CN115564204B - 供应链中的需求资源配置并行处理方法 - Google Patents

供应链中的需求资源配置并行处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开供应链中的需求资源配置并行处理方法：收集需要资源分配的独立需求清单，按照优先级顺序排序并进行编号；将已编号的独立需求按照编号顺序分组，并对组别进行编号；将每个独立需求换成拓扑图，并找出具有相同节点的拓扑图，得到独立需求的资源冲突根列表；找出每个独立需求对应的所有前序独立需求中与之资源冲突的最大编号的独立需求，生成拓扑图，同时得到层级；根据生成的拓扑图和得到的层级，进行同层级并行资源配置处理。本发明对于同组中同层级采用并行的方式分配资源，对于组间和层级间则采用串行的运算方式分配资源，有效缩短了供应链中需求资源配置处理的运算时间，提高了资源分配计算的准确性。

Description

供应链中的需求资源配置并行处理方法
技术领域
本发明涉及供应链需求资源配置技术领域。具体地说是供应链中的需求资源配置并行处理方法。
背景技术
当今供应链环境异常复杂，消费升级客制化、个性化、多品种小批量导致订单数量积增，而且需求端和供给端的变化越来越快，难以掌控，因此，快速高质量的需求资源配置决策成为不二法宝。供应链规划（计划）时需要计算可用的供给、产能、运能等资源的占用情况以及净需求量。由于资源的共享性使得常用的串行资源配置处理办法难以有效应对这种资源冲突，这就导致很多大企业的供应链规划（计划），如物料需求计划、生产计划、ATP/CTP可承诺等的运算时间需要数小时甚至达到以天为单位。这已经无法满足业务运营管理的需求和日常运作需求，此问题成为供应链中需求资源配置中急需解决和优化的关键问题。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种供应链中的需求资源配置并行处理方法，以解决当今供应链需求资源配置运算时间长等问题。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
供应链中的需求资源配置并行处理方法，包括如下步骤：
步骤A：收集需要资源分配的独立需求清单；
步骤B：按照优先级顺序将独立需求清单的独立需求进行排序，并对独立需求按照优先级顺序进行编号；
步骤C：将已编号的独立需求按照编号顺序分组，并对组别进行编号；
步骤D：将每个独立需求根据供给或资源需求转换成拓扑图，并找出具有相同节点的拓扑图，得到独立需求的资源冲突根列表；
步骤E：根据步骤D中得到的独立需求的资源冲突根列表，找出每个独立需求对应的冲突独立需求，生成拓扑图，同时得到层级；
步骤F：根据步骤E中生成的拓扑图和得到的层级，对独立需求进行同层级并行的资源配置处理。
本发明中资源分配包括需求所对应的产品结构，产品结构也叫做物料清单，英文名即bill of material 简称BOM,实际环境常见的BOM是多层BOM，而为了方便数据维护和应用，数据模型存储的是单层BOM, 而多层BOM可以由单层BOM经过计算得出。此外资源分配还可以适用于需求所用到的能力资源，如产能、产线、工作中心、模具、仓储能力和运力等等。我们通常用两种模型表示能力资源，一种是约束模型，另一种是工艺路线，二者均由产品结构/BOM对应的产品、组件和原材再关联相应的约束或工艺路线、工作中心而得到需求所需的能力资源。资源分配还包括供给资源，即需求所需的产品、组件和原材料的供应，如库存、工单和采购订单等。资源分配的过程也是计划的过程，本发明的资源分配并行处理方法是基于人工智能的启发式算法。
本发明在供应链中的需求资源配置处理过程中引入“Father-Son拓扑图的层级结构”来表示独立需求资源的优先资源配置处理顺序。拓扑图记录各个节点（父节点、根节点），节点在其拓扑图中的层级以及叶节点等信息。在现实世界中，很多场景都可以用拓扑图或者说层级结构来表示，比如可以采用“Father-Son拓扑图的层级结构”来表示电脑产品结构，如图8a和图8b所示。图8a中ZB（主板）、MT（显示屏）、JP（键盘）指向NBO1（笔记本），则可以说NBO1（笔记本）为“Father”，ZB（主板）、MT（显示屏）、JP（键盘）为NBO1（笔记本）的“Son”；同样的，图8b中CPU、NC（内存）、SSD（硬盘）指向ZB（主板），则可以说ZB（主板）为“Father”，CPU、NC（内存）、SSD（硬盘）为ZB（主板）的“Son”；
