面向产业生态的多级供需控制方法及装置

1.本技术涉及计算机技术技术领域，特别涉及一种面向产业生态的多级供需控制方法及装置。


背景技术：

2.产业生态是依托新一代信息通信网络技术，面向产业链中各类产业成员，提供产业全要素、全流程、全生命周期服务的产业组织形态。产业生态基于信息化平台和手段，通过企业间外部合作，促进产业全链协同、集约发展、价值共创和生态共治，以达到生态整体价值提升的目的。
3.供需管理作为产业生态伙伴之间业务协同的重要内容，对提升产业生态协同效果起到重要的作用；由于外部协同的特性，产业生态供需管理的往往涉及多家企业的多级供需关系，从生态系统性能分析的角度主要牵涉三方面的内容：
4.一、个体企业供需控制策略及其参数选择；
5.二、多级供需系统中多个供需控制策略(及其参数)的最佳匹配；
6.三、多级供需系统与整个生态和个体企业的其他方面的集成与协调。
7.现阶段，研究人员面对多级供需协同从成本、计划、需求等不同角度研究了一系列模型，用于解决协同系统的某个特定问题，但当从系统整体性能来分析多级供需这个结构复杂、牵涉大量实体、活动和不确定因素及其交互作用的复杂系统时，其往往存在以下不足：模型的抽象层次较高，并局限于供需业务本身，缺乏对生态中多个企业和单元企业的多层面和多侧面进行集成和全面的考虑；通常只研究系统的某个方面，难以从全局的高度全面的描述多级供需系统；模型以特定假设条件为基础，为进行解析求解，往往对模型进行简化，因此，模型的灵活性比较差。
8.综上所述，现有供需控制策略较为抽象，灵活性较差，并局限于供需业务本身，对供需系统的研究过于片面，难以对多级供需系统进行全方位多层次的衡量和描述，亟待解决。


技术实现要素：

9.本技术提供一种面向产业生态的多级供需控制方法及装置，以解决现有供需控制策略较为抽象，灵活性较差，并局限于供需业务本身，对供需系统的研究过于片面，难以对多级供需系统进行全方位多层次的衡量和描述等问题。
10.本技术第一方面实施例提供一种面向产业生态的多级供需控制方法，包括以下步骤：基于产业生态的供需协同得到多级供需系统，根据所述多级供需系统和供需节点的需求模式建立所述多级供需系统的拓扑结构；根据所述拓扑结构确定所述多级供需系统的至少一个控制策略；以及基于所述拓扑结构和所述至少一个控制策略，构建所述多级供需系统的性能分析模型，以利用所述性能分析模型得到任一需求下的最优供需控制策略。
11.可选地，在本技术的一个实施例中，所述基于产业生态的供需协同得到多级供需
系统，根据所述多级供需系统和供需节点的需求模式建立所述多级供需系统的拓扑结构，包括：根据所述多级供需系统确定供方的供货方式和需方的采购方式，形成任意两个相邻层级间多对多的两级供需关系；确定所述多级供需系统中不同的供应商、中间商和客户的节点位置，构建所述面向产业生态的所述多级供需系统；基于所述多级供需系统、所述供需节点的需求模式、需求产品的品种数及需求量的类型建立所述多级供需系统的拓扑结构。
12.可选地，在本技术的一个实施例中，所述根据所述拓扑结构确定所述多级供需系统的至少一个控制策略，包括：确定在预设时间范围内需求量在供应节点上的分配率，并基于所述分配率生成需求量分配策略，并基于预设节点库存控制策略计算所述需求量分配策略决策方案的数量；利用库存检查周期、订货点、订货批量及最大库存生成供需控制策略；根据资源能力的变化情况生成资源配置及调度策略。
13.可选地，在本技术的一个实施例中，所述基于所述拓扑结构和所述至少一个控制策略，构建所述多级供需系统的性能分析模型，以利用所述性能分析模型得到任一需求下的最优供需控制策略，包括：基于产品的原料、持有成本、订购成本、单元成本、运输成本、生产成本、缺货成本及销售收入，计算所述多级供需系统的总成本和总利润，以对所述多级供需系统的成本性能进行统计；基于现有存货和订货量的数量关系，确定总业务过程周期时间，以对所述多级供需系统的时间性能进行统计；利用所述需求量分配策略计算不同类型的需求在预设供需节点上分配的需求量，基于所述需求量计算总客户需求满足率，以对所述多级供需系统的客户需求满足率进行统计；根据协同业务过程中各种活动所使用资源数量和所述资源的工作时间，计算总资源利用率，以对所述多级供需系统的资源利用率进行统计，得到第二统计结果；基于所述成本性能、时间性能、客户需求满足率及资源利用率构建所述多级供需系统的所述性能分析模型。
14.可选地，在本技术的一个实施例中，所述基于所述拓扑结构和所述至少一个控制策略，构建所述多级供需系统的性能分析模型，以利用所述性能分析模型得到任一需求下的最优供需控制策略，还包括：基于预设约束条件，所述性能分析模型选择所述多级供需系统的控制策略，并计算所述多级供需系统的总体性能指标值；对所述多级供需系统的总体性能指标值进行量化处理，得到所述多级供需系统的性能分析模型综合性能的最大值；基于所述多级供需系统的性能分析模型综合性能的最大值对应的控制策略确定所述最优供需控制策略。
15.本技术第二方面实施例提供一种面向产业生态的多级供需控制装置，包括：拓扑模块，用于基于产业生态的供需协同得到多级供需系统，根据所述多级供需系统和供需节点的需求模式建立所述多级供需系统的拓扑结构；控制模块，用于根据所述拓扑结构确定所述多级供需系统的至少一个控制策略；构建模块，用于基于所述拓扑结构和所述至少一个控制策略，构建所述多级供需系统的性能分析模型，以利用所述性能分析模型得到任一需求下的最优供需控制策略。
16.可选地，在本技术的一个实施例中，所述拓扑模块包括：供需关系单元，用于根据所述多级供需系统确定供方的供货方式和需方的采购方式，形成任意两个相邻层级间多对多的两级供需关系；确定单元，用于确定所述多级供需系统中不同的供应商、中间商和客户的节点位置，构建所述面向产业生态的所述多级供需系统；建立单元，用于基于所述多级供需系统、所述供需节点的需求模式、需求产品的品种数及需求量的类型建立所述多级供需
