基于頻繁子樹挖掘的供應鏈優(yōu)化方法

摘要：對絕大多數(shù)廠商來說，其成敗的關(guān)鍵在于其產(chǎn)品是否能通過自身的營銷渠道和供應鏈系統(tǒng)得到有效和快速的銷售。因此，營銷渠道的供應鏈管理對市場競爭來說至關(guān)重要。由于企業(yè)的供應鏈系統(tǒng)可以近似地用樹結(jié)構(gòu)來表示，本文提出了一種新的基于頻繁子樹挖掘的供應鏈管理優(yōu)化策略，并以鄂爾多斯集團的真實銷售與物流數(shù)據(jù)為例，說明了本文提出的方法。

關(guān)鍵詞：供應鏈管理；頻繁子樹；TreeMi ner算法

中圖分類號：C94 文獻標識碼:A 文章編號:1005-6432(2008)36-0092-03

Optimized of Supply Chain Management Based on Frequent Subtree Mining

Gao Peng1，2 Bao Xinzhong1 Wang Daoping1

(1.School of Economics and Management， University of Science and Technology Beijing; 2.Inner MongoliaErdos Group Co. Ltd)

Abstract: For most manufacturers， success or failure is determined by how effectively and efficiently their productsare sold through their marketing channel members and their supply chain， so the management of supply chain plays animportant role in market competition. Recently， with the increase of amount of sales data， how to enhance the supply chainquantitatively is significant. As the supply chain can be viewed as a tree， in this paper， an optimized method supply chainmanagement based on frequent subtree mining is proposed. The proposed method is illustrated under the real-world salesdata in ERDOS group.

Key Words: supply chain management; frequent subtree; the treeminer algorithm

一、引言

供應鏈的概念是20世紀80年代初提出的，但其真正發(fā)展卻是在90年代后期。供應鏈譯自于英文的“S u p p l yC h a i n”，供應鏈管理則譯自英文的“S u p p l y C h a i nManagement(SCM)”。隨著時代的發(fā)展，企業(yè)之間的競爭也正日趨演變?yōu)楣溑c供應鏈之間的角逐。如何根據(jù)企業(yè)自身運營特點和自身條件有效整合物流與供應鏈管理，已經(jīng)是中國企業(yè)面臨的戰(zhàn)略課題。供應鏈管理是把整條供應鏈上的活動作為一個連續(xù)的、無縫的過程來加以規(guī)劃和優(yōu)化，要求企業(yè)根據(jù)變革的需要進行必要的業(yè)務重組和流程再造，依照“用戶需求”和“流程管理”的思想對企業(yè)進行優(yōu)化重組，據(jù)此提升整條供應鏈乃至整個企業(yè)的競爭力。企業(yè)的供應鏈系統(tǒng)可以視為一個網(wǎng)絡系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，存在一系列為了擁有共同的“產(chǎn)品”而相互聯(lián)系和相互影響的子系統(tǒng)（即廠商、批發(fā)商、零售商、消費者 等）。

近年來，由于絕大多數(shù)商品使用了條形碼技術(shù)，形成了各種類型的海量數(shù)據(jù)庫。這些數(shù)據(jù)不僅反映了企業(yè)當時的運營情況，同時這些海量原始數(shù)據(jù)的真正價值體現(xiàn)在人們能夠從中發(fā)現(xiàn)和理解控制相應數(shù)據(jù)源的內(nèi)在規(guī)律。如何更有效地利用這些企業(yè)運營的歷史數(shù)據(jù)，更有效地發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中蘊涵的規(guī)律（知識），揭示事物發(fā)展變化的內(nèi)部規(guī)律，發(fā)現(xiàn)不同的事物之間的相互作用關(guān)系，對于人們正確認識事物和科學決策提供依據(jù)等具有重要的意義。知識發(fā)現(xiàn)(Knowledge Discovery in Database，KDD)與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)(Dat a Mi n i n g，DM)為這一問題的解決提供了一條切實可行的思路和途徑。營銷渠道的管理現(xiàn)有的大部分研究工作都采用定性的方式。近來，隨著增加的數(shù)額銷售數(shù)據(jù)，如何借助數(shù)據(jù)挖掘手段對企業(yè)供應鏈進行分析研究具有重要意義。由于企業(yè)的供應鏈可以近似地用樹結(jié)構(gòu)來表示，本文提出了一種新的基于頻繁子樹挖掘的供應鏈管理優(yōu)化策略，并以鄂爾多斯集團的真實銷售與物流數(shù)據(jù)為例，說明了本文提出的方法。

