一種庫存管理優(yōu)化方法、裝置和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及庫存管理技術(shù)，具體涉及一種庫存管理優(yōu)化方法、裝置和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 庫存管理是在保證企業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營需求的前提下，使庫存量經(jīng)常保持在合理的水 平上，掌握庫存量動(dòng)態(tài)，適時(shí)適量提出訂貨，避免超儲(chǔ)或缺貨，減少庫存空間占用，降低庫存 總費(fèi)用。相應(yīng)的優(yōu)化問題即為如何對(duì)各種復(fù)雜多變的資源進(jìn)行合理配置，從而在不影響企 業(yè)正?；顒?dòng)的前提下，使倉儲(chǔ)成本達(dá)到最低。
[0003] 與傳統(tǒng)的庫存管理相比，現(xiàn)有的庫存管理具有倉儲(chǔ)物品種類繁雜、流轉(zhuǎn)周期快、時(shí) 效性高等特點(diǎn)。現(xiàn)有庫存管理采用的解決方案之一是通過庫存管理信息系統(tǒng)，通過庫存管 理人員采用經(jīng)驗(yàn)配置來調(diào)整各種權(quán)重以獲得較優(yōu)化的庫存配置。
[0004]現(xiàn)有庫存管理采用的解決方案之二是將傳統(tǒng)遺傳算法與智能仿真系統(tǒng)相結(jié)合，通 過將各種物料的庫存量、消耗量、流轉(zhuǎn)周期、占用場地大小、營銷方案等因素輸入計(jì)算模型， 運(yùn)用算法的進(jìn)化過程保留優(yōu)良個(gè)體，以獲得最優(yōu)化的配置。其中，所謂遺傳算法是指模擬達(dá) 爾文生物進(jìn)化論的自然選擇和遺傳學(xué)機(jī)理的生物進(jìn)化過程的計(jì)算模型，模仿物競天擇、優(yōu) 勝劣汰、適者生存的生物遺傳和進(jìn)化的規(guī)律，是一種通過模擬自然進(jìn)化過程搜索最優(yōu)解的 方法。
[0005] 上述兩種庫存管理的解決方案具有以下不足之處：
[0006] 通過庫存管理人員采用經(jīng)驗(yàn)配置的方法很難得到庫存最優(yōu)的配置，并且估算很復(fù) 雜，對(duì)庫存管理人員的技能要求較高，并且由于沒有中間結(jié)果及狀態(tài)，很難驗(yàn)證采用該方法 是否達(dá)到了最優(yōu)配置。
[0007] 通過將傳統(tǒng)遺傳算法與智能仿真系統(tǒng)相結(jié)合的方法，存在局部搜索能力差、過早 收斂和隨機(jī)漫游等現(xiàn)象，導(dǎo)致算法的收斂性能差，需要很長時(shí)間才能找到最優(yōu)解，這些缺點(diǎn) 在復(fù)雜多變的庫存問題時(shí)更加突出，容易陷入局部最優(yōu)，較難獲得最優(yōu)配置方案。特別是在 最優(yōu)解范圍空間狹小、局部峰值較多的情況下，通過傳統(tǒng)遺傳算法在樣本空間范圍內(nèi)隨機(jī) 選取變異個(gè)體的方式很難命中最優(yōu)配置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種庫存管理優(yōu)化方法、裝置和系統(tǒng)，能夠 在較短時(shí)間內(nèi)獲得庫存的最優(yōu)配置方案。
[0009] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0010] 本發(fā)明提供了一種庫存管理優(yōu)化方法，設(shè)置各庫存物料范圍，根據(jù)所述各庫存物 料范圍建立第一代種群；其中，所述第一代種群中的個(gè)體為各庫存物料的配置方案；設(shè)置 變異分箱維度，所述變異分箱維度為各庫存物料范圍內(nèi)平均劃分的區(qū)間數(shù)；設(shè)置庫存管理 優(yōu)化終止條件；
[0011] 所述方法還包括：
[0012] 根據(jù)所述第一代種群中的個(gè)體進(jìn)行交叉繁殖，并在每代交叉繁殖結(jié)束后，按預(yù)設(shè) 選取數(shù)量選取適應(yīng)度最高的個(gè)體參與下一代繁殖；