系统的拓扑结构。
17.可选地，在本技术的一个实施例中，所述控制模块包括：第一计算单元，用于确定在预设时间范围内需求量在供应节点上的分配率，并基于所述分配率生成需求量分配策略，并基于预设节点库存控制策略计算所述需求量分配策略决策方案的数量；第一生成单元，用于利用库存检查周期、订货点、订货批量及最大库存生成供需控制策略；第二生成单元，用于根据资源能力的变化情况生成资源配置及调度策略。
18.可选地，在本技术的一个实施例中，所述构建模块包括：第一统计单元，用于基于产品的原料、持有成本、订购成本、单元成本、运输成本、生产成本、缺货成本及销售收入，计算所述多级供需系统的总成本和总利润，以对所述多级供需系统的成本性能进行统计；第二统计单元，用于基于现有存货和订货量的数量关系，确定总业务过程周期时间，以对所述多级供需系统的时间性能进行统计；第三统计单元，用于利用所述需求量分配策略计算不同类型的需求在预设供需节点上分配的需求量，基于所述需求量计算总客户需求满足率，以对所述多级供需系统的客户需求满足率进行统计；第四统计单元，用于根据协同业务过程中各种活动所使用资源数量和所述资源的工作时间，计算总资源利用率，以对所述多级供需系统的资源利用率进行统计，得到第二统计结果；建模单元，用于基于所述成本性能、时间性能、客户需求满足率及资源利用率构建所述多级供需系统的所述性能分析模型。
19.可选地，在本技术的一个实施例中，所述构建模块还包括：第二计算单元，用于基于预设约束条件，所述性能分析模型选择所述多级供需系统的控制策略，并计算所述多级供需系统的总体性能指标值；量化单元，用于对所述多级供需系统的总体性能指标值进行量化处理，得到所述多级供需系统的性能分析模型综合性能的最大值；对比单元，用于基于所述多级供需系统的性能分析模型综合性能的最大值对应的控制策略确定所述最优供需控制策略。
20.本技术第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的面向产业生态的多级供需控制方法。
21.本技术第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的面向产业生态的多级供需控制方法。
22.由此，本技术的实施例具有以下有益效果：
23.本技术的实施例可通过基于产业生态的供需协同得到多级供需系统，根据多级供需系统和供需节点的需求模式建立多级供需系统的拓扑结构；根据拓扑结构确定多级供需系统的至少一个控制策略；基于拓扑结构和至少一个控制策略，构建多级供需系统的性能分析模型，以利用性能分析模型得到任一需求下的最优供需控制策略。本技术从产业生态业务协同角度出发，结合多主体供需控制模型，建立产业生态多级供需系统的多因素、多指标性能分析模型，通过对产业生态多级供需系统的全局性能分析，从而得到指定需求下最优的供需控制策略，有效促进了产业生态整体协同效果的提升。由此，解决了现有供需控制策略较为抽象，灵活性较差，并局限于供需业务本身，对供需系统的研究过于片面，难以对多级供需系统进行全方位多层次的衡量和描述等问题。
24.本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
25.本技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
26.图1为根据本技术实施例提供的一种面向产业生态的多级供需控制方法的流程图；
27.图2为本技术的一个实施例提供的一种多级供需系统的拓扑结构示意图；
28.图3为根据本技术实施例的面向产业生态的多级供需控制装置的示例图；
29.图4为本技术实施例提供的电子设备的结构示意图。
30.其中，10-面向产业生态的多级供需控制装置、100-拓扑模块、200-控制模块、300-构建模块、401-存储器、402-处理器、403-通信接口。
具体实施方式
31.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
32.下面参考附图描述本技术实施例的面向产业生态的多级供需控制方法及装置。针对上述背景技术中提到的问题，本技术提供了一种面向产业生态的多级供需控制方法，在该方法中，通过基于产业生态的供需协同得到多级供需系统，根据多级供需系统和供需节点的需求模式建立多级供需系统的拓扑结构；根据拓扑结构确定多级供需系统的至少一个控制策略；基于拓扑结构和至少一个控制策略，构建多级供需系统的性能分析模型，以利用性能分析模型得到任一需求下的最优供需控制策略。本技术从产业生态业务协同角度出发，结合多主体供需控制模型，建立产业生态多级供需系统的多因素、多指标性能分析模型，通过对产业生态多级供需系统的全局性能分析，从而得到指定需求下最优的供需控制策略，有效促进了产业生态整体协同效果的提升。由此，解决了现有供需控制策略较为抽象，灵活性较差，并局限于供需业务本身，对供需系统的研究过于片面，难以对多级供需系统进行全方位多层次的衡量和描述等问题。
33.具体而言，图1为本技术实施例所提供的一种面向产业生态的多级供需控制方法的流程图。
34.如图1所示，该面向产业生态的多级供需控制方法包括以下步骤：
35.在步骤s101中，基于产业生态的供需协同得到多级供需系统，根据多级供需系统和供需节点的需求模式建立多级供需系统的拓扑结构。
36.本领域技术人员应当了解的是，产业生态协同牵涉到企业内和企业间众多的业务流程、物料流、信息流、资源、人员和控制策略等的动态交互与协作过程，在本技术的实施例中，可将产业生态的供需协同抽象为一个多级供需系统，以形成一个复杂的供需协作网络，从而构建面向产业生态的多级供需系统拓扑结构。
37.可选地，在本技术的一个实施例中，基于产业生态的供需协同得到多级供需系统，根据多级供需系统和供需节点的需求模式建立多级供需系统的拓扑结构，包括：根据多级供需系统确定供方的供货方式和需方的采购方式，形成任意两个相邻层级间多对多的两级供需关系；确定多级供需系统中不同的供应商、中间商和客户的节点位置，构建面向产业生
