物流系統(tǒng)控制機制的與設(shè)計教材

物流系統(tǒng)控制機制的分析與設(shè)計王夢楠本章提要系統(tǒng)控制概述1物流系統(tǒng)控制的概念、內(nèi)容與分類2不同環(huán)境下的物流系統(tǒng)控制機制分析與設(shè)計31系統(tǒng)控制理論1.1系統(tǒng)控制的目的

系統(tǒng)控制的目的是為了在系統(tǒng)內(nèi)外部環(huán)境發(fā)生變化的情況下，保證系統(tǒng)目標的實現(xiàn)，也就是通過系統(tǒng)控制來糾正系統(tǒng)實際產(chǎn)出與系統(tǒng)目標之間的偏差。1系統(tǒng)控制理論1.2系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)過程系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)過程由目標、信息的傳遞和反饋、控制作用等要素組成。信息的傳遞和反饋是系統(tǒng)控制的基礎(chǔ)；目標是系統(tǒng)控制要參照的對象；控制作用是控制主體與控制客體之間的一種相互作用，即控制主體給客體世家的一系列調(diào)整過程。1系統(tǒng)控制理論1.3系統(tǒng)控制的分類（1）開環(huán)系統(tǒng)系統(tǒng)的輸入決定系統(tǒng)的輸出，而系統(tǒng)的輸出對系統(tǒng)的輸入不存在反饋控制作用。系統(tǒng)過去的活動不能調(diào)節(jié)將來的活動，系統(tǒng)不檢測其本身的活動，也不對本身的活動產(chǎn)生反應(yīng)。1系統(tǒng)控制理論1.3系統(tǒng)控制的分類（2）反饋系統(tǒng)/閉環(huán)系統(tǒng)有一個閉合的回路結(jié)構(gòu)這個回路結(jié)構(gòu)使系統(tǒng)過去的活動結(jié)果返回調(diào)節(jié)系統(tǒng)將來的活動，即系統(tǒng)的輸出對系統(tǒng)的輸入有影響。本章提要系統(tǒng)控制概述1物流系統(tǒng)控制的概念、內(nèi)容與分類2不同環(huán)境下的物流系統(tǒng)控制機制分析與設(shè)計31物流系統(tǒng)控制的概念與目的（1）概念

物流系統(tǒng)控制就是系統(tǒng)控制理論在物流系統(tǒng)中的具體應(yīng)用，利用系統(tǒng)控制方法調(diào)節(jié)物流系統(tǒng)目標與實施過程的差異。（2）目的

調(diào)整系統(tǒng)實際運營結(jié)果與物流系統(tǒng)目標之間的差距。2物流系統(tǒng)控制的內(nèi)容

成本控制物流系統(tǒng)整個運營過程要盡可能降低成本成本目標是根本目標，是其他一切目標的基礎(chǔ)成本控制貫穿整個物流系統(tǒng)，涉及采購、生產(chǎn)、庫存、配送等流程質(zhì)量控制質(zhì)量控制是提升物流服務(wù)的關(guān)鍵核心控制環(huán)節(jié)：物流系統(tǒng)的生產(chǎn)過程。輔助控制環(huán)節(jié)：原料供應(yīng)環(huán)節(jié)、存儲環(huán)節(jié)、運輸環(huán)節(jié)、配送環(huán)節(jié)。流程控制流程控制的對象：物流系統(tǒng)中的作業(yè)程序目標：縮小流程中時間與空間的跨度，降低成本，提升服務(wù)。流程控制伴隨成本控制與質(zhì)量控制。3物流系統(tǒng)控制的分類

3.1事前控制

事前控制也叫超前控制或者前饋控制，主要通過對物流系統(tǒng)各投入要素進行嚴格的監(jiān)視，確保他們符合特定的標準，如此經(jīng)過物流系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)，使得最終的物流系統(tǒng)產(chǎn)出盡可能的與物流系統(tǒng)目標相符合。3物流系系統(tǒng)控控制的的分類類3.1事前控控制事前控控制的的參考考標準準尺度度很難難把握握，需需事先先制定定詳細細的標標準參參照體體系，，而該該體系系來源源于物物流系系統(tǒng)本本身的的不斷斷調(diào)整整。