减少资源浪费；三是考虑物料有效存储期，可避免非金属材料由于三期的影响导致平衡结果不准确的情况；用户可根据需要配置上述平衡策略；
5）本发明中，可以根据物料资源在下料、检验等环节的损耗情况，设置合理的损耗系数，根据损耗系数修正物料资源数量，使得平衡结果更加合理。
附图说明
本发明的前述和下文具体描述在结合以下附图阅读时变得更清楚，附图中：
图1为本发明的物料资源平衡IDEF0图；
图2为本发明的采购资源平衡算法流程图；
图3为本发明所述平衡优化系统的结构示意图。
具体实施方式
下面通过几个具体的实施例来进一步说明实现本发明目的技术方案，需要说明的是，本发明要求保护的技术方案包括但不限于以下实施例。
实施例1
本实施例提出了一种物料资源采购需求平衡优化方法，是将采购毛需求按照设定好的平衡策略结合库存资源、待验资源、合同资源及计划资源逐步进行集中平衡，计算出采购净需求，即采购计划，如图1所示。
本方法基于数据库、服务端和输入端，数据库可以用于存储数据，输入端可向数据库中读写数据，还能从外部获取数据，例如从外部手动输入的数据，输入端会将获取的数据传输至服务端。
下面详细描述采购物料资源平衡过程，如图2所示。
步骤一、获取用户的平衡策略，根据配置的平衡策略对获取的原始待运算数据进行初筛处理；平衡策略包括剔除原始待运算数据中不满足预设固化条件的数据、剔除过期的失效物料数据或将等效物料数据纳入待运算数据中。用户可根据需要自行配置前述平衡策略。
步骤二、初始化待运算数据，即初筛完成后可参与平衡运算的相关数据信息。包括：采购需求R0、当前库存资源数量Ic、当前待验资源数量Qc、当前合同资源数量Cc、当前计划资源数量Pc以及物料配置参数；
步骤三、根据物料配置参数中的物料损耗系数，分别对当前物料资源数量进行修正计算，得到可用资源数量；下文参与平衡过程的库存资源数量、待验资源数量、合同资源数量、计划资源数量均指修正后的数量。
修正计算的过程如下：
可用库存资源数量Ia=当前库存资源数量Ic*（1-a）；
可用待验资源数量Qa=当前待验资源数量Qc*（1-a）*（1-b）；
可用合同资源数量Ca=当前合同资源数量Cc*（1-a）*（1-b）；
可用计划资源数量Pa=当前计划资源数量Pc*（1-a）*（1-b）；
其中，a为下料利用率，b为检验消耗率，0＜a＜1，0＜b＜1。
步骤四、为采购需求和与该采购需求对应的可用物料资源生成统一的平衡编码，该编码用于区分同一物料资源和采购需求，平衡运算时只能取相同平衡编码的物料资源进行运算，有利于物料资源的追踪与管控。
步骤五、根据采购需求，结合可用库存数据、待验数据、已签合同订货数据、已下达采购计划的计划采购数据进行平衡，利用预先设定的平衡算法，计算出实际需要采购的物料清单，作为正式的采购计划，也是采购合同的编制依据。
资源平衡计算变量定义：
平衡前采购需求数量R0：参与本次资源平衡之前采购毛需求数量；
平衡后的采购需求数量R1：参与本次资源平衡之后的采购净需求数量；
可用库存资源数量Ia：可参与本次平衡的库存台账数量；
当前库存资源数量Ic：当前库存台账数量；
剩余可用库存资源数量Ir：参与本次资源平衡之后剩余的可用库存台账数量；
可用待验资源数量Qa：可参与本次平衡的已到货未验收入库数量；
当前待验资源数量Qc：当前物料已到货未验收入库数量；
剩余待验资源数量Qr：参与本次资源平衡之后剩余的可用待验数量。
可用合同资源数量Ca：可参与本次平衡的采购合同已签订未到货数量；
当前合同资源数量Cc：当前采购合同已签订未到货数量；
剩余合同资源数量Cr：参与本次资源平衡之后剩余的已签订未到货数量。
可用计划资源数量Pa：可参与本次平衡的采购计划已固化未签订合同数量；