态的多级供需系统；基于多级供需系统、供需节点的需求模式、需求产品的品种数及需求量的类型建立多级供需系统的拓扑结构。
38.需要说明的是，在本技术的实施例中，面向产业生态的多级供需系统包括k个层级，每个层级有jk个节点，每个节点jk的容量为v
jk
，多级供需系统的供应方向为从第k+1级朝向第k级，相邻层级间形成供需关系。
39.某个供方j’k+1
可以同时为多个需方j
1k
,
…
,j
nk
供货，某个需方jk也可以同时向多个供方j’1k+1
,
…
,j’mk+1
采购，任意两个相邻层级间形成“多对多”的两级供需关系；多级供需系统中的第k级节点可以是k-1级节点的供应方，同时也是k+1级节点的需求方，不同的供应商、中间商、客户均可被抽象为第一级节点到第k级节点中某个节点，以构成整个产业生态的复杂多级供需系统。
40.本技术实施例中的供需节点的需求模式包括订单模式(order pattern，orp)需求和随机模式(random pattern，rap)需求，如图2所示；需求产品的品种数pv分为单一品种(pv＝1)和多品种(pv＝v)；需求量的类型可为固定需求型(fixed demand，fxd)、柔性需求型(flexible demand，fld)和随机需求型(random demand，rad)需求。
41.由此，本技术的实施例通过产业生态的复杂多级供需系统结合供需节点的需求模式等参数构建了多级供需系统的拓扑结构，从而为多级供需系统的策略的制定以及产业生态供需机制研究提供了可靠的依据和指导。
42.在步骤s102中，根据拓扑结构确定多级供需系统的至少一个控制策略。
43.在建立多级供需系统的拓扑结构后，进一步地，本技术的实施例还可根据上述多级供需系统的拓扑结构制定多级供需系统的控制策略，以更好的实现为产业生态多级供需协同的全局性能分析。
44.可选地，在本技术的一个实施例中，根据拓扑结构确定多级供需系统的至少一个控制策略，包括：确定在预设时间范围内需求量在供应节点上的分配率，并基于分配率生成需求量分配策略，并基于预设节点库存控制策略计算需求量分配策略决策方案的数量；利用库存检查周期、订货点、订货批量及最大库存生成供需控制策略；根据资源能力的变化情况生成资源配置及调度策略。
45.需要说明的是，本技术实施例中多级供需系统策略包括需求量分配策略(demand assignment policies，dap)、供需控制策略以及资源配置及调度策略。
46.其中，上述需求量分配策略制定的具体过程如下所述：
47.需求量分配策略主要目的即确定需求量在供应节点上的分配率，在本技术的实施例中，通过设定t时段节点jk的需求量d
jk,t
在m个k+1级节点上的分配量分别为则jk的需求在j
ik+1
上的分配率可知∑η(jk,j
ik+1
)＝1。
48.需求量分配策略的数量υ(jk)是节点库存控制策略(inventory control policies，icp)(如(r
jk
，s
jk
))、d
jk
,、η
jk
(j
ik+1
)和m的相关函数，如下式所示：
49.υ(jk)＝f(icp,d
jk
,η
jk
(j
ik+1
),m)
50.n个下级节点j
ik-1
分配在单个jk上的需求的总和即为jk的总需求数量，由于jk一般既是供方又是需方，因此jk包含两类节点：输入节点(如原料u)和输出库存(如成品v)；所有下级节点对于jk的输出产品v的需求量(output demand quantity，od)可
记为od
(v)jk
，设u、v间的协作系数为λ(u,v)，则对输入节点原料u的需求量(input demand quantity，id)为：
51.id
(u)jk
＝λ(u,v)
×
od
(v)jk
52.设t时段jk中u和v的初始数量(initial quantity，in)分别为in
(u)jk,t
和in
(v)jk,t
，u从上级节点的补货量为同期v的投产量为pi
(u)jk,t
，产出量为po
(v)jk,t
，而产品v向下级节点的发货量(output quantity，oq)为因此，t时段节点jk对于u和v的期末持有量(holding quantity，hq)分别为：
[0053][0054][0055]
其次，上述供需控制策略制定的具体过程如下所述：
[0056]
在本技术的实施例中，上述供需控制策略涉及的决策变量包括库存检查周期t，订货点r、订货批量q、最大库存s等，由于t是固定或可变，因此供需控制策略可分为连续检查策略和周期性检查策略，其中连续性检查策略又包括固定订货点、订货量，即(r，q)策略和固定订货点、最大库存策略，即(r，s)策略，与之类似还有(t，q)、(t，s)策略等，此外也有以上策略的各种组合形式，如(t，r，s)策略等。
[0057]
t时段jk对于v的供货能力取决于其有效库存量(available quantity，aq)aq
(v)jk,t
，aq
(v)jk,t
与jk已向上级节点j
ik+1
订购但还未到达的原料u的在途库存量(on way quantity，wq)wq
(u)jk,t
和未满足的下级节点j
i’k-1
订购的产品v的延期订单交货量(back order quantity，bq)bq
(v)jk,t
有关；设t时段节点jk向m个上级节点j
ik+1
对于原料u的订购量分别为同时n个下级节点j
ik-1
向jk订购的产品v的数量分别为可得t时段jk的有效库存量如下式所示：
[0058]
aq
(v)jk,t
＝in
(v)jk,t
+(in
(u)jk,t
+wq
(u)jk,t
)/λ(u,v)-bq
(v)jk,t
[0059]
其中，
[0060][0061][0062]
设r
(v)jk
为jk对于产品v的再订货水平，因此，节点可以根据aq