举例：“Father-Son拓扑图的层级结构”也可以用来表示组织关系，如图9a和图9b所示。图9a和图9b中，销售、市场、产品、供应链和财务人员指向总裁，即总裁为“Father”，销售、市场、产品、供应链和财务人员均为“Son”；采购、生产、计划和交付指向供应链，即供应链为“Father”，采购、生产、计划和交付均为“Son”。
另外，“Father-Son拓扑图的层级结构”也可以用来表示路线，如图10a至图10c所示，从沈阳到黑龙江旅游，长春和大连指向沈阳，哈尔滨指向长春，伊春指向大连。本例中，沈阳为长春（“Son”）和大连（“Son”）的“Father”；哈尔滨为长春（“Father”）的“Son”，伊春为大连（“Father”）的“Son”。
上述实际场景我们都可以用“Father-Son”【父--子】模型表示，“子”指向“父”，以笔记本为例：
表1
表2
在多层展开“Father-Son拓扑图中，没有“Father”(父亲)的为根节点，其中，level代表层级，根节点为0级；CPU, NC, SSD为叶节点，leaf标记为1。
上述供应链中的需求资源配置并行处理方法，步骤B中，每个独立需求对应一个优先级序列号P，优先级序列号P可为从小到大的正整数（本发明中，以P代表优先级序列号，带角标n的Pn表示独立需求清单中排序完的某个需求序列号，P采用正整数和从小到大的顺序举例便于理解；若使用其他能代表大小顺序的序列值来表示和本发明中所阐述是相同的意义；此后说明书中对序列号P的解释，不再赘述）；此排序下P值越小代表优先级越高；如果使用相反的排序则P值代表的优先级相反，本发明中关于排序对P值的作用后文不再赘述。
上述供应链中的需求资源配置并行处理方法，步骤C中，假设将每个组别的独立需求的个数设置为GC（GC为动态数量，本发明中用GC代表独立需求的个数，用正整数举例便于理解也符合常见场景；若使用其他能代表独立需求数量的值来表示和本发明所阐述是相同的意义；此后说明书中对独立需求个数GC的解释，不再赘述），独立需求的编号为优先级序列号P，GC和P均可为正整数，则独立需求的组别编号GN=P/GC，向右取整。比如，当独立需求数量为10000时，动态数量GC为800，则共分成10000/800取整为13组，组别编号分别为1……13。
上述供应链中的需求资源配置并行处理方法，在步骤D中，当独立需求的净变为零时：根据收集的需要资源分配的独立需求清单和单层资源配置清单，将每个独立需求根据供给或资源需求直接转换成拓扑图，并找出具有相同节点的拓扑图，得到独立需求的资源冲突根列表；
当独立需求的净变不为零时：根据收集的历史独立需求清单和单层资源配置清单，转换得到资源清单拓扑图，然后根据单层资源配置清单发生的变化以及新增独立需求，更新资源清单拓扑图，并找出具有相同节点的拓扑图，得到独立需求的资源冲突根列表。
上述供应链中的需求资源配置并行处理方法，步骤E的具体处理方法为：
步骤（E-1）：根据步骤D中得到的独立需求的资源冲突根列表，在同一组别内，分别找出与每个独立需求P0资源配置相冲突，且编号比独立需求P0小的所有独立需求Pc；将所有独立需求Pc中编号最大的独立需求Px作为独立需求P0的冲突独立需求；即独立需求Px作为“Father”，独立需求P0作为“Son”；
步骤（E-2）：将“Father”为空位的独立需求Pl0的层级记为Level 0, 独立需求Pl0对应的“Son”位的独立需求Pl1的层级记为Level 1；独立需求Pl1对应的“Son”位的独立需求Pl2的层级记为Level 2；依次类推，独立需求Pln对应的“Son”位的独立需求Pln的层级记为Level n。
上述供应链中的需求资源配置并行处理方法，不同组别内，独立需求之间的资源配置冲突不进行处理。