当前计划资源数量Pc：当前采购计划已固化未签订合同数量；
剩余计划资源数量Pr：参与本次资源平衡之后剩余的采购计划已固化未签订合同数量。
资源平衡运算过程如下：
1）获取参与平衡的采购需求
根据采购需求参与平衡的优先级设置对采购需求进行正向排序，从第一条需求开始依次进行平衡。
2）首先平衡库存资源
平衡后的采购需求数量R1=R0-Ia。
如果R1<=0，则说明可用库存资源数量已满足采购需求数量，该需求终止平衡计算，否则继续平衡待验资源数量。
剩余可用库存资源数量Ir=Ia-R0。
如果Ir>0，则可继续参与该物料其它需求的平衡。
3）接着平衡待验资源
如果上步骤1）平衡后的采购需求数量R1>0，则继续平衡待验资源数量。
本步骤平衡前采购需求数量R0等于上步骤1）平衡后的采购需求数量R1。
平衡后的采购需求数量R1=R0-Qa。
如果平衡后的R1<=0，则说明可用待验资源数量已满足采购需求数量，该需求终止平衡计算，否则继续平衡合同资源数量。
剩余可用待验资源数量Qr=Qa-R0。
如果剩余可用待验资源数量Qr>0，则可继续参与该物料其它需求的平衡。
4）然后平衡合同资源
如果上步骤2）平衡后的采购需求数量R1>0，则继续平衡合同资源数量。
本步骤平衡前采购需求数量R0等于上步骤2）平衡后的采购需求数量R1。
平衡后的采购需求数量R1=R0-Ca。
如果平衡后的采购需求数量R1<=0，则说明可用合同资源数量已满足采购需求数量，该需求终止平衡计算，否则继续平衡计划资源数量。
剩余可用合同资源数量Cr= Ca-R0。
如果Cr>0，则可继续参与该物料其它需求的平衡。
5）最后平衡计划资源
如果上步骤3）平衡后的采购需求数量R1>0，则继续平衡计划资源数量。
本步骤平衡前采购需求数量R0等于上步骤3）平衡后的采购需求数量R1。
平衡后的采购需求数量R1=R0-Pa。
如果平衡后的R1<=0，则说明可用计划资源数量已满足采购需求数量，该需求终止平衡计算。
经过本步骤平衡后的采购需求数量R1即为最终的采购计划净需求数量。
剩余可用计划资源数量Pr=Pa-R0。
如果剩余可用计划资源数量Pr>0，则可继续参与该物料其它需求的平衡。
综上所述，总的物料资源平衡计算公式为：净需求数量R1= R0-Ia-Qa-Ca-Pa。
6）生成平衡结果
将平衡后的结果保存到采购资源平衡结果表，作为采购计划编制的依据。如果后续还有待平衡的采购需求，则循环执行净需求计算过程。
实施例2
本实施例公开了一种物料资源采购需求平衡优化系统，包括：数据库、服务端和输入端，数据库用于存储数据；服务端与所述数据库连接，用于读取和处理数据；输入端与服务端数据连接，用于从外部获取采购需求、各类物料资源数量以及物料配置参数，并向服务端输入从外部获取的数据，其中各类物料资源包括库存资源、待验资源、合同资源和计划资源，具体释义可参见实施例1中的内容。
所述服务端包括：数据初筛模块、采购需求排列模块、数据提取模块、数据修正模块、平衡运算模块。上述模块均为运行在服务端中的程序。
所述数据初筛模块用于根据用户配置的平衡策略，剔除外部获取数据中不满足预设固化条件的相关数据、剔除过期失效物料或将等效物料纳入待运算数据中；
所述采购需求排列模块用于接收不同物料的采购需求，并按照以需求日期优先或以下达日期优先确定采购需求参与平衡的优先级；
所述数据提取模块用于获取初筛后的采购需求、各类物料资源数量以及物料配置参数；
所述数据修正模块用于获取物料配置参数中的物料损耗系数，并根据预设的物料损耗算法计算各类物料资源数量中的可用资源数量；
所述平衡运算模块用于将采购需求依次与库存资源、待验资源、合同资源、计划资源进行平衡，根据预设的平衡算法计算出采购净需求。