事前控控制方方法可可使決決策者者提前前采取取措施施糾正正偏差差，大大大降降低物物流系系統(tǒng)運運營成成本，，提高高服務(wù)務(wù)水平平。事前控制輸入物流系統(tǒng)運行過程輸出3物流系系統(tǒng)控控制的的分類類3.2事中控控制事中控控制也也叫實實時控控制，，指的的是在在物流流系統(tǒng)統(tǒng)運營營過程程中臨臨時采采用的的一種種控制制方法法，通通常是是參照照現(xiàn)有有的理理論或或者比比較實實用的的經(jīng)驗驗而采采取的的矯正正行為為，如如物流流批量量控制制、盈盈虧平平衡控控制、、專家家控制制等。。3物流系系統(tǒng)控控制的的分類類3.2事中控控制事中控制輸入物流系統(tǒng)運行過程輸出3物流系系統(tǒng)控控制的的分類類3.3事后控控制事后也也叫反反饋控控制，，它主主要通通過檢檢測物物流系系統(tǒng)實實際運運營結(jié)結(jié)果，，比較較該結(jié)結(jié)果與與物流流系統(tǒng)統(tǒng)目標標之間間是否否存在在偏差差。如如存在在一定定程度度上的的偏差差，則則采取取相應(yīng)應(yīng)措施施來糾糾正物物流系系統(tǒng)的的相關(guān)關(guān)運營營流程程，從從而調(diào)調(diào)整物物流系系統(tǒng)運運營結(jié)結(jié)果與與物流流系統(tǒng)統(tǒng)目標標之間間的偏偏差。。3物流系系統(tǒng)控控制的的分類類3.3事后控控制事后控制輸入物流系統(tǒng)運行過程輸出3物流系系統(tǒng)控控制的的分類類3.3事后控控制（1）事后后控制制指標標目標：：即物物流系系統(tǒng)的的目標標，物物流系系統(tǒng)的的一系系列活活動最最終都都是為為了使使物流流系統(tǒng)統(tǒng)所處處狀態(tài)態(tài)盡可可能的的趨向向物流流系統(tǒng)統(tǒng)目標標值。。觀測值值：為為了對對物流流系統(tǒng)統(tǒng)進行行控制制，就就要不不斷的的監(jiān)測測物流流系統(tǒng)統(tǒng)所處處的狀狀態(tài)，，同時時獲得得相關(guān)關(guān)的實實時數(shù)數(shù)據(jù)，，這些些實時時數(shù)據(jù)據(jù)就是是觀測測值。。3物流系系統(tǒng)控控制的的分類類3.3事后控控制（1）事后后控制制指標標預(yù)測值值：受受控物物流系系統(tǒng)實實際運運營結(jié)結(jié)果與與目標標值發(fā)發(fā)生偏偏差之之前，，能夠夠通過過相關(guān)關(guān)預(yù)測測裝置置或方方法得得到的的受控控物流流系統(tǒng)統(tǒng)的運運行狀狀態(tài)與與運行行數(shù)據(jù)據(jù)。偏差：：實際際值與與目標標值之之間的的差額額。事事后控控制就就是通通過偏偏差大大小發(fā)發(fā)出相相關(guān)控控制指指令，，從而而改變變受控控系統(tǒng)統(tǒng)的運運行狀狀態(tài)，，使之之趨近近于目目標值值。3物流系系統(tǒng)控控制的的分類類3.3事后控控制（1）事后后控制制指標標控制指指令：：物流流系統(tǒng)統(tǒng)控制制人員員根據(jù)據(jù)受控控物流流系統(tǒng)統(tǒng)實際際值與與目標標值之之間偏偏差大大小而而發(fā)出出的調(diào)調(diào)整受受控物物流系系統(tǒng)運運行狀狀態(tài)的的相關(guān)關(guān)信息息。3物流系系統(tǒng)控控制的的分類類3.3事后控控制（2）事后后控制制模型型本章提提要系統(tǒng)控制概述1物流系統(tǒng)控制的概念、內(nèi)容與分類2不同環(huán)境下的物流系統(tǒng)控制機制分析與設(shè)計31物流系系統(tǒng)設(shè)設(shè)計中中的常常見控控制機機制1.1遞階控控制遞階控控制是是一種種主從從式的的系統(tǒng)統(tǒng)控制制方式式。