基于案例推理的快速交貨期評估系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

王曉靜

[提要] 快速交貨期評估是訂單磋商階段的重要環(huán)節(jié)。本文在當(dāng)前交貨期評估方法基礎(chǔ)上，將CBR方法引入到快速交貨期評估中，構(gòu)建基于案例推理的快速交貨期評估系統(tǒng)模型，并對系統(tǒng)的主要技術(shù)和系統(tǒng)實現(xiàn)的開發(fā)環(huán)境進行簡要介紹。

關(guān)鍵詞：案例推理；動態(tài)排序；快速交貨期

中圖分類號：F27 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

收錄日期：2014年9月25日

一、引言

隨著產(chǎn)品生命周期的縮短和客戶個性化需求的不斷增長，傳統(tǒng)的大規(guī)模生產(chǎn)模式已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代競爭的需要，新的“大規(guī)模定制”生產(chǎn)方式就在這種環(huán)境下應(yīng)運而生，這使得制造理念從“制造銷售”模式轉(zhuǎn)化為“理解反應(yīng)”模式。“理解反應(yīng)”模式的關(guān)鍵在于對客戶需求快速、準(zhǔn)確的響應(yīng)能力，而對交貨期的快速、準(zhǔn)確評估是實現(xiàn)這種響應(yīng)的重要環(huán)節(jié)。

大規(guī)模定制生產(chǎn)模式要求快速交貨期的評估要以產(chǎn)品配置、制造網(wǎng)絡(luò)以及工序加工時間的準(zhǔn)確確定為基礎(chǔ)。然而，目前交貨期一般是憑借銷售人員的經(jīng)驗確定。由于銷售人員的記憶和經(jīng)驗不夠?qū)I(yè)，其信息與企業(yè)實時狀態(tài)不同步，經(jīng)常造成難以準(zhǔn)確評估交貨期，從而給企業(yè)帶來經(jīng)濟和信譽損失。

鑒于此，本人運用CBR方法構(gòu)建了快速交貨期評估系統(tǒng)模型，以期通過這種評估方法，輔助企業(yè)對訂單做出快速準(zhǔn)確的處理，提高對客戶響應(yīng)的及時性、科學(xué)性和準(zhǔn)確性，為企業(yè)提供理論支持和實踐參考。

二、系統(tǒng)需求分析

大規(guī)模定制生產(chǎn)模式是將定制產(chǎn)品通過產(chǎn)品結(jié)構(gòu)重組和過程重組全部或部分地轉(zhuǎn)化為大批量生產(chǎn)問題，從而最大限度地滿足客戶個性化需求。與大規(guī)模生產(chǎn)的產(chǎn)品相比，大規(guī)模定制的產(chǎn)品存在以下特點：第一，零部件標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化；第二，產(chǎn)品模塊化；第三，面向產(chǎn)品族的定制。

基于這些特點，為了快速、準(zhǔn)確、有效地評估產(chǎn)品交貨期，該評估系統(tǒng)應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能：（一）根據(jù)客戶需求，能夠?qū)Ξa(chǎn)品進行快速有效配置；（二）能夠快速準(zhǔn)確查詢產(chǎn)品相似零部件的制造網(wǎng)絡(luò)和工序加工時間；（三）能夠給出生產(chǎn)無約束的產(chǎn)品交貨期；（四）能夠給出當(dāng)前生產(chǎn)狀態(tài)下的產(chǎn)品交貨期。

三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與主要技術(shù)

（一）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。（圖1）根據(jù)需求，確定本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，具體操作流程如下：第一步：將客戶的功能需求轉(zhuǎn)化為特定技術(shù)需求；第二步：根據(jù)技術(shù)需求描述，進行產(chǎn)品配置，輸出滿足客戶需求的產(chǎn)品BOM清單；第三步：根據(jù)相關(guān)索引，進行案例檢索，提取相似制造網(wǎng)絡(luò)和工序加工時間，給出生產(chǎn)無約束的產(chǎn)品交貨期；第四步：結(jié)合當(dāng)前生產(chǎn)實際狀態(tài)，將第三步得到的結(jié)果按一定排序策略與當(dāng)前生產(chǎn)任務(wù)進行排序，得出當(dāng)前生產(chǎn)狀態(tài)下的產(chǎn)品交貨期；第五步：依據(jù)第四步結(jié)果與客戶進行協(xié)商。

（二）主要技術(shù)

