应急物资供应链快速反应网的建立及评价

1 问题的提出

近年,自然和非自然的突发事件发生频繁,局部性的、区域性的、地区性的,甚至是国家范围的自然灾害、公共卫生突发性事件时有发生,给人类造成重大甚至是毁灭性打击,对人类的生存和社会的发展构成了重大的威胁。

2002年11月发生在广东省的SARS,后来波及我国20多个省市自治区,全世界有30多个国家或地区遭遇SARS袭击。2004年12月印度洋海啸造成近30万人遇难,仅印尼就失踪13.2万人。2008年1月,我国南方数省市、自治区、直辖市遭受到罕见的暴雪冰冻灾害,南方电力系统严重破坏,航空、铁路、公路阻断、通信中断,运输物资大量停滞、春节回家及外出人员滞留,生命受到了严重威胁,湖南郴州、衡阳等市区先成为黑死之城,这场雪灾造成近3000亿元人民币损失。2008年5月12日四川发生的里氏8.0级地震,造成近9万人员死亡,建筑物破坏以及山崩、滑坡、泥石流、地裂、地陷、喷沙、冒水等地表的严重破坏,因地震的破坏而引起的一系列其他灾害,包括火灾、水灾和煤气、有毒气体泄漏,细菌、放射物扩散、瘟疫等对生命财产造成的灾害。

这些问题的出现,促使一些学者对灾难和突发事件处理应急措施进行研究,其涉及面十分广泛。物资储存与网络配备、运输与调度,通道及运输设施建设,物流快速反应能力评价都是物流学者应大力研究的范畴。研究应急物资的需求特征,建立应急物资供应快速网,有其必要性和可行性。

2 应急物资的特征及问题

物资需求这个概念至少应该从三个方面来进行表述和衡量,一是物资的数量需求,二是物资的质量需求,三是物资的结构需求。

2.1应急物资的数量需求

物资的数量需求是当突发事件发生后,为了有效地应对这些事件所必需的最小的物资需求数量,通常用需要物资的数量大小来描述,如某次地震事件中需要"粮食100吨,棉衣500件"等。物资的数量需求大小通常与突发事件的大小和烈度以及突发事件的发生环境有关,一般情况下,突发事件级别越高、影响范围越大、事发周围人口密度越大,造成的经济社会损失就越大,物资需求的数量也就越大。

2.2应急物资的质量需求

物资需求不仅有量的度量,而且还有质的要求。一定量的物资数量需求总是建立在一定的质量需求基础上的。物资的质量需求包括对物资的准时性、物资的可靠性、物资的成本等方面的要求。对物资质量需求的描述通常选用动员时间、动员风险和动员成本等几个指标来描述。公共突发事件的性质、可能造成的危害、发生的规模、应对方式等都会影响到物资的质量需求。

2.3应急物资的结构需求

物资的数量和质量需求不能够完全反映物资的整体需求状况,还必须研究物资的结构需求。所谓物资的结构需求主要是指所需要的各类物资之间的结构比例关系,通常用一个相对的指标来刻画这种关系。突发事件的类型通常决定着物资的结构需求,不同类型的突发事件需要不同种类的物资需求组合。

在应急物资供应链体系中,应急物流是供应链的重要组成部分,信息技术是实施物资管理的基础。由于应急装备物资供应链管理的业务范围和功能归属不同,以及软、硬件接口标准和技术体制差异,各环节信息孤立、封闭和自成体系,这样造成物资供应信息不全、信息传递速度慢,难以有效地实现物资保障全过程的协调、控制和管理,远不能适应其要求。

从上面对物资需求的内容分析可以看出,如果把物资的数量、质量和结构需求综合考虑,对物资需求进行分析是相当复杂的。

3 快速供应网的建立

对于应急物资的管理,最重要的一点应该是快速、及时地进行装备物资保障,而快速供应则为这一要求提供了可行性。所谓的快速供应(Quick Response.QR)。它是由技术支持的业务管理思想。实质是装备保障人员对应急物资需求做出快速反应,并实现"在正确的时间,正确的地点提供正确的装备物资保障"。

3.1有效需求反应

有效需求反应(Efficient Consumer Response.ECR),是装备物资供应链组成各方相互协调和合作,更好、更快并以最大效益和最小的经济消耗为目的的高效管理系统。ECR的优势在于为了保证赈灾的需求这个共同目标进行合作、协同,分享信息和技术。ECR是一种把以前是处于分离状态或联系松散状态的供应链联系在一起来满足应急人员需要的工具,如图l所示。