[0013] 確定所述繁殖趨于局部收斂時(shí)，根據(jù)設(shè)置的變異分箱維度在每個(gè)變異分箱維度內(nèi) 隨機(jī)選取個(gè)體作為變異個(gè)體，將所述變異個(gè)體與上一代個(gè)體交叉繁殖，并在所述繁殖滿足 庫存管理優(yōu)化終止條件時(shí)，優(yōu)化終止。
[0014] 上述方案中，所述建立所述改進(jìn)的遺傳算法的第一代種群，包括：
[0015] 基于染色體編碼，確定每種庫存物料對(duì)應(yīng)于所述配置方案中的固定編碼位置，建 立一個(gè)以上以各庫存物料的數(shù)量配置方案對(duì)應(yīng)于固定編碼位置的個(gè)體作為第一代種群。
[0016] 上述方案中，所述根據(jù)所述第一代種群中的個(gè)體進(jìn)行交叉繁殖，包括：
[0017] 將各個(gè)個(gè)體中相同編碼位置的庫存物料配置數(shù)量自由組合，獲得自由組合結(jié)果作 為每代交叉繁殖結(jié)果。
[0018] 上述方案中，所述繁殖確定趨于局部收斂，包括：
[0019] 連續(xù)&代交叉繁殖后特定參數(shù)變化范圍小于特定值，則確定為趨于局部收斂。
[0020] 上述方案中，所述根據(jù)設(shè)定的變異分箱維度在每個(gè)變異分箱維度內(nèi)隨機(jī)選擇個(gè)體 作為變異個(gè)體，包括：
[0021] 根據(jù)設(shè)定的變異分箱維度在每個(gè)變異分箱維度內(nèi)隨機(jī)選擇Bg個(gè)個(gè)體作為變異個(gè) 體；其中，B g為每代加入變異的個(gè)體的數(shù)量，Bg為種群規(guī)模數(shù)量Ps與動(dòng)態(tài)變異因子Bpb之積。
[0022] 上述方案中，所述將所述變異個(gè)體與上一代個(gè)體交叉繁殖過程中，所述方法還包 括：若分箱區(qū)域Q t出現(xiàn)配置更優(yōu)的個(gè)體，獲得的庫存成本更低，則從所述分箱區(qū)域Qt中獲取 滿足如下表達(dá)式的變異個(gè)體數(shù)量加入下一代交叉繁殖過程：
[0023] gs=Ps (GrGt) /2GX ；
[0024] 其中，gs為加入下一代繁殖過程的加入的變異個(gè)體數(shù)量，匕為上一子代最優(yōu)配置 方案的總成本，G t為當(dāng)前子代的最優(yōu)配置方案的總成本，Ps為種群規(guī)模數(shù)量。
[0025] 本發(fā)明還提供了一種庫存管理優(yōu)化裝置，所述裝置包括：設(shè)置模塊、種群建立模 塊、交叉繁殖模塊和確定模塊；其中，
[0026] 所述設(shè)置模塊，用于設(shè)置各庫存物料范圍；設(shè)置變異分箱維度，所述變異分箱維度 為各庫存物料范圍內(nèi)平均劃分的區(qū)間數(shù)；設(shè)置庫存管理優(yōu)化終止條件；
[0027] 所述種群建立模塊，用于根據(jù)所述各庫存物料范圍建立第一代種群；其中，所述第 一代種群中的個(gè)體為各庫存物料的配置方案；
[0028] 所述交叉繁殖模塊，用于根據(jù)所述第一代種群中的個(gè)體進(jìn)行交叉繁殖，并在每代 交叉繁殖結(jié)束后，按預(yù)設(shè)選取數(shù)量選取適應(yīng)度最高的個(gè)體參與下一代繁殖；還用于在所述 確定模塊確定所述繁殖趨于局部收斂時(shí)，根據(jù)所述設(shè)置模塊設(shè)置的變異分箱維度在每個(gè)變 異分箱維度內(nèi)隨機(jī)選取個(gè)體作為變異個(gè)體，將所述變異個(gè)體與上一代個(gè)體交叉繁殖；還用 于在所述確定模塊確定所述繁殖滿足庫存管理優(yōu)化終止條件時(shí)，優(yōu)化終止；
[0029] 所述確定模塊，用于確定所述繁殖是否趨于局部收斂；還用于確定所述繁殖是否 滿足庫存管理優(yōu)化終止條件。
[0030] 上述方案中，所述種群建立模塊，具體用于基于染色體編碼，確定每種庫存物料對(duì) 應(yīng)于所述配置方案中的固定編碼位置，建立一個(gè)以上以各庫存物料的數(shù)量配置方案對(duì)應(yīng)于 固定編碼位置的個(gè)體作為第一代種群。
[0031] 上述方案中，所述交叉繁殖模塊，具體用于將各個(gè)個(gè)體中相同編碼位置的庫存物 料配置數(shù)量自由組合，獲得自由組合結(jié)果作為每代交叉繁殖結(jié)果。