进一步的，还包括编码生成模块，所述编码生成模块用于为采购需求与对应的可用物料资源生成统一的平衡编码。所述编码用于区分同一物料资源和采购需求，平衡运算时只能取相同平衡编码的物料资源进行运算。
进一步的，所述数据初筛模块包括第一数据获取单元、执行单元一、执行单元二和执行单元三。
所述第一数据获取单元用于获取各类物料资源数据。
所述执行单元一用于根据预设的固化条件，剔除各类物料资源数据中不满足固化条件的数据。
所述执行单元二用于根据预设的存储期限限制，剔除各类物料资源数据中已过期的数据。
所述执行单元三用于将目标物料的可替代等效物料数据纳入待运算数据中。
进一步的，所述数据修正模块包括第二数据获取单元和修正计算单元。
所述第二数据获取单元用于获取物料配置参数中的物料损耗系数，所述物料损耗系数包括下料利用率和检验消耗率。
所述修正计算单元用于根据预设的修正算法分别对各类物料资源数量进行修正计算，得出修正后的可用物料资源数量。
通过数据修正模块的处理，可以获取物料配置参数中的下料利用率和检验消耗率，并根据修正算法计算得出物料资源数量中的可用资源数量，使参与采购净需求计算的数据更加合理。
进一步的，所述平衡运算模块包括采购需求排列单元、平衡运算单元和判断单元。
所述平衡运算单元用于获取采购需求以及经修正计算单元修正后的可用库存资源数量、待验资源数量、合同资源数量和计划资源数量，按首先平衡库存资源、然后平衡待验资源、接着平衡合同资源、最后平衡计划资源的平衡次序依次展开平衡计算，取前一平衡次序中平衡前的采购需求与该平衡次序中可用资源数量的差值作为下一平衡次序中平衡前的采购需求，直至得出平衡结果。
所述判断单元用于通过判断平衡前的采购需求与该平衡次序中可用资源数量的差值的正负，来判断直接输出平衡结果或是进行下一次序的平衡。
除上述实施例外,本发明还包括有其他实施方式,任何人应该得知在本发明的启示下做出的变化,凡是与本发明具有相同或者相近似的技术方案,均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种物料资源采购需求平衡优化方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、获取用户的平衡策略，根据配置的平衡策略对获取的原始待运算数据进行初筛处理；
B、初始化待运算数据，包括：采购需求R0、当前库存资源数量Ic、当前待验资源数量Qc、当前合同资源数量Cc、当前计划资源数量Pc以及物料配置参数；
C、根据物料配置参数中的物料损耗系数，分别对当前物料资源数量进行修正计算，得到可用资源数量；
D、根据预先设定的平衡算法，将采购需求R0和各类可用资源数量纳入平衡运算，得出平衡后的采购净需求；
平衡算法包括：
首先平衡库存资源，计算平衡后的采购需求数量R1= 平衡前的采购需求R0－可用库存资源数量Ia；
若R1<=0，则说明可用库存资源数量已满足采购需求数量，该需求终止平衡计算，生成平衡结果；
否则继续平衡待验资源数量，计算平衡后的采购需求数量R2=平衡后的采购需求数量R1-可用待验资源数量Qa；
若R2<=0，则说明可用待验资源数量已满足采购需求数量，该需求终止平衡计算，生成平衡结果；
否则继续平衡合同资源数量，计算平衡后的采购需求数量R3=平衡后的采购需求数量R2-可用合同资源数量Ca；
若R3<=0，则说明可用合同资源数量已满足采购需求数量，该需求终止平衡计算，生成平衡结果；
否则继续平衡计划资源数量，计算平衡后的采购需求数量R4=平衡后的采购需求数量R3-可用计划 资源数量Pa；
如果R4<=0，则说明可用计划资源数量已满足采购需求数量，该需求终止平衡计算，生成平衡结果；否则经过本步骤平衡后的采购需求数量R4即为最终的采购计划净需求数量。