需要跨越组织的边界,"直通式"的组织结构是实施应急装备物资供应链管理的理想结构。

3.3建立实施应急战略

由于应急装备物资供应的特殊性,可从以下5个方面构建应急快速反应网的实施战略。

3.3.1评估当前的装备物资供应运作流程

我国的装备供应系统在以往是后勤大系统中的一个主要组成部分,在履行其装备的储供职能中,还没有摆脱对后勤系统乃至更大系统的依赖性而独立存在,流程还不是很理想。比如,某部门设有应急装备仓库,在应急情况下,装备物资应快速从战略仓库向供应仓库流动,但在具体实施上,仍有赖于后勤系统的协作。

3.3.2评估并建立供需之间的关系

在应急情况下,筹措和补给时效性增强,因此时间就是夺取战争胜利的重要因素。这就要求应急保障团队根据供应链上的需求信息,及时供应所需的应急装备物资。

3.3.3绩效评估

绩效评估指标体系应当反映整个应急装备物资供应链管理实施的情况。由于应急装备物资要求供应链能够从可靠性和敏捷性两个方面得到提高,而目前的指标体系已经过时,不能完全反映目前的实际情况。

3.3.4设计应急装备物资供应链

设计应急装备物资供应链应当从全局出发,而不是拘泥于适合某一次需求。实施VMI策略从开始就应致力于选择关键的流程作为改进的对象,从而提高关键的指标。

3.3.5选择并运用最佳的技能和技术

主要包括以下几个方面:自动识别技术、物资装卸技术、包装技术、运输车辆和装备、通信技术和计算机技术等。一般来说,物资供应的管理包括众多功能,如资源计划、生产计划、仓储、运输、需求预测、订单实现和用户服务。因此,物资供应管理的解决方案便有了相对应的软件,如配送中心的运输计划、仓储管理和订单管理等。

4 实例分析

以时间最短为目标的单目标模型采用蚁群算法求解应急物资调度的过程为:

(1)参数初始化,令循环次数Nc=0,将antmax只蚂蚁随机置于n个物资供应点上,初始化信息量Tj(O)=Tmax,计算物资供应点的启发信息;

(2)循环次数Nc=Nc+l,k=1;

(3)蚂蚁数目k←k+1;

(4)蚂蚁尼根据状态转移概率和计算概率选择物资供应点;

(5)更新蚂蚁k的禁忌表,并将蚂蚁k移动到新的备选点;

(6)若应急物资调度要求未能全部得到满足(需调度的物资数量要求),则跳转到第(4)步,否则执行第(7)步;

(7)计算当前蚂蚁搜索到的偏差值,并按信息更新所有物资供应点的信息元素;

(8)如果蚂蚁没有全部搜索完毕,即k≤antmax,则转第(3)步,否则执行第(9)步;

(9)若满足结束条件,即在一定时间间隔内,最小偏差没有得到改变,则循环结束并输出程序计算结果,否则清空禁忌表并跳转到第(2)步。

算例:某地发生突发事件,在A处开设应急服务点急需3类应急备件,数量分别为X1=260个,X2=150个,X3=120个。现有8个物资供应站A1,A2,…,A8,从这8个物资供应站到应急服务点A的备件可用量及到达时间如右表所示,假设3类备件消耗曲线分别为f1(t)=-t2+10t,f2(t)=-t2+8t,f3(t)=-t2+4t,要求设计一种调度方案来完成应急物资的保障任务,使得应急时间最早,以及所涉及的物资供应点最少。

应用本文给出的基于蚁群算法的求解方法进行计算,所得调度方案为:第一种物资:F1*={(A1,40),(A2,30),(A3,30),(A4,120),(A6,40)},第二种物资:F2*={(A1,30),(A2,30),(A6,90)},第三种物资:F3*={(A1,20),(A4,40),(A6,60)}。最早应急时间为开始处置突发事件1.5个小时,涉及的物资供应点数为5个。而如果针对该问题求取以应急时间最早为优化目标时,所得结果的最早应急时间为开始处置突发事件1.5个小时,但涉及的物资供应点数为6个。可见,本文提出的多目标多应急物资调度问题及求解方法能够取得比现有求解方法更好的应急物资调度方案,从而具有更好的实用价值。

5 结论

应急装备物资供应保障强在应急,也重在应急。要实现物资供应链高效运行,必须将供应链环节的业务信息系统集成,使复杂的信息传递变得简单、准确和快捷,克服信息实时传输中的"瓶颈",使信息传递更加畅通。

要实时进行应急物资网络的有效评价,实施难点突破,根据各个不同时期的特殊需要建立完善网络配备,形成高效的动作体系,最大限度地提高装备物资的运作效率。