遞階控制機制系統(tǒng)控制核心控制指指令反饋信信息1物流系系統(tǒng)設(shè)設(shè)計中中的常常見控控制機機制1.1遞階控控制遞階控控制的的基本本特點點：每個子子節(jié)點點有且且僅有有一個個父節(jié)節(jié)點，，從而而保證證系統(tǒng)統(tǒng)控制制指令令的嚴嚴格執(zhí)執(zhí)行；；集中化化、主主從式式的控控制機機制；；系統(tǒng)適適應(yīng)性性低，，對系系統(tǒng)進進化或或演變變提供供較少少支持持；動態(tài)多多變或或環(huán)境境擾動動強烈烈的系系統(tǒng)體體系結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計不不宜采采用該該控制制機制制。1物流系系統(tǒng)設(shè)設(shè)計中中的常常見控控制機機制1.2分形控控制（（異構(gòu)構(gòu)結(jié)構(gòu)構(gòu)控制制）分形控控制是是一種種分布布式的的系統(tǒng)統(tǒng)控制制方式式。分分形控控制系系統(tǒng)由由被稱稱為Agent的獨立立個體體構(gòu)成成，并并采取取扁平平化的的系統(tǒng)統(tǒng)體系系結(jié)構(gòu)構(gòu)。每個Agent都是高高度自自治的的實體體，很很少與與外界界發(fā)生生信息息交流流。每個Agent獨立完完成個個體優(yōu)優(yōu)化目目標.分形控控制系系統(tǒng)Agent之間是是平等等協(xié)商商或談?wù)勁嘘P(guān)關(guān)系。。1物流系系統(tǒng)設(shè)設(shè)計中中的常常見控控制機機制1.2分形控控制（（異構(gòu)構(gòu)結(jié)構(gòu)構(gòu)控制制）分形控制機制平等協(xié)協(xié)商與與談判判獨立自自治1物流系系統(tǒng)設(shè)設(shè)計中中的常常見控控制機機制1.2分形控控制（（異構(gòu)構(gòu)結(jié)構(gòu)構(gòu)控制制）分形控控制的的基本本特點點：協(xié)商而而非管管理與與監(jiān)督督的控控制關(guān)關(guān)系；；分布式式、分分散化化的控控制機機制，，系統(tǒng)統(tǒng)容錯錯性和和可維維護性性高；；突出個個體而而較少少考慮慮全局局，信信息傳傳遞和和系統(tǒng)統(tǒng)控制制局域域化，，不能能實現(xiàn)現(xiàn)全局局最優(yōu)優(yōu)；使用于同質(zhì)質(zhì)系統(tǒng)之間間的控制機機制，不適適用于大系系統(tǒng)的控制制。1物流系統(tǒng)設(shè)設(shè)計中的常常見控制機機制1.3混合控制混合控制是是在分形控控制與遞階階控制兩種種方式之間間的折中，，最常見的的混合控制制機制有：：適度遞階階控制（Semi-HierarchicalControl）和整子控控制（HolonicControl）。1物流系統(tǒng)設(shè)設(shè)計中的常常見控制機機制1.3混合控制（1）適度遞階階控制保留了遞階階控制結(jié)構(gòu)構(gòu)中上下級級之間主從從式的控制制關(guān)系以利利于全局化化的實現(xiàn)；；改變了遞階階控制結(jié)構(gòu)構(gòu)同級實體體之間信息息不能交流流、單點失失敗等缺點點；進一步強調(diào)調(diào)了下級自自主性和自自適應(yīng)性。。1物流系統(tǒng)設(shè)設(shè)計中的常常見控制機機制1.3混合控制（1）適度遞階階控制協(xié)調(diào)協(xié)調(diào)功能計劃適度遞階控控制機制功能計劃協(xié)調(diào)功能計劃協(xié)調(diào)功能計劃N-1層N層1物流系統(tǒng)設(shè)設(shè)計中的常常見控制機機制1.3混合控制（2）整子控制制（holonicControl）1物流系統(tǒng)設(shè)設(shè)計中的常常見控制機機制1.3混合控制（2）整子控制制（holonicControl）基本特征Holon是自助的整整體，具有有自治性，，能夠不經(jīng)經(jīng)上級授權(quán)權(quán)與指導(dǎo)，，自主應(yīng)對對干擾，具具有較強的的穩(wěn)定性與與適應(yīng)性；；Holon是整體的有有機組成部部分，它受受制于上層層整體的控控制，Holon之間具有合合作性，Holon是它們所構(gòu)構(gòu)成的更大大整體實現(xiàn)現(xiàn)其功能的的中間形式式。