2.根据权利要求1所述的一种物料资源采购需求平衡优化方法，其特征在于，各类物料资源的修正计算方式如下：
可用库存资源数量Ia=当前库存资源数量Ic*（1-a）；
可用待验资源数量Qa=当前待验资源数量Qc*（1-a）*（1-b）；
可用合同资源数量Ca=当前合同资源数量Cc*（1-a）*（1-b）；
可用计划资源数量Pa=当前计划资源数量Pc*（1-a）*（1-b）；
其中，a为下料利用率，b为检验消耗率，0＜a＜1，0＜b＜1。
3.根据权利要求1所述的一种物料资源采购需求平衡优化方法，其特征在于，平衡运算前，为采购需求和该采购需求对应的可用物料资源生成统一的平衡编码，该编码用于区分同一物料资源和采购需求，平衡运算时只能取相同平衡编码的物料资源进行运算。
4.根据权利要求1或3所述的一种物料资源采购需求平衡优化方法，其特征在于，平衡运算时，若有多种物料的采购需求计划，按照以需求日期优先或以下达日期优先确定各采购需求计划参与平衡的优先级，从第一条采购需求计划开始依次进行平衡运算。
5.一种物料资源采购部需求平衡优化系统，其特征在于，包括：
数据库，用于存储数据；
服务端，与所述数据库连接，用于读取和处理数据；
输入端，与服务端数据连接，用于从外部获取采购需求、各类物料资源数量以及物料配置参数，并向服务端输入从外部获取的数据；
所述服务端包括：
数据初筛模块，用于根据用户配置的平衡策略，剔除外部获取数据中不满足预设固化条件的相关数据、剔除过期失效物料或将等效物料纳入待运算数据中；
采购需求排列模块，用于接收不同物料的采购需求，并按照以需求日期优先或以下达日期优先确定采购需求参与平衡的优先级；
数据提取模块，用于获取初筛后的采购需求、各类物料资源数量以及物料配置参数；
数据修正模块，用于获取物料配置参数中的物料损耗系数，并根据预设的物料损耗算法计算各类物料资源数量中的可用资源数量；
平衡运算模块，用于将采购需求依次与库存资源、待验资源、合同资源、计划资源进行平衡，根据预设的平衡算法计算出采购净需求；
所述平衡运算模块包括：
平衡运算单元，用于获取采购需求以及修正后的可用库存资源数量、待验资源数量、合同资源数量和计划资源数量，按首先平衡库存资源、然后平衡待验资源、接着平衡合同资源、最后平衡计划资源的平衡次序依次展开平衡计算，取前一平衡次序中平衡前的采购需求与该平衡次序中可用资源数量的差值作为下一平衡次序中平衡前的采购需求，直至得出平衡结果；
判断单元，用于通过判断平衡前的采购需求与该平衡次序中可用资源数量的差值的正负，来判断直接输出平衡结果或是进行下一次序的平衡。
6.根据权利要求5所述的一种物料资源采购部需求平衡优化系统，其特征在于，还包括编码生成模块，所述编码生成模块用于为采购需求与对应的可用物料资源生成统一的编码。
7.根据权利要求5所述的一种物料资源采购部需求平衡优化系统，其特征在于，所述数据初筛模块包括：
第一数据获取单元，用于获取各类物料资源数据；
执行单元一，用于根据预设的固化条件，剔除各类物料资源数据中不满足固化条件的数据；
执行单元二，用于根据预设的存储期限限制，剔除各类物料资源数据中已过期的数据；
执行单元三，用于将目标物料的可替代等效物料数据纳入待运算数据中。
8.根据权利要求5所述的一种物料资源采购部需求平衡优化系统，其特征在于，所述数据修正模块包括：
第二数据获取单元，用于获取物料配置参数中的物料损耗系数，所述物料损耗系数包括下料利用率和检验消耗率；
修正计算单元，用于根据预设的修正算法分别对各类物料资源数量进行修正计算，得出修正后的可用物料资源数量。
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