(v)jk,t
与r
(v)jk
的比较确定是否向上一级订货：如果前者大于后者，则不需要；反之，则订货。订货数量q
(u)jk,j’k+1,t
由icp、aq
(v)jk,t
和r
(v)jk
确定：如假设icp为(r，s)策略，则订货量为：
[0063]q(u)(jk,j’k+1),t
＝(s
(v)jk-aq
(v)jk,t
)
×
λ(u,v)
[0064]
进一步地，上述资源配置及调度策略制定的具体过程如下所述：
[0065]
多级供需系统中物料与订单等实体的流动需要在人员、装卸设备、运输工具等资源的支持下实现，资源能力r(t)可能存在以下情况：
[0066]
1、r(t)＝c表示工作能力不会随着时间发生变化，并且可靠性为100％；
[0067]
2、如果r(t)在不同时段按照预先确定的决策(如工作时间表)发生变化，则可用阶梯函数来表达；
[0068]
3、资源能力r(t)也可能发生随机性变化。
[0069]
在产业生态协同业务的动态运行中，多个过程模型之间、单个过程模型的不同活
动之间都可能发生资源冲突，采取何种资源调度策略(resource scheduling policies，rsp)处理资源冲突对多业务过程模型的性能有很大的影响。
[0070]
由于业务过程和活动的仿真实例化由事务实例的到达触发，因此本技术的实施例可从事务的角度考察多个过程间的资源冲突，由此不同过程或同一过程的多个活动之间的资源冲突问题可转换为某个资源如何确定最先为多种类型的多个事务实例中的哪一个进行服务的问题。
[0071]
由此，本技术的实施例通过设定多级供需系统的策略，从而有效保证了后续多级供需系统的性能分析模型的构建以及最佳多级供需控制策略的确定。
[0072]
在步骤s103中，基于拓扑结构和至少一个控制策略，构建多级供需系统的性能分析模型，以利用性能分析模型得到任一需求下的最优供需控制策略。
[0073]
在确定多级供需系统的控制策略后，进而，本技术的实施例还可基于多级供需系统的拓扑结构和控制策略，建立产业生态多级供需系统的多因素、多指标性能分析模型，通过对该模型的计算机仿真，可对产业生态多级供需系统进行全局性能分析，揭示生态系统在不同策略、不同需求模式等场景下的系统性能及其动态演化过程。
[0074]
可选地，在本技术的一个实施例中，基于拓扑结构和至少一个控制策略，构建多级供需系统的性能分析模型，以利用性能分析模型得到任一需求下的最优供需控制策略，包括：基于产品的原料、持有成本、订购成本、单元成本、运输成本、生产成本、缺货成本及销售收入，计算多级供需系统的总成本和总利润，以对多级供需系统的成本性能进行统计；基于现有存货和订货量的数量关系，确定总业务过程周期时间，以对多级供需系统的时间性能进行统计；利用需求量分配策略计算不同类型的需求在预设供需节点上分配的需求量，基于需求量计算总客户需求满足率，以对多级供需系统的客户需求满足率进行统计；根据协同业务过程中各种活动所使用资源数量和资源的工作时间，计算总资源利用率，以对多级供需系统的资源利用率进行统计，得到第二统计结果；基于成本性能、时间性能、客户需求满足率及资源利用率构建多级供需系统的性能分析模型。
[0075]
在本技术的实施例中，上述多级供需系统应尽量在系统成本最低、业务过程周期最短且客户需求满足率最高的高性能水平下运作，但上述三方面的性能要求之间相互矛盾，因此，不同的企业应根据自身的战略和目标制定相应的控制策略。
[0076]
多级供需系统性能分析的外部因素和控制因素如表1所示，外部因素主要指客户需求模式dp、需求量dq和对延迟交付方式(back order，bo)的选择(如不允许延迟non-delay，nd和允许延迟permitting delay，pd和有条件终止延迟terminating delay，td)，其为系统分析过程中的不可控量；控制因素主要指库存控制策略icp、需求分配策略dap、供应商供应策略(vendor supply policies，vsp，如先到先出first in first out，fifo；优先级策略priority，pri等)、资源能力配置和资源调度策略rsp(如fifo，较小值优先less value first，lvf等)等及其参数，其为系统性能分析中的可控制因素。
[0077]
表1
[0078][0079]
表2给出了多级供需系统的库存量、成本和时间类(如生产时间production time，pt；运输时间transport time，tpt；再订货时间re-order time，ot等)属性，其为定量刻画供需系统的基本变量。
[0080]
表2
[0081][0082]
由此，本技术的实施例可利用上述外部因素和控制因素对多级供需系统的成本性能进行统计，具体地，节点jk在t时段对于单一品种的u和v的统计变量计算如下：
[0083]
u和v的持有成本如下式所示：
[0084]
hc
(u,v)jk,t
＝{1/2
×
hc
(u)
×
[in
(u)jk,t
+hq
(u)jk,t
]+1/2
×
hc
(v)
×
[in
(v)jk,t
+hq
(v)jk,t
]}
×
t；
[0085]
其中，hc
(u)
中的上标表示原料u的相应变量；
[0086]
订购成本：rc
(u)jk,t
＝rc
(u)
；
[0087]
单元成本：
[0088]
运输成本：
[0089]
生产成本：pc
(v)jk,t
＝pc
(v)
×
po
(v)jk,t
；
[0090]
缺货成本：sc
(v)jk,t
＝sc
(v)
×
bq
(v)jk,t
；
[0091]
销售收入：
[0092]
t时段总成本：
[0093]
tc
(u,v)jk,t
＝hc
(u,v)jk,t
+rc
(u)jk,t
+uc
(u)jk,t
+tpc
(u)jk,t
+pc
(v)jk,t
+sc
(v)jk,t
[0094]