1、基于產(chǎn)品族模型的產(chǎn)品配置。大規(guī)模定制生產(chǎn)模式下，產(chǎn)品配置是指在一個或若干個能夠覆蓋產(chǎn)品類中既定型號和規(guī)格變化的動態(tài)產(chǎn)品族模型的支持下，根據(jù)客戶定制產(chǎn)品的要求，通過對產(chǎn)品模型功能、性能、結(jié)構(gòu)以及零部件進行選配，以及對局部零部件功能和結(jié)構(gòu)、尺寸的相應(yīng)變化配置出滿足客戶需求的定制產(chǎn)品的過程。實現(xiàn)這一配置的關(guān)鍵是建立產(chǎn)品族模型，這一模型覆蓋客戶的通用需求和針對特定客戶的特定需求，在功能層應(yīng)該最大可能地反映客戶需求，而在結(jié)構(gòu)層則應(yīng)以較少的模塊變化來適應(yīng)功能的多樣性。通過模塊的選擇和組合構(gòu)成不同的產(chǎn)品，以滿足客戶不同需求，即產(chǎn)品族模型要滿足大規(guī)模定制“增加外部多樣性及減少內(nèi)部多樣性”的要求。產(chǎn)品配置是基于CBR快速交貨期評估的前提，只有將客戶的特定需求轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的具體配置，才能根據(jù)配置進行交貨期評估。

2、案例推理（CBR）。案例推理是以相似的問題有相似的解為前提，利用相似類比解決問題的方法，主要包括案例的檢索、調(diào)整、采用與存儲，推理的過程模型，如圖2所示。（圖2）案例推理系統(tǒng)中的難點是案例的初始化和案例的組織。本系統(tǒng)采用產(chǎn)品模塊化來初始化案例，運用分散組織，按功能分類的策略來組織案例庫，這種方法極大地提高了案例的檢索速度。案例推理的目的是從案例庫中找出與目標(biāo)案例最相似的案例，這就涉及到案例間的相似性度量，本系統(tǒng)采用最鄰近相似度量方法對案例的單個屬性進行相似性計算，再結(jié)合屬性的權(quán)重計算整體相似度（其中權(quán)重可以由專家討論、兩兩對比法或?qū)哟畏治龇ǖ确椒▉泶_定）。對相似度量值從大到小進行排序，從中選出相似度最大的案例作為參考案例，然后再從案例中抽取相應(yīng)所需資料，為后續(xù)研究提供支持。

3、有約束交貨期評估算法。案例推理系統(tǒng)得到的交貨期是靜態(tài)的，沒有考慮當(dāng)前的生產(chǎn)狀況，與實際具有一定偏差。為了減小或消除這種偏差，本系統(tǒng)采用隨機動態(tài)排序算法對訂單和當(dāng)前生產(chǎn)任務(wù)重新進行實時動態(tài)排序，從而確定產(chǎn)品的制造網(wǎng)絡(luò)和工序加工時間，任務(wù)Ji的交貨期：

■■=r■+T■+T■■+△■■ ①

其中： T■=■t■；T■■=■t■■；△■■=■（△■■+△■■）

公式①中，■■為任務(wù)Ji的預(yù)定交貨期；r■為任務(wù)Ji的到達(dá)時間；T■為任務(wù)Ji的加工時間；T■■為任務(wù)Ji的排隊時間（取決于預(yù)排序）；t■■為操作Qi，j的排隊時間；△■■為任務(wù)Ji由隨機干擾引起的交貨期增量；△■■為由隨機干擾引起的操作時間增量；△■■為由隨機干擾引起的排隊時間增量。

隨后，依據(jù)此交貨期，采用交貨期協(xié)商器與客戶進行協(xié)商，確定產(chǎn)品最終交貨期。

四、系統(tǒng)界面

本系統(tǒng)操作過程是一個人機交互的過程，因而系統(tǒng)在實現(xiàn)過程中特別重視界面的友好性，采用流行的界面設(shè)計技術(shù)，給用戶提供良好的人機對話環(huán)境。開發(fā)的系統(tǒng)是在Windows系統(tǒng)下的Microsoft SQL Server 2008應(yīng)用系統(tǒng)，使用delphi語言完成各項開發(fā)任務(wù)。

五、小結(jié)

基于案例推理的快速交貨期評估系統(tǒng)的開發(fā)與實現(xiàn)，為企業(yè)在交貨期評估方面提供了科學(xué)而實用的工具。本系統(tǒng)將企業(yè)數(shù)據(jù)庫與應(yīng)用程序有機地結(jié)合在一起，實現(xiàn)了各個部門資源信息的共享。通過人機交互，可以實時獲得準(zhǔn)確可靠的產(chǎn)品數(shù)據(jù)資料，從而對訂單做出快速準(zhǔn)確的處理，提高對客戶響應(yīng)的及時性、科學(xué)性和準(zhǔn)確性，最終達(dá)到企業(yè)與客戶的雙贏。

主要參考文獻(xiàn)：

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