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基于平衡記分卡和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的供應(yīng)鏈績效評價

2008-3-2 1:15:00 來源:物流天下 編輯:56885 關(guān)注度:
摘要:... ...
   1引言 

  為能評價供應(yīng)鏈的實施給企業(yè)群體帶來的效益,方法之一就是對供應(yīng)鏈進(jìn)行績效評價。其作用是:可以找出供應(yīng)鏈運作方面的不足,并及時采取措施調(diào)整;考察供應(yīng)鏈對各成員的激勵,吸引企業(yè)加盟,剔除不良企業(yè);評價供應(yīng)鏈上下游節(jié)點企業(yè)之間合作關(guān)系的好壞以利改進(jìn);對企業(yè)起到激勵作用。由于對供應(yīng)鏈績效進(jìn)行評價本身就是非線性問題,并且其績效評價指標(biāo)體系的確立與單個企業(yè)評價指標(biāo)體系的確立是不同的,而BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在解決非線性問題方面具有很好的表現(xiàn),基本上可以模擬任意非線性問題;平衡計分卡法對從戰(zhàn)略高度建立指標(biāo)評價體系具有積極作用。因而本文擬用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并結(jié)合平衡計分卡的方法建立模型和評價指標(biāo)對供應(yīng)鏈績效進(jìn)行綜合評價,并通過MATLAB在計算機上實現(xiàn)。 

  2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及BP網(wǎng)絡(luò)模型簡介 

  2.1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型 

  人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是從人腦的生理結(jié)構(gòu)出發(fā),模擬人腦信息處理的功能。是根植于神經(jīng)科學(xué)、數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、物理學(xué)、計算機、科學(xué)及工程等學(xué)科的一種技術(shù)性科學(xué)。從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)算法通常可分為前向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、反饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和隨機神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、競爭神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。 

  2.2三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型 

  BPBackPropagation神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是目前應(yīng)用最為廣泛的一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),它是屬于誤差信號反向傳播的多層前向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)包括輸入層、中間層隱含層和輸出層,其中輸入和輸出都只有一層,隱含層可以有多層,其激勵函數(shù)采用Sigmoid型函數(shù)。本文以三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型為例介紹其算法,該模型包括輸入層、隱含層、輸出層三層,可以看成從輸入到輸出的高度非線性映射。 

  1從前往后計算輸出值。由工作信號正向傳播可得:設(shè)輸入層為M,有M個輸入信號;隱層為I,其中有I個神經(jīng)元;輸出層為P,有P個神經(jīng)元。設(shè)樣本集為X=X1X2X3…XN,對應(yīng)任一訓(xùn)練樣本XK=xK1xK2…xKMT,實際輸出為YK=yK1yK2…yKpT,期望輸出為dk=dk1dk2,…dkpTθi為閥值。由工作信號正向傳播可得:uil=wmlxkm 

  中間層的輸出值為vil=fwmlxkm+θi 

  upp=wipvil 

  輸出層的輸出值為:vpp=fupp+θi, 

  輸出層第P個神經(jīng)元的誤差信號為ekp=dkp-ykpn 

  同時定義神經(jīng)元p誤差能量為ekp2n, 

  輸出層所有神經(jīng)元的誤差能量總和為E(n)=ekp2n. 

  (2由誤差信號從后向前傳播,在返向傳播過程中,逐層修改連接權(quán)值。隱層I與輸出層P之間的權(quán)值修正量為: 