t时段总利润：
[0095]
tm
(u,v)jk,t
＝sp
(v)jk,t-tc
(u,v)jk,t
[0096]jk
在周期t内对于多品种的总成本和总利润分别为：
[0097]
tc
jk
＝∑∑∑tc
(u,v)jk,t
[0098]
tm
jk
＝∑∑∑tm
(u,v)jk,t
[0099]
其中，u＝1,2,
…
,u；v＝1,2,
…
,v；t＝1,2,
…
,t。
[0100]
当把多级供需系统当作一个整体进行分析时，为了避免重复累计单元成本，本技术的实施例可仅在k＝k级的计算中考虑原始原料采购商的单位成本；相应的，仅在k＝1即对最终客户的销售中考虑销售收入，即毛收入为：
[0101]
tm’＝∑j∑v∑
t
(sp
(v)j1,t
)
[0102]
因此，多级供需系统总成本为：
[0103][0104]
其中，表示在总利润和总成本的计算中不计单元成本的情形。这样，总利润为：
[0105]
tm＝tm
’‑
tc
[0106]
其次，本技术的实施例可对多级供需系统的时间性能进行统计，具体地，t时段j’k-1
对于成品v向jk的订货量为q
(v)jk,j
i’k-1,t
，满足需求的业务过程时间如下所述：
[0107]
1、若现有存货hq
(v)jk,t
大于订货量，则需求立即得到满足，业务过程时间为jk与j
k-1
间的运输时间tpt
(v)jk,jk-1
(q)；
[0108]
2、若存货小于订货量，则计算其差额(
△q(v)jk,j
i’k-1,t
＝q
(v)jk,j
i’k-1,t-hq
(v)jk,t
)，并检查生产成品v所需要的原料u的库存hq
(u)jk,t
，如果大于生产所需的物料量，过程时间在上述存货足够情况的基础上再加上jk的生产时间pt
(v)jk
(
△
)；如果原料u不足够生产，则需要向上一级节点j’k+1
订货u的缺额部分
△’
，过程时间应在上一步的基础上再加上jk节点的订货时间ot
(u)jk
(
△’
)，以此类推，直到需求得到满足为止(设为第k’级)，则总业务过程周期时间为：
[0109]
tt＝∑k∑j∑
(u,v)
∑
t
[tpt
(v)jk,jk-1,t
(q)+pt
(v)jk,t
(
△
)+ot
(u)jk,t
(
△’
)]
[0110]
其中，v＝1,2,...,v；u＝1,2,...,u；j＝1,2,...,jk；k＝k-1,...,k’；t＝1,2,...,t由实际情况决定。
[0111]
再次，本技术的实施例还可对多级供需系统的客户需求满足率进行统计：
[0112]
具体地，本技术的实施例设t时段对于产品v有l个订单型需求和n个随机到达型需
求，其按某种需求分配策略dap在j1上分配的需求量分别为ord
(v)j1,t
和rad
(v)j1,t
，如果当期持有库存hq
(v)j1,t
大于(l+n)个需求的总和，则t时段节点j1对于v的需求满足率tf
(v)j1,t
＝1，否则系统总客户需求满足率为：
[0113]
tf＝∑j∑
t
tf
(v)j1,t
[0114]
最后，本技术的实施例还可对多级供需系统的资源利用率进行统计：
[0115]
具体地，本技术的实施例假设协同业务过程中各种活动所使用的资源(resources，rs)共有r个，t时段rsr的工作时间为wt
r,t
，定义其资源利用率为ru
r,t
＝wt
r,t
/t，因此，系统总资源利用率为：
[0116]
tr＝∑r∑
t
(ru
r,t
)
[0117]
由此，本技术的实施例可通过上述得到的成本性能、时间性能、客户需求满足率及资源利用率构建可应用于具体供需场景的多级供需系统的性能分析模型，从而为产业生态多级供需协同的全局性能分析和控制策略选择提供可信的定量决策依据。
[0118]
可选地，在本技术的一个实施例中，基于拓扑结构和至少一个控制策略，构建多级供需系统的性能分析模型，以利用性能分析模型得到任一需求下的最优供需控制策略，还包括：基于预设约束条件，性能分析模型选择多级供需系统的控制策略，并计算多级供需系统的总体性能指标值；对多级供需系统的总体性能指标值进行量化处理，得到多级供需系统的性能分析模型综合性能的最大值；基于多级供需系统的性能分析模型综合性能的最大值对应的控制策略确定最优供需控制策略。
[0119]
需要说明的是，在构建上述多级供需系统的性能分析模型后，进一步地，本技术实施例中的多级供需系统的性能分析模型中的性能计算必须满足以下约束，以进行总体性能综合评价，具体过程如下所述：
[0120]
多级供需系统的性能计算必须满足以下约束：
[0121]
1、t时段总库存量不超过总库容：
[0122]
∑k∑j∑u(v
(u)
×
hq
(u)jk,t
)+∑k∑j∑v(v
(v)
×
hq
(v)jk,t
)≤∑k∑
jvjk
[0123]
其中，v
(u)
、v
(v)
为单位产品u、v所占库容。
[0124]
2、k-1级的总订货量不超过第k级的总生产能力：
[0125]
∑
t
∑
j’∑
u q
(u)j’k-1,t
≤∑
t
∑jp
(v)jk
[0126]
3、jk向所有下级节点的总发货量不超过从所有上级节点得到的总运入量：
[0127]
∑
t
∑ji’oq
(v)(jk,j
i’k-1),t
≤∑
t
∑ji[λ(u,v)
×
iq
(u)jk,jik+1,t
]
[0128]
综上所述，多级供需系统性能分析即是在一定的外部因素(dp，dq，bo)和约束(如库容、生产平衡关系等)下，选择不同的多级决策方案s(icps，daps，vsps，r(t)s，rsps)，并借助仿真分析工具的运行计算相应方案s下的系统总体性能指标值(tcs，tts，tfs，trs)。
[0129]
由于多级供需系统的性能分析模型中有些性能是增量型的，即其值越高，性能越优，如tf和tr；有些是减量型的，如tc和tt，故而本技术的实施例可按下式进行统一量化：
[0130][0131]