二、頻繁子樹挖掘

在過去的10年中，基于事務數(shù)據(jù)和序列數(shù)據(jù)的頻繁模式挖掘已被廣泛研究。而最近的新興應用，比如生物信息學、數(shù)字圖書館、電子商務等提出了在復雜的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)中挖掘頻繁模式的要求。挖掘頻繁的子結(jié)構(gòu)（樹和圖）成了又一個重要的研究課題并被應用于更為復雜的領(lǐng)域，比如生物信息學、網(wǎng)絡日志和X M L。同時，頻繁子樹挖掘本身也充滿了挑戰(zhàn)性。

一個樹是由二元組T=(V，E)構(gòu)成，其中V={0，1，…，n}為結(jié)點的集合，E={(x，y)|x，y∈V}為邊的集合。對于所有的x∈V，都存在唯一一條從根結(jié)點r到x的路徑。對x，y∈V，若存在一條從根結(jié)點r到y(tǒng)的路徑，且x，在y的前面，那么x是y的祖先，y是x的子孫。如果x是y最接近的祖先，則x稱為y的父節(jié)點，y叫做x的子節(jié)點。

給定有序標號樹的數(shù)據(jù)庫T D B以及子樹T，T的支持度定義為s u p(T)=|p(T)/N|，其中p(T)是T D B中包含T的樹的棵數(shù)，N是TDB中樹的棵數(shù)。所以， T是頻繁子樹當且僅當sup(T)≥min_sup。這里min_sup是用戶指定的支持度閾值。

若樹T’=（V’，E’）是樹T=（V，E）的子樹（嵌入式子樹或?qū)С鍪阶訕洌瑒t稱樹T包含T’。

頻繁子樹挖掘就是，給定有序標號樹的數(shù)據(jù)庫TDB和最小支持度min_sup，找到所有的頻繁子樹。

三、頻繁子樹挖掘在供應鏈管理中的應用

鄂爾多斯羊絨集團是一家著名的羊絨產(chǎn)品加工公司。至目前為止，該公司在國內(nèi)有32個銷售公司，19個業(yè)務代表處，31個調(diào)度和商品配送中心和大約1000多個銷售終端。因此，鄂爾多斯羊絨集團已建立我國服裝行業(yè)最大的營銷/供應鏈配送網(wǎng)絡。近年來，隨著營銷渠道網(wǎng)絡的信息化水平的提高，系統(tǒng)收集了大量的銷售數(shù)據(jù)。如何充分利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)，以提高現(xiàn)有供應鏈的效率是非常重要的。我們采用頻繁子樹挖掘來發(fā)現(xiàn)一些有益的樹模式。

1.供應鏈系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫表示

一般來說，鄂爾多斯羊絨集團的整個營銷及供應鏈體系可以被看成五個層次的樹（見圖1）。在圖1中，節(jié)點A;B1，…，Bm;C1，…，Cn; D1，…，Di;E1，…，Ej;表示不同層次的銷售成員。節(jié)點在不同層次可能代表不同的渠道成員，如代理商、批發(fā)商、分銷商和零售商。

圖1 鄂爾多斯供應鏈系統(tǒng)樹狀結(jié)構(gòu)圖

我們收集到每個節(jié)點從20 02年到20 06年的銷售數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)以月為單位。該數(shù)據(jù)庫包含12×5=60的交易，每一條項目對應圖1中的一個節(jié)點。值得注意的是，我們并不需要每筆交易，而只考察那些完成了基本銷售額的銷售成員。舉例來說，銷售計劃規(guī)定2006年10月零售商的最低銷售額是50000，如果零售商Ej沒有完成基本銷售額要求，則Ej不會被包含在2006年10月的交易數(shù)據(jù)庫里。