[0032] 上述方案中，所述交叉繁殖模塊，具體還用于根據(jù)設(shè)定的變異分箱維度在每個(gè)變 異分箱維度內(nèi)隨機(jī)選擇B g個(gè)個(gè)體作為變異個(gè)體；其中，Bg為每代加入變異的個(gè)體的數(shù)量，Bg 為種群規(guī)模數(shù)量Ps與動(dòng)態(tài)變異因子Bpb之積。
[0033] 上述方案中，所述交叉繁殖模塊，具體還用于若出現(xiàn)配置更優(yōu)的個(gè)體，獲得的庫存 成本更低，則在下一代交叉繁殖過程中加入滿足如下表達(dá)式的變異個(gè)體數(shù)量：
[0034] gs=Ps (GrGt) /2GX；
[0035] 其中，gs為加入下一代繁殖過程的加入的變異個(gè)體數(shù)量，匕為上一子代最優(yōu)配置 方案的總成本，G t為當(dāng)前子代的最優(yōu)配置方案的總成本，Ps為種群規(guī)模數(shù)量。
[0036] 本發(fā)明還提供了一種庫存管理優(yōu)化系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：庫存管理優(yōu)化裝置、庫存 管理仿真模塊和界面顯示模塊；其中，
[0037] 所述庫存管理優(yōu)化裝置包括本發(fā)明所述的庫存管理優(yōu)化裝置；
[0038] 所述庫存管理仿真模塊，用于輸入各庫存物料范圍；輸入變異分箱維度；
[0039] 所述界面顯示模塊，用于顯示所述庫存管理優(yōu)化裝置的優(yōu)化結(jié)果，顯示最優(yōu)的庫 存物料配置方案。
[0040] 上述方案中，所述系統(tǒng)還包括：數(shù)據(jù)接口模塊和數(shù)據(jù)庫模塊；其中，
[0041] 所述數(shù)據(jù)接口模塊，用于所述庫存管理仿真模塊向所述庫存管理優(yōu)化裝置輸入數(shù) 據(jù)；
[0042] 所述數(shù)據(jù)庫模塊，用于存儲(chǔ)所述庫存管理優(yōu)化裝置的中間數(shù)據(jù)及優(yōu)化結(jié)果。
[0043] 上述方案中，所述系統(tǒng)還包括：優(yōu)化條件設(shè)置模塊和優(yōu)化狀態(tài)控制模塊；其中，
[0044] 所述優(yōu)化條件設(shè)置模塊，用于設(shè)置庫存管理優(yōu)化終止條件；
[0045] 所述優(yōu)化狀態(tài)控制模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)，控制所述庫存管理優(yōu)化裝置的 啟動(dòng)、運(yùn)行、終止。
[0046] 本發(fā)明提供的庫存管理優(yōu)化方法、裝置和系統(tǒng)，設(shè)置各庫存物料范圍，根據(jù)所述各 庫存物料范圍建立第一代種群；其中，所述第一代種群中的個(gè)體為各庫存物料的配置方案； 設(shè)置變異分箱維度，所述變異分箱維度為各庫存物料范圍內(nèi)平均劃分的區(qū)間數(shù)；設(shè)置庫存 管理優(yōu)化終止條件；根據(jù)所述第一代種群中的個(gè)體進(jìn)行交叉繁殖，并在每代交叉繁殖結(jié)束 后，按預(yù)設(shè)選取數(shù)量選取適應(yīng)度最高的個(gè)體參與下一代繁殖；確定所述繁殖趨于局部收斂 時(shí)，根據(jù)設(shè)置的變異分箱維度在每個(gè)變異分箱維度內(nèi)隨機(jī)選取個(gè)體作為變異個(gè)體，將所述 變異個(gè)體與上一代個(gè)體交叉繁殖，并在所述繁殖滿足庫存管理優(yōu)化終止條件時(shí)，優(yōu)化終止。 采用本發(fā)明的技術(shù)方案，將改進(jìn)的遺傳算法與庫存仿真相結(jié)合，將數(shù)據(jù)分箱與遺傳算法的 變異值的選取相結(jié)合，有效的保障了種群的全面性和多樣性，避免算法收斂于局部最優(yōu)，可 在較短的時(shí)間內(nèi)獲得庫存物料的最優(yōu)配置方案。
【附圖說明】
[0047] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例庫存管理優(yōu)化方法的流程示意圖；
[0048] 圖2為本發(fā)明實(shí)施