进而，本技术的实施例可根据下式进行加权计算以得到系统的综合性能评价指标值：
[0132][0133]
在本技术的实施例中，若只有两个方案进行比较，可采用下式进行量化处理：
[0134][0135]
设上述s方案下系统的性能指标值为ts＝{t
is
|t
is
∈(tcs,tts,tfs,trs)，i＝1,2,3,4}，系统总体方案数为s，显然，统一量化综合性能的最大值：u(ts*)＝max{u(ts)}所对应的方案s*就是该评价体系下产业生态多级供需系统的最佳多级决策匹配方案。
[0136]
由此，本技术的实施例通过获取最佳的多级供需控制策略及其相应的策略参数，从而对产业生态协同进行合理的控制和分配，有效提升了产业生态的协同效果。
[0137]
根据本技术实施例提出的面向产业生态的多级供需控制方法，通过基于产业生态的供需协同得到多级供需系统，根据多级供需系统和供需节点的需求模式建立多级供需系统的拓扑结构；根据拓扑结构确定多级供需系统的至少一个控制策略；基于拓扑结构和至少一个控制策略，构建多级供需系统的性能分析模型，以利用性能分析模型得到任一需求下的最优供需控制策略。本技术从产业生态业务协同角度出发，结合多主体供需控制模型，建立产业生态多级供需系统的多因素、多指标性能分析模型，通过对产业生态多级供需系统的全局性能分析，从而得到指定需求下最优的供需控制策略，有效促进了产业生态整体协同效果的提升。
[0138]
其次，参照附图描述根据本技术实施例提出的面向产业生态的多级供需控制装置。
[0139]
图3是本技术实施例的面向产业生态的多级供需控制装置的方框示意图。
[0140]
如图3所示，该面向产业生态的多级供需控制装置10包括：拓扑模块100、控制模块200以及构建模块300。
[0141]
其中，拓扑模块100，用于基于产业生态的供需协同得到多级供需系统，根据多级供需系统和供需节点的需求模式建立多级供需系统的拓扑结构。
[0142]
控制模块200，用于根据拓扑结构确定多级供需系统的至少一个控制策略。
[0143]
构建模块300，用于基于拓扑结构和至少一个控制策略，构建多级供需系统的性能分析模型，以利用性能分析模型得到任一需求下的最优供需控制策略。
[0144]
可选地，在本技术的一个实施例中，拓扑模块100包括：供需关系单元、确定单元以及建立单元。
[0145]
其中，供需关系单元，用于根据多级供需系统确定供方的供货方式和需方的采购方式，形成任意两个相邻层级间多对多的两级供需关系；
[0146]
确定单元，用于确定多级供需系统中不同的供应商、中间商和客户的节点位置，构建面向产业生态的多级供需系统；
[0147]
建立单元，用于基于多级供需系统、供需节点的需求模式、需求产品的品种数及需求量的类型建立多级供需系统的拓扑结构。
[0148]
可选地，在本技术的一个实施例中，控制模块200包括：第一计算单元、第一生成单元以及第二生成单元。
[0149]
其中，第一计算单元，用于确定在预设时间范围内需求量在供应节点上的分配率，并基于分配率生成需求量分配策略，并基于预设节点库存控制策略计算需求量分配策略决策方案的数量。
[0150]
第一生成单元，用于利用库存检查周期、订货点、订货批量及最大库存生成供需控制策略；
[0151]
第二生成单元，用于根据资源能力的变化情况生成资源配置及调度策略。
[0152]
可选地，在本技术的一个实施例中，构建模块300包括：第一统计单元、第二统计单元、第三统计单元、第四统计单元以及建模单元。
[0153]
其中，第一统计单元，用于基于产品的原料、持有成本、订购成本、单元成本、运输成本、生产成本、缺货成本及销售收入，计算多级供需系统的总成本和总利润，以对多级供需系统的成本性能进行统计。
[0154]
第二统计单元，用于基于现有存货和订货量的数量关系，确定总业务过程周期时间，以对多级供需系统的时间性能进行统计。
[0155]
第三统计单元，用于利用需求量分配策略计算不同类型的需求在预设供需节点上分配的需求量，基于需求量计算总客户需求满足率，以对多级供需系统的客户需求满足率进行统计。
[0156]
第四统计单元，用于根据协同业务过程中各种活动所使用资源数量和资源的工作时间，计算总资源利用率，以对多级供需系统的资源利用率进行统计，得到第二统计结果。
[0157]
建模单元，用于基于成本性能、时间性能、客户需求满足率及资源利用率构建多级供需系统的性能分析模型。
[0158]
可选地，在本技术的一个实施例中，构建模块300还包括：第二计算单元、量化单元及对比单元。
[0159]
其中，第二计算单元，用于基于预设约束条件，性能分析模型选择多级供需系统的控制策略，并计算多级供需系统的总体性能指标值。
[0160]
量化单元，用于对多级供需系统的总体性能指标值进行量化处理，得到多级供需系统的性能分析模型综合性能的最大值。
[0161]
对比单元，用于基于多级供需系统的性能分析模型综合性能的最大值对应的控制策略确定最优供需控制策略。
[0162]
需要说明的是，前述对面向产业生态的多级供需控制方法实施例的解释说明也适用于该实施例的面向产业生态的多级供需控制装置，此处不再赘述。
[0163]
根据本技术实施例提出的面向产业生态的多级供需控制装置，通过基于产业生态的供需协同得到多级供需系统，根据多级供需系统和供需节点的需求模式建立多级供需系统的拓扑结构；根据拓扑结构确定多级供需系统的至少一个控制策略；基于拓扑结构和至少一个控制策略，构建多级供需系统的性能分析模型，以利用性能分析模型得到任一需求下的最优供需控制策略。本技术从产业生态业务协同角度出发，结合多主体供需控制模型，建立产业生态多级供需系统的多因素、多指标性能分析模型，通过对产业生态多级供需系统的全局性能分析，从而得到指定需求下最优的供需控制策略，有效促进了产业生态整体协同效果的提升。
[0164]
图4为本技术实施例提供的电子设备的结构示意图。该电子设备可以包括：