2.挖掘頻繁子樹

如上節(jié)所述，我們建立了包含6 0條樹事務的鄂爾多斯羊絨集團營銷渠道數(shù)據(jù)庫，每個樹事務最多擁有( )個結(jié)點。給定最小支持度閾值m i n_s u p，挖掘出所有的頻繁標記嵌入子樹，需要注意的是，我們之所以挖掘嵌入式子樹，而不是挖掘?qū)С鍪阶訕洌且驗榍度胱訕涫且粋€泛化的導出子樹，嵌入子樹不僅包含父子關(guān)系的分枝，而且包含祖孫關(guān)系的分枝。因此，嵌入子樹能夠在一個龐大的樹提取傳統(tǒng)定義遺漏的“隱性”（或嵌入）的模式。

本文所使用的頻繁子樹挖掘方法是Z a k i等提出的TreeMiner。TreeMiner算法是一種挖掘頻繁嵌入子樹的算法，該算法利用深度優(yōu)先/廣度優(yōu)先結(jié)合的方法從有序標號樹數(shù)據(jù)庫中挖掘所有的頻繁嵌入子樹。除了向下封閉性質(zhì)(所有頻繁子樹的子樹仍然是頻繁的)外，Tr e eM i n e r算法還利用了一個有序標號樹字符串編碼的一個有用的性質(zhì):去掉有序標號樹P的字符串編碼最后兩個節(jié)點的任何一個就能得到一個p的嵌入子樹的字符串編碼。此外，在支持度計數(shù)方面，Tr e eMi ner使用了一種稱做范圍列表(Scopelist)的樹的表達方法。

3.頻繁子樹的應用

通過對所構(gòu)建的營銷/供應鏈數(shù)據(jù)庫的挖掘，得到的頻繁子樹可以分為兩類。

(1)頻繁導出式子樹可以代表組織良好的供應鏈配送渠道，見圖2(a)，具有這種要素的子樹模式應該保留或者推廣。

(2)挖掘得到的嵌入式子樹可以找到潛在的、可替代現(xiàn)有的配送模式。例如，圖2（b）顯示了一個頻繁嵌入式子樹。我們可以看到Dm和Dn的父母，以及Bi子女并不包含在頻繁模式里，對于這種情況，可以做出如下調(diào)整：①降低Bi的層次；②提高Dm和Dn的層次；③直接刪除Dm、Dn和Bi之間的層次，使它們直接連接起來。

(a)導出子樹 (b)嵌入子樹

圖2 頻繁子樹的類型舉例

通過對營銷/供應鏈數(shù)據(jù)庫的挖掘，對不同的頻繁子樹模式進行區(qū)分，可以判斷營銷/供應鏈的狀況，并根據(jù)渠道狀況進行渠道調(diào)整。對于符合導出式子樹特征的子樹予以保留和推廣，對于符合嵌入子樹特征的模式的營銷渠道進行調(diào)整和改善。

四、結(jié)論

營銷/供應鏈管理對于大部分企業(yè)來說至關(guān)重要，近年來，隨著銷售數(shù)據(jù)的快速積累，如何提高渠道/供應鏈效率成為擺在我們面前的一個重要問題。企業(yè)的營銷/供應鏈系統(tǒng)可以看成一個類似樹的結(jié)構(gòu)，本文將頻繁子樹挖掘方法應用于營銷渠道研究，采用鄂爾多斯羊絨集團公司真實的銷售數(shù)據(jù)建立了銷售/供應鏈數(shù)據(jù)庫，運用Tr e eM i n e r算法，發(fā)現(xiàn)了渠道中兩類不同形式的頻繁子樹，并根據(jù)不同情況，提出了管理對策。

作者單位：

高 鵬 北京科技大學經(jīng)濟管理學院內(nèi)蒙古鄂爾多斯集團公司

鮑新中 北京科技大學經(jīng)濟管理學院

王道平 北京科技大學經(jīng)濟管理學院

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