上述供应链中的需求资源配置并行处理方法，步骤F中，组与组之间的独立需求采用串行的方式进行资源配置，同一组别内且同一层级的独立需求采用并行的方式进行资源配置，同一组别内的层级间的独立需求按照从小到大的顺序采用串行的方式进行资源配置。
上述供应链中的需求资源配置并行处理方法，步骤B中，每个独立需求对应一个优先级序列号P，优先级序列号P为从小到大的正整数；此排序下P值越小代表优先级越高；
步骤C中，假设将每个组别的独立需求的个数设置为GC，独立需求的编号为优先级序列号P，GC和P均为正整数，则独立需求的组别编号GN=P/GC，向右取整；
步骤E的具体处理方法为：
步骤（E-1）：根据步骤D中得到的独立需求的资源冲突根列表，在同一组别内，分别找出与每个独立需求P0资源配置相冲突，且编号比独立需求P0小的所有独立需求Pc；将所有独立需求Pc中编号最大的独立需求Px作为独立需求P0的冲突独立需求，生成拓扑图；即独立需求Px作为“Father”，独立需求P0作为“Son”；
步骤（E-2）：将“Father”为空位的独立需求Pl0的层级记为Level 0, 独立需求Pl0对应的“Son”位的独立需求Pl1层级记为Level 1；独立需求Pl1对应的“Son”位的独立需求Pl2层级记为Level 2；依次类推，独立需求Pln对应的“Son”位的独立需求Pln层级记为Level n；
不同组别内，独立需求之间的资源配置冲突不进行处理；
步骤F中，组与组之间的独立需求采用串行的方式进行资源配置【此时，独立需求清单中，各独立需求已经有组别编号，对应的拓扑图层级号】，同一组别内且同一层级的独立需求采用并行的方式进行资源配置，同一组别内的层级间的独立需求按照从小到大的顺序采用串行的方式进行资源配置。
本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果：
供应链智能决策一方面要注重决策速度、另一方面要注重决策质量，即：速度和质量是供应链智能决策的关键点，本发明能够有效地提升供应链决策速度。采用本发明供应链中需求资源配置并行处理方法，能够根据供应链计划实际情况，选择按照净变需求配置资源或按照所有要进行资源配置的需求进行资源配置，并将需求资源配置根据优先级和需求冲突进行分组以及层级排序；对于同组中同层级的独立需求资源采用并行的方式分配资源，而对于组间和层级间的独立需求资源则按照优先级顺序和层级顺序采用串行的运算方式分配资源；本发明这种处理方法能够有效缩短供应链中需求资源配置处理的运算时间，提高了资源分配计算的准确性。
附图说明
图1 本发明实施例中独立需求拓扑图生成流程示意图；
图2 本发明实施例中各独立需求生成的拓扑图；
图3 本发明实施例中供应链中需求资源配置处理流程概览图；
图4 本发明实施例中获取资源冲突的根列表的流程示意图；
图5 本发明实施例中获取独立需求序列号的流程示意图；
图6 本发明实施例中获取独立需求拓扑图的另一流程示意图；
图7 本发明实施例中需求资源配置的处理流程示意图；
图8a 用Father-Son拓扑图表示产品结构的示意图；
图8b 用Father-Son拓扑图表示产品结构的另一张示意图；
图9a 用Father-Son拓扑图表示组织关系的示意图；
图9b 用Father-Son拓扑图表示组织关系的另一张示意图；
图10a 用Father-Son拓扑图表示路线的示意图；
图10b 用Father-Son拓扑图表示路线的另一张示意图；
图10c 用Father-Son拓扑图表示路线的另一张示意图。
具体实施方式
本实施例中供应链中需求资源配置并行处理方法的流程可参见图1和图3；具体包括如下步骤：
步骤A：收集需要资源分配的独立需求清单；
步骤B：按照优先级顺序将独立需求排序，并对独立需求按照优先级顺序进行编号（如图5所示）；每个独立需求对应一个优先级序列号P，优先级序列号P为从小到大的正整数；此排序下P值越小代表优先级越高；
步骤C：将标有优先级序列号P的独立需求按照编号顺序分组，并确定每个独立需求的组别，对组别进行编号；假设将每个组别的独立需求的个数设置为GC，GC为正整数，则独立需求的组别编号GN=P/GC，向右取整（见图6）；