[0165]
存储器401、处理器402及存储在存储器401上并可在处理器402上运行的计算机程序。
[0166]
处理器402执行程序时实现上述实施例中提供的面向产业生态的多级供需控制方法。
[0167]
进一步地，电子设备还包括：
[0168]
通信接口403，用于存储器401和处理器402之间的通信。
[0169]
存储器401，用于存放可在处理器402上运行的计算机程序。
[0170]
存储器401可能包含高速ram存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
[0171]
如果存储器401、处理器402和通信接口403独立实现，则通信接口403、存储器401和处理器402可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。总线可以是工业标准体系结构(industry standard architecture，简称为isa)总线、外部设备互连(peripheral component，简称为pci)总线或扩展工业标准体系结构(extended industry standard architecture，简称为eisa)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图4中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
[0172]
可选地，在具体实现上，如果存储器401、处理器402及通信接口403，集成在一块芯片上实现，则存储器401、处理器402及通信接口403可以通过内部接口完成相互间的通信。
[0173]
处理器402可能是一个中央处理器(central processing unit，简称为cpu)，或者是特定集成电路(application specific integrated circuit，简称为asic)，或者是被配置成实施本技术实施例的一个或多个集成电路。
[0174]
本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的面向产业生态的多级供需控制方法。
[0175]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或n个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0176]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“n个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0177]
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或n个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0178]
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用
于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或n个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
[0179]
应当理解，本技术的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，n个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
[0180]
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
[0181]
此外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0182]
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种面向产业生态的多级供需控制方法，其特征在于，包括以下步骤：基于产业生态的供需协同得到多级供需系统，根据所述多级供需系统和供需节点的需求模式建立所述多级供需系统的拓扑结构；根据所述拓扑结构确定所述多级供需系统的至少一个控制策略；以及基于所述拓扑结构和所述至少一个控制策略，构建所述多级供需系统的性能分析模型，以利用所述性能分析模型得到任一需求下的最优供需控制策略。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于产业生态的供需协同得到多级供需系统，根据所述多级供需系统和供需节点的需求模式建立所述多级供需系统的拓扑结构，包括：根据所述多级供需系统确定供方的供货方式和需方的采购方式，形成任意两个相邻层级间多对多的两级供需关系；确定所述多级供需系统中不同的供应商、中间商和客户的节点位置，构建所述面向产业生态的所述多级供需系统；基于所述多级供需系统、所述供需节点的需求模式、需求产品的品种数及需求量的类型建立所述多级供需系统的拓扑结构。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述拓扑结构确定所述多级供需系统的至少一个控制策略，包括：确定在预设时间范围内需求量在供应节点上的分配率，并基于所述分配率生成需求量分配策略，并基于预设节点库存控制策略计算所述需求量分配策略决策方案的数量；利用库存检查周期、订货点、订货批量及最大库存生成供需控制策略；根据资源能力的变化情况生成资源配置及调度策略。