  其中η為學(xué)習(xí)步長,0<η<1;δppn為局部梯度 

  輸出層P的權(quán)值調(diào)節(jié)公式為:wipn+1=wipn+△wipn 

  輸入層M與隱層I之間的權(quán)值修正量:△wmin=ηδilnxkmn其中δiln=viln1-vilnδjJnwijn 

  隱層I的權(quán)值調(diào)節(jié)公式:wmin+1=wmin+△wmin 

  3基于平衡記分卡和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的供應(yīng)鏈績效評價方法 

  3.1基于平衡記分法的評價指標(biāo)體系的確立 

  為全面客觀地評價供應(yīng)鏈績效,必須根據(jù)供應(yīng)鏈自身的特點,建立一套科學(xué)合理的評價指標(biāo)體系。平衡計分卡是使來源于各種衡量方法一體化的一種新的績效評價框架,該方法從財務(wù)、業(yè)務(wù)流程、客戶、學(xué)習(xí)與發(fā)展四個方面綜合評價績效,使得短期目標(biāo)和長期目標(biāo)、客觀目標(biāo)與主觀目標(biāo)、結(jié)果與結(jié)果的驅(qū)動因素之間一種新的平衡得以建立1。本文根據(jù)供應(yīng)鏈績效評價的特點和結(jié)合平衡計分卡績效評價的思想,從供應(yīng)鏈財務(wù)、供應(yīng)鏈業(yè)務(wù)流程、供應(yīng)鏈客戶、供應(yīng)鏈學(xué)習(xí)和發(fā)展四個方面建立供應(yīng)鏈績效評價指標(biāo)體系。 

  1供應(yīng)鏈業(yè)務(wù)流程績效評價指標(biāo) 

  這里所述供應(yīng)鏈?zhǔn)侵笍墓⿷?yīng)商至零售商的整條供應(yīng)鏈。綜合考慮評價指標(biāo)的客觀性和可操作性之后提出產(chǎn)銷率、平均產(chǎn)銷絕對偏差、產(chǎn)需率、供應(yīng)鏈產(chǎn)品產(chǎn)出周期、供應(yīng)鏈總運營成本、供應(yīng)鏈核心企業(yè)成本、供應(yīng)鏈產(chǎn)品質(zhì)量、時間、產(chǎn)品競爭力、信息系統(tǒng)覆蓋率作為供應(yīng)鏈業(yè)務(wù)流程評價指標(biāo)。 

  2供應(yīng)鏈財務(wù)評價指標(biāo) 

  供應(yīng)    3)供應(yīng)鏈客戶角度評價指標(biāo) 

  供應(yīng)鏈中的企業(yè)為了獲得長遠(yuǎn)的績效,就必須創(chuàng)造出讓客戶滿意的產(chǎn)品和服務(wù),供應(yīng)鏈客戶角度評價指標(biāo)即在客戶所期望達(dá)到的績效而采用的評價指標(biāo)。具體指標(biāo)3。 

  4供應(yīng)鏈學(xué)習(xí)、發(fā)展評價指標(biāo) 

  某條供應(yīng)鏈要想取得長期的績效,就要加強對基礎(chǔ)設(shè)施和經(jīng)營過程的投資2。 

  3.2BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評價供應(yīng)鏈績效的算法和步驟 

  由于三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以模擬任意的非線性系統(tǒng),可以逼近任意連續(xù)函數(shù)。因而根據(jù)三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型及其優(yōu)化算法,并結(jié)合供應(yīng)鏈績效評價指標(biāo)體系,應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評價供應(yīng)鏈績效可以概括為以下9個步驟: 

  (1)初始化。賦給wmi、wip及其閥值θi、γp各一個較小的隨機非零值(可采用-1,1之間的隨機非零值)。 

  (2)輸入隨機樣本、樣本數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化。對于定量指標(biāo)采用現(xiàn)行比例變換法對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理:對于正向指標(biāo)有xki=xki-xkimax;對于逆向指標(biāo)有xki=xkimax-xki。對于定性指標(biāo)可利用模糊綜合評判的方法將其轉(zhuǎn)化為介于(0,1)之間的數(shù)值4。 

  (3)選取具有代表性的訓(xùn)練樣本輸入BP網(wǎng)絡(luò),其中輸入樣本為Xk=xk1xk2…xk28T,實際輸出為Ykn=yk1nyk2n…ykpn,期望輸出為dk=dk1dk2…dkp 

  (4)對于輸入樣本Xk前向計算神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中隱層和輸出層神經(jīng)元的輸入信號和輸出信號。 

  (5)由輸出層的期望輸出dk和實際輸出Ykn計算誤差En,其中En=2kp2n。若不超出給定的誤差允許范圍,則輸入下一訓(xùn)練樣本;若超出誤差允許范圍,則轉(zhuǎn)至下步。 

  (6)判斷n+1是否大于最大迭代次數(shù)(一般取1000次進(jìn)行訓(xùn)練),若大于則轉(zhuǎn)至第八步;若不大于,對輸入樣本xk,反向計算每層神經(jīng)元的局部梯度: 