步骤D：将每个独立需求转换成供给或资源的拓扑图，并找出具有相同节点的拓扑图，得到独立需求的资源冲突根列表；
如图4所示，当独立需求的净变为零时: 根据收集的需要资源分配的独立需求清单和单层资源配置清单，将每个独立需求根据供给或资源需求直接转换成拓扑图，并找出具有相同节点的拓扑图，得到独立需求的资源冲突根列表；当独立需求的净变不为零时：根据收集的历史独立需求清单和单层资源配置清单，转换得到资源清单拓扑图，然后根据单层资源配置清单发生的变化以及新增独立需求，更新资源清单拓扑图，并找出具有相同节点的拓扑图，得到独立需求的资源冲突根列表；
步骤E：根据步骤D中得到独立需求的资源冲突根列表，在同一组别内，分别找出每个独立需求P0对应的冲突独立需求Px，将独立需求Px作为“Father”， 独立需求P0作为“Son”，生成拓扑图，同时得到层级；其流程如图6所示，具体来说包括如下处理：
步骤（E-1）：根据步骤D中得到的独立需求的资源冲突根列表，在同一组别内，分别找出与每个独立需求P0资源配置相冲突，且编号比独立需求P0小的所有独立需求Pc；将编号比独立需求P0小的所有独立需求Pc中编号最大的独立需求Px作为独立需求P0的冲突独立需求，生成拓扑图；即独立需求Px作为“Father”，独立需求P0作为“Son”；不同组别内，独立需求之间的资源配置冲突不进行处理；
步骤（E-2）：将“Father”为空位的独立需求Pl0的层级记为Level 0, 独立需求Pl0对应的“Son”位的独立需求Pl1的层级记为Level 1；独立需求Pl1对应的“Son”位的独立需求Pl2的层级记为Level 2；依次类推，独立需求Pln对应的“Son”位的独立需求Pln的层级记为Level n；
步骤F：组与组之间采用串行的方式进行独立需求的资源配置，同一组别内的同一层级采用并行的方式进行独立需求的资源配置，同一组别内的层级间按照从小到大的顺序采用串行的方式进行独立需求的资源配置（见图7）。
下面以电脑生产为例具体说明本实施例中供应链中需求资源配置并行处理方法：
电脑的资源配置清单见图8a和图8b。收集企业需要资源分配的独立需求清单，得到独立需求的资源相冲突的列表。产品结构是多层BOM和约束树，树由单层结构通过算法计算约束。需要的资源配置清单可能很多，计算需要时间，为了优化运算时间，此处提供两种方案：一种是按照净变来更新资源配置清单，即，按某个时间点，把系统里所有的资源配置计算一遍并存储之后，每有单层资源配置变化，那么找到其对应的根节点，按照这些根节点重新计算多层资源配值并更新之前存储多层资源配置；另一种是按照所有要进行资源分配的需求多层展开资源配置。这两种方法通过净变参数控制，可根据实际情况选择，但无论哪种方法，组件或能力资源有相同的两个资源配置被认为冲突的列表，因此需要考虑将需求对应的资源配置冲突放入冲突列表。净变方法中加入收集需要资源分配的独立需求，跟更新资源清单拓扑图一起指向资源冲突根列表。
当运算速度有影响时，选择单位时间内独立需求中物料的数量与单位时间内发生资源变化的产品数量中较少的，来决定是否选择净变来生成资源配置清单。例如某电脑厂商每周的独立需求产品为2000个，但每周发生变化的产品结构才300个，那么选择净变方案生成资源配置清单。
本实施例中，按照优先级顺序将独立需求排序，独立需求的优先级序列号依次编号为1、2、3……n,对应的独立需求编号依次记为D1、D2、D3……Dn；本实施例中GC取值为10，即优先级序列号为1-10的独立需求的组别为1，即属于GN1组，优先级序列号为11-20的独立需求的组别为2，即属于GN2组。根据独立需求的资源冲突根列表【由于内容较多，本实施例中未列举独立需求的资源冲突根列表】，找到每组中每个独立需求对应的冲突独立需求，各独立需求的冲突独立需求见表3（由于数据较多，此处只列举13个独立需求的处理情况作为示例对本实施例的供应链中需求资源配置并行处理方法进行解释说明）。
表3
由于D6与D2、D5、D7都有资源配置冲突，但D5为排其前边离其最近【即D5编号比D6小，且是D2和D5中编号最大的独立需求】，因此，表3中，与D6对应的冲突独立需求CD即为D5；