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述拓扑结构和所述至少一个控制策略，构建所述多级供需系统的性能分析模型，以利用所述性能分析模型得到任一需求下的最优供需控制策略，包括：基于产品的原料、持有成本、订购成本、单元成本、运输成本、生产成本、缺货成本及销售收入，计算所述多级供需系统的总成本和总利润，以对所述多级供需系统的成本性能进行统计；基于现有存货和订货量的数量关系，确定总业务过程周期时间，以对所述多级供需系统的时间性能进行统计；利用所述需求量分配策略计算不同类型的需求在预设供需节点上分配的需求量，基于所述需求量计算总客户需求满足率，以对所述多级供需系统的客户需求满足率进行统计；根据协同业务过程中各种活动所使用资源数量和所述资源的工作时间，计算总资源利用率，以对所述多级供需系统的资源利用率进行统计，得到第二统计结果；基于所述成本性能、时间性能、客户需求满足率及资源利用率构建所述多级供需系统的所述性能分析模型。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述拓扑结构和所述至少一个控制策略，构建所述多级供需系统的性能分析模型，以利用所述性能分析模型得到任一需求下的最优供需控制策略，还包括：基于预设约束条件，所述性能分析模型选择所述多级供需系统的控制策略，并计算所
述多级供需系统的总体性能指标值；对所述多级供需系统的总体性能指标值进行量化处理，得到所述多级供需系统的性能分析模型综合性能的最大值；基于所述多级供需系统的性能分析模型综合性能的最大值对应的控制策略确定所述最优供需控制策略。6.一种面向产业生态的多级供需控制装置，其特征在于，包括：拓扑模块，用于基于产业生态的供需协同得到多级供需系统，根据所述多级供需系统和供需节点的需求模式建立所述多级供需系统的拓扑结构；控制模块，用于根据所述拓扑结构确定所述多级供需系统的至少一个控制策略；以及构建模块，用于基于所述拓扑结构和所述至少一个控制策略，构建所述多级供需系统的性能分析模型，以利用所述性能分析模型得到任一需求下的最优供需控制策略。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述拓扑模块包括：供需关系单元，用于根据所述多级供需系统确定供方的供货方式和需方的采购方式，形成任意两个相邻层级间多对多的两级供需关系；确定单元，用于确定所述多级供需系统中不同的供应商、中间商和客户的节点位置，构建所述面向产业生态的所述多级供需系统；建立单元，用于基于所述多级供需系统、所述供需节点的需求模式、需求产品的品种数及需求量的类型建立所述多级供需系统的拓扑结构。8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制模块包括：第一计算单元，用于确定在预设时间范围内需求量在供应节点上的分配率，并基于所述分配率生成需求量分配策略，并基于预设节点库存控制策略计算所述需求量分配策略决策方案的数量；第一生成单元，用于利用库存检查周期、订货点、订货批量及最大库存生成供需控制策略；第二生成单元，用于根据资源能力的变化情况生成资源配置及调度策略。9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述构建模块包括：第一统计单元，用于基于产品的原料、持有成本、订购成本、单元成本、运输成本、生产成本、缺货成本及销售收入，计算所述多级供需系统的总成本和总利润，以对所述多级供需系统的成本性能进行统计；第二统计单元，用于基于现有存货和订货量的数量关系，确定总业务过程周期时间，以对所述多级供需系统的时间性能进行统计；第三统计单元，用于利用所述需求量分配策略计算不同类型的需求在预设供需节点上分配的需求量，基于所述需求量计算总客户需求满足率，以对所述多级供需系统的客户需求满足率进行统计；第四统计单元，用于根据协同业务过程中各种活动所使用资源数量和所述资源的工作时间，计算总资源利用率，以对所述多级供需系统的资源利用率进行统计，得到第二统计结果；建模单元，用于基于所述成本性能、时间性能、客户需求满足率及资源利用率构建所述多级供需系统的所述性能分析模型。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述构建模块还包括：第二计算单元，用于基于预设约束条件，所述性能分析模型选择所述多级供需系统的控制策略，并计算所述多级供需系统的总体性能指标值；量化单元，用于对所述多级供需系统的总体性能指标值进行量化处理，得到所述多级供需系统的性能分析模型综合性能的最大值；对比单元，用于基于所述多级供需系统的性能分析模型综合性能的最大值对应的控制策略确定所述最优供需控制策略。11.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如权利要求1-5任一项所述的面向产业生态的多级供需控制方法。12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求1-5任一项所述的面向产业生态的多级供需控制方法。

技术总结
本申请涉及一种面向产业生态的多级供需控制方法及装置，其中，方法包括：基于产业生态的供需协同得到多级供需系统，根据多级供需系统和供需节点的需求模式建立多级供需系统的拓扑结构；根据拓扑结构确定多级供需系统的至少一个控制策略；基于拓扑结构和至少一个控制策略，构建多级供需系统的性能分析模型，以利用性能分析模型得到任一需求下的最优供需控制策略。由此，解决了现有供需控制策略较为抽象，灵活性较差，并局限于供需业务本身，对供需系统的研究过于片面，难以对多级供需系统进行全方位多层次的衡量和描述等问题。全方位多层次的衡量和描述等问题。全方位多层次的衡量和描述等问题。


技术研发人员：黄双喜 杨思维
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/9/5