  (7)根據(jù)校正誤差返向傳播,逐層修改權(quán)值,其權(quán)值修正量為: 

  △wmi=ηδilnxkmn,wmin+1=wmin+△wmin;m=12…,28;i=12…5,η為學(xué)習(xí)速率 

  △wip=ηδppnriln,wipn+1=wipn+△wipni=12…5p=1η為為學(xué)習(xí)速率。 

  (8)判斷是否學(xué)習(xí)完所有訓(xùn)練樣本,是則結(jié)束訓(xùn)練,轉(zhuǎn)下一步,否則轉(zhuǎn)第二步。 

  (9)BP網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練完成,得到訓(xùn)練好的BP網(wǎng)絡(luò),便可用于目標(biāo)供應(yīng)鏈的績效評價。設(shè)定評語集(優(yōu)、良、中、差),輸入目標(biāo)供應(yīng)鏈的具體績效評價指標(biāo),經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)運算后便可得該條供應(yīng)鏈的績優(yōu)度。 

  4編程計算與應(yīng)用實例 

  在MATLAB的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱中,能夠?qū)Γ拢芯W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行很好的實現(xiàn),大大減少人工計算的繁雜度并提高運算的精確程度。其實現(xiàn)步驟如下5: 

  1網(wǎng)絡(luò)模型的建立。利用newff函數(shù)建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。其語法為:net=newffPR2851tansigtansigtansigtrainlmlearngdmmse。 

  2網(wǎng)絡(luò)模型初始化。利用init函數(shù)初始化網(wǎng)絡(luò),對權(quán)值w及閥值θi、γp進(jìn)行初始化。 

  3網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練。利用函數(shù)train進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練。train函數(shù)是按設(shè)置的net.trainfcn和net.trainPAaram參數(shù)來訓(xùn)練,采用批處理的方式對權(quán)值和閥值進(jìn)行修改。 

  4網(wǎng)絡(luò)仿真。用sim函數(shù)來實現(xiàn)該網(wǎng)絡(luò)對某一目標(biāo)供應(yīng)鏈的仿真。 

  5供應(yīng)鏈績效評價應(yīng)用舉例 

  A公司與B公司是以生產(chǎn)化妝品為主的新型企業(yè),它們都有相對固定的供應(yīng)商和銷售商,因此也有兩條以A和B公司為核心企業(yè)的供應(yīng)鏈,分別以A和B表示。其供應(yīng)鏈績效評價指標(biāo)體系如表6所示(定量指標(biāo)采用標(biāo)準(zhǔn)化處理,定性指標(biāo)采用專家打分的模糊綜合評判的方法確定)。 

  建立評價模型,選取過去5年內(nèi)對A、B企業(yè)供應(yīng)鏈績效進(jìn)行評價的歷史指標(biāo)作為訓(xùn)練樣本輸入該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練,并利用MATLAB對該模型進(jìn)行模擬仿真,待網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練好后,輸入A、B兩企業(yè)現(xiàn)階段的供應(yīng)鏈評價指標(biāo),并建立評語集(優(yōu)、良、中、差),并設(shè)定各等級所對應(yīng)的輸出結(jié)果范圍為:優(yōu)(0.81)、良(0.7,0.8)、中(0.6,0.7)、差(0,0.6)。省略神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的具體訓(xùn)練過程,最后可得評價結(jié)果:A企業(yè)評價結(jié)果為0.837,等級為優(yōu);B企業(yè)評價結(jié)果為0.737,等級為良。 

  6結(jié)束語 

  建立一種對供應(yīng)鏈績效進(jìn)行評價的方法,對于度量供應(yīng)量績效找出其中問題具有重要意義。本文所論述的應(yīng)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法對供應(yīng)鏈績效進(jìn)行評價的方法,具有很強的現(xiàn)實意義,發(fā)揮人工智能的學(xué)習(xí)功能,解決了常用方法難以克服的實時性、敏捷性差的弱點,并能在計算機上利用MATLAB進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練,大大減少了計算的繁雜程度,并提高了運算的精確度。同時該方法還可用于其他問題的綜合評價。 
鏈財務(wù)方面包括整個供應(yīng)鏈運作的經(jīng)濟結(jié)果。
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