由于D11跟D10具有资源配置冲突，但D11与D10已经分属于两个不同的组别，而独立需求对应的冲突独立需要只在同一组别内找，不同组别内，独立需求之间的资源配置冲突不进行处理；因此，表3中，与D11对应的冲突独立需求CD为空。
根据表3可以得到各组内独立需求对应的层级和根节点（即拓扑表），具体见表4，表4中Level代表独立需求所在层级，Root代表独立需求对应的根节点。
表4
根据表4的内容，将各独立需求生成拓扑图，见图2。
根据生成的拓扑图，按组别GN和层级Level排序，同一组别GN的同一层级Level间的独立需求并行分配资源；不同组别GN间，以及不同层级Level间的独立需求按照组别序号和层级序号由小到大串行分配资源。对于图2来说，D1和D2采用并行分配资源的方式处理，处理结束后，再对D3、D4和D5进行并行分配资源处理；然后对D8、D10和D6进行并行分配资源处理，接着对D1和D2进行并行分配资源处理；至此，组别GN1中的独立需求处理完毕。然后继续对组别GN2中的独立需求进行处理，先对D11和D13进行并行分配资源处理，最后对D12进行分配资源处理。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。

Claims (2)

1.供应链中的需求资源配置并行处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤A：收集需要资源分配的独立需求清单；
步骤B：按照优先级顺序将独立需求清单的独立需求进行排序，并对独立需求按照优先级顺序进行编号；
步骤C：将已编号的独立需求按照编号顺序分组，并对组别进行编号；
步骤D：将每个独立需求根据供给或资源需求转换成拓扑图，并找出具有相同节点的拓扑图，得到独立需求的资源冲突根列表；
步骤E：根据步骤D中得到的独立需求的资源冲突根列表，找出每个独立需求对应的冲突独立需求，生成拓扑图，同时得到层级；
步骤F：根据步骤E中生成的拓扑图和得到的层级，对独立需求进行同层级并行的资源配置处理；
步骤B中，每个独立需求对应一个优先级序列号P，优先级序列号P为从小到大的正整数；此排序下P值越小代表优先级越高；
步骤C中，假设将每个组别的独立需求的个数设置为GC，独立需求的编号为优先级序列号P ，GC和P均为正整数，则独立需求的组别编号GN=P/GC，向右取整；
步骤E的具体处理方法为：
步骤（E-1）：根据步骤D中得到的独立需求的资源冲突根列表，在同一组别内，分别找出与每个独立需求P0资源配置相冲突，且编号比独立需求P0小的所有独立需求Pc；将所有独立需求Pc中编号最大的独立需求Px作为独立需求P0的冲突独立需求；即独立需求Px作为“Father”，独立需求P0作为“Son”；
步骤（E-2）：将“Father”为空位的独立需求Pl0的层级记为Level 0, 独立需求Pl0对应的“Son”位的独立需求Pl1层级记为Level 1；独立需求Pl1对应的“Son”位的独立需求Pl2层级记为Level 2；依次类推，独立需求Pln对应的“Son”位的独立需求Pln层级记为Level n；
不同组别内，独立需求之间的资源配置冲突不进行处理；
步骤F中，组与组之间的独立需求采用串行的方式进行资源配置；同一组别内且同一层级的独立需求采用并行的方式进行资源配置，同一组别内层级间的独立需求按照从小到大的顺序采用串行的方式进行资源配置。
2.根据权利要求1所述的供应链中的需求资源配置并行处理方法，其特征在于，在步骤D中，当独立需求的净变为零时：根据收集的需要资源分配的独立需求清单和单层资源配置清单，将每个独立需求根据供给或资源需求直接转换成拓扑图，并找出具有相同节点的拓扑图，得到独立需求的资源冲突根列表；
当独立需求的净变不为零时：根据收集的历史独立需求清单和单层资源配置清单，转换得到资源清单拓扑图，然后根据单层资源配置清单发生的变化以及新增独立需求，更新资源清单拓扑图，并找出具有相同节点的拓扑图，得到独立需求的资源冲突根列表。
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