1物流系統(tǒng)設(shè)設(shè)計中的常常見控制機機制1.3混合控制（2）整子控制制（holonicControl）發(fā)揮作用方方式當(dāng)系統(tǒng)常規(guī)規(guī)運行時，，Holon主要發(fā)揮合作性以保證全局局最優(yōu)化，，實現(xiàn)更高高層Holon的最優(yōu)化，，此時Holon系統(tǒng)類似于于遞階控制制系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)受到到干擾時，，Holon開始發(fā)揮自自治性以抵抵制沒有預(yù)預(yù)期到的擾擾動，因而而實現(xiàn)了更更高層次系系統(tǒng)的可重重構(gòu)性，此此時Holon系統(tǒng)類似于于分形控制制系統(tǒng)。1物流系統(tǒng)設(shè)設(shè)計中的常常見控制機機制1.3混合控制（2）整子控制制（holonicControl）Holon系統(tǒng)的基本本操作增加（augment）:增加原先沒沒有的holon，擴大系統(tǒng)統(tǒng)刪除（exclude）:去除某個holon.歸納（inversion）:把多個holon中歸納出共共同的要素素，然后將將它們組織織起來，形形成一個新新的holon分離（split）:把一個holon分解成兩個個或多個替代（substitute）:用更新的holon替代舊的holon1物流系統(tǒng)設(shè)設(shè)計中的常常見控制機機制1.3混合控制（2）整子控制制（holonicControl）Holon系統(tǒng)的基本本操作2基于Holonic控制的物流流系統(tǒng)控制制模型2.1物流系統(tǒng)控控制模型的的總體結(jié)構(gòu)構(gòu)系統(tǒng)重構(gòu)holon，資源配置holon和運作管理holon分別負責(zé)物流合作伙伴選擇決策、物流網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和物流敏捷調(diào)運決策等主要功能2基于Holonic控制的物流流系統(tǒng)控制制模型2.2Holon在物流系統(tǒng)統(tǒng)中的兩種種運行方式式（1）常規(guī)狀態(tài)態(tài)下holon的運行行為為常規(guī)事件，，一般為系系統(tǒng)設(shè)計過過程中曾經(jīng)經(jīng)做出周密密考慮的對對系統(tǒng)運行行狀態(tài)影響響較小的事事件，如：：根據(jù)已簽簽署的物流流契約接受受實時委托托的物流業(yè)業(yè)務(wù)。常規(guī)事件在在案例庫中中一般有標標準事例可可供選擇，，holon按照標準事事例執(zhí)行規(guī)規(guī)則控制系系統(tǒng)運行。。常規(guī)事件的的執(zhí)行結(jié)果果會產(chǎn)生另另外的事件件，于是事事件的不斷斷執(zhí)行的同同時也在不不斷更新知知識系統(tǒng)。。2基于Holonic控制的物流流系統(tǒng)控制制模型2.2Holon在物流系統(tǒng)統(tǒng)中的兩種種運行方式式（2）非常規(guī)狀狀態(tài)下holon的運行行為為非常規(guī)事件件，是指系系統(tǒng)設(shè)計過過程中不能能完全預(yù)料料，因而也也就不能做做出詳細的的應(yīng)對措施施的事件。。事例庫中沒沒有既定的的事例匹配配，故需要要根據(jù)實例例庫中的事事例設(shè)立修修改規(guī)則，，從而提取取新的標準準事例新的標準事事例由于沒沒有標準優(yōu)優(yōu)化模型參參照，故一一般結(jié)果非非最優(yōu)，通通過事例的的執(zhí)行與推推理，holon自發(fā)修正知知識庫等庫庫的相關(guān)數(shù)數(shù)據(jù)，最終終實現(xiàn)事例例標準化。。2基于Holonic控制的物流流系統(tǒng)控制制模型2.2Holon在物流系統(tǒng)統(tǒng)中的兩種種運行方式式（3）holon在物流系統(tǒng)統(tǒng)中運行的的推理圖2基于Holonic控制的物流流系統(tǒng)控制制模型2.3基于Holon控制的物流流系統(tǒng)運行行模式基于holon控制的物流流系統(tǒng)控制制模型模擬擬的是事件件驅(qū)動物流流系統(tǒng)運行行過程。發(fā)生引起物物流系統(tǒng)初初始運行狀狀態(tài)改變的的外部事件件，如：接接到大宗物物流訂單；；針對該事件件，總體規(guī)規(guī)劃holon進行推理，，初步計算算系統(tǒng)新增增業(yè)務(wù)的能能力需求，，根據(jù)初步步能力匹配配結(jié)果“觸觸發(fā)規(guī)則””，總體規(guī)規(guī)劃holon自動提取若若干事件交交由系統(tǒng)重重構(gòu)holon、資源配置置holon、運作管理理holon分別執(zhí)行。。三大holon執(zhí)行結(jié)果產(chǎn)產(chǎn)生新事件件（內(nèi)部系系統(tǒng)事件））重新觸發(fā)發(fā)總體規(guī)劃劃holon進行相應(yīng)推推理，如此此循環(huán)，使使得物流系系統(tǒng)持續(xù)運運行不斷優(yōu)優(yōu)化。2基于Holonic控制的物流流系統(tǒng)控制制模型2.3基于Holon控制的物流流系統(tǒng)運行行模式2基于Holonic控制的物流流系統(tǒng)控制制模型2.4物流系統(tǒng)控控制模型總總體結(jié)構(gòu)的的過程分解解物流系統(tǒng)控控制模型總總體結(jié)構(gòu)的的過程分解解就是對總總體結(jié)構(gòu)中中每個內(nèi)部部holon的內(nèi)部控制制機制進行行詳細設(shè)計計。設(shè)計基基本要求：：完備性：完完整模擬holon內(nèi)部的主要要決策過程程；敏捷性：充充分考慮物物流系統(tǒng)動動態(tài)性的重重要特點；；可重構(gòu)性：：為物流系系統(tǒng)、物流流聯(lián)盟的動動態(tài)重組提提供支持開放性：支支持異構(gòu)系系統(tǒng)間的集集成；符合人的認認知規(guī)律，，重視知識識的學(xué)習(xí)與與積累3供應(yīng)鏈管理理視角的物物流系統(tǒng)協(xié)協(xié)調(diào)控制機機制3.1供應(yīng)鏈中物物流系統(tǒng)協(xié)協(xié)調(diào)控制機機制的整體體框架3供應(yīng)鏈管理理視角的物物流系統(tǒng)協(xié)協(xié)調(diào)控制機機制3.1供應(yīng)鏈中物物流系統(tǒng)協(xié)協(xié)調(diào)控制機機制的整體體框架特點：由于供應(yīng)鏈鏈物流運作作體系下各各方之間具具有戰(zhàn)略合合作關(guān)系與與一致的利利益，能夠夠從整體上上實現(xiàn)較大大程度的信信息共享，，避免信息息失真現(xiàn)象象的發(fā)生；；能夠提高供供應(yīng)鏈物流流系統(tǒng)的反反應(yīng)能力；；加強供應(yīng)鏈鏈物流系統(tǒng)統(tǒng)的無縫連連接，使供供應(yīng)鏈獲得得協(xié)調(diào)運作作；提高顧客的的滿意度，，幫助企業(yè)業(yè)能夠迅速速把我顧客客的現(xiàn)有和和潛在需求求，使企業(yè)業(yè)能夠根據(jù)據(jù)市場需求求變化供應(yīng)應(yīng)活動，快快速贏得顧顧客；物流服務(wù)方方式的多樣樣化，如分分銷中心、、3pl、4pl、國際物流流等式的物物流服務(wù)更更高效快捷捷，更好的的適應(yīng)物流流需求。3供應(yīng)鏈管理理視角的物物流系統(tǒng)協(xié)協(xié)調(diào)控制機機制3.2建立物流系系統(tǒng)協(xié)調(diào)控控制機制的的主要步驟驟明確供應(yīng)鏈鏈中物流問問題所在，，發(fā)現(xiàn)物流流能力和業(yè)業(yè)務(wù)需求的的差距，建建立物流運運作的計劃劃、協(xié)調(diào)、、控制以及及優(yōu)化機制制，確定改改進的方向向；建立一個供供應(yīng)鏈物流流執(zhí)行體系系，采用一一定的方法法嚴格控制制供應(yīng)鏈物物流運作協(xié)協(xié)調(diào)機制的的執(zhí)行情況況，并分析析偏差進而而改善執(zhí)行行