物流系統(tǒng)控制機(jī)制的分析與設(shè)計教材課件

物流系統(tǒng)控制機(jī)制的分析與設(shè)計王夢楠物流系統(tǒng)控制機(jī)制的分析與設(shè)計王夢楠1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(jī)制分析與設(shè)計3物流系統(tǒng)分析與設(shè)計本章提要系統(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)21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(biāo)的實(shí)現(xiàn)，也就是通過系統(tǒng)控制來糾正系統(tǒng)實(shí)際產(chǎn)出與系統(tǒng)目標(biāo)之間的偏差。物流系統(tǒng)分析與設(shè)計1系統(tǒng)控制理論1.1系統(tǒng)控制的目的物流系統(tǒng)分析與設(shè)計31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(biāo)、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(biāo)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。物流系統(tǒng)分析與設(shè)計1系統(tǒng)控制理論1.2系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)過程物流系統(tǒng)分析與設(shè)計41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)。物流系統(tǒng)分析與設(shè)計1系統(tǒng)控制理論1.3系統(tǒng)控制的分類物流系統(tǒng)分析與設(shè)計51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。物流系統(tǒng)分析與設(shè)計1系統(tǒng)控制理論1.3系統(tǒng)控制的分類物流系統(tǒng)分析與設(shè)計6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(jī)制分析與設(shè)計3物流系統(tǒng)分析與設(shè)計本章提要系統(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)71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(biāo)與實(shí)施過程的差異。（2）目的

調(diào)整系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)營結(jié)果與物流系統(tǒng)目標(biāo)之間的差距。物流系統(tǒng)分析與設(shè)計1物流系統(tǒng)控制的概念與目的（1）概念物流系統(tǒng)分析與設(shè)計82物流系統(tǒng)控制的內(nèi)容

物流系統(tǒng)分析與設(shè)計2物流系統(tǒng)控制的內(nèi)容物流系統(tǒng)分析與設(shè)計93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(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)視，確保他們符合特定的標(biāo)準(zhǔn)，如此經(jīng)過物流系統(tǒng)的運(yùn)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(biāo)相符合。物流系統(tǒng)分析與設(shè)計3物流系統(tǒng)控制的分類3.1事前控制物流系統(tǒng)分103物流系統(tǒng)控制的分類

3.1事前控制事前控制的參考標(biāo)準(zhǔn)尺度很難把握，需事先制定詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)參照體系，而該體系來源于物流系統(tǒng)本身的不斷調(diào)整。事前控制方法可使決策者提前采取措施糾正偏差，大大降低物流系統(tǒng)運(yùn)營成本，提高服務(wù)水平。事前控制輸入物流系統(tǒng)運(yùn)行過程輸出物流系統(tǒng)分析與設(shè)計3物流系統(tǒng)控制的分類3.1事前控制事前控制輸113物流系統(tǒng)控制的分類

3.2事中控制

事中控制也叫實(shí)時控制，指的是在物流系統(tǒng)運(yùn)營過程中臨時采用的一種控制方法，通常是參照現(xiàn)有的理論或者比較實(shí)用的經(jīng)驗而采取的矯正行為，如物流批量控制、盈虧平衡控制、專家控制等。物流系統(tǒng)分析與設(shè)計3物流系統(tǒng)控制的分類3.2事中控制物流系統(tǒng)分123物流系統(tǒng)控制的分類

3.2事中控制事中控制輸入物流系統(tǒng)運(yùn)行過程輸出物流系統(tǒng)分析與設(shè)計3物流系統(tǒng)控制的分類3.2事中控制事中控制輸133物流系統(tǒng)控制的分類

3.3事后控制

事后也叫反饋控制，它主要通過檢測物流系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)營結(jié)果，比較該結(jié)果與物流系統(tǒng)目標(biāo)之間是否存在偏差。如存在一定程度上的偏差，則采取相應(yīng)措施來糾正物流系統(tǒng)的相關(guān)運(yùn)營流程，從而調(diào)整物流系統(tǒng)運(yùn)營結(jié)果與物流系統(tǒng)目標(biāo)之間的偏差。物流系統(tǒng)分析與設(shè)計3物流系統(tǒng)控制的分類3.3事后控制物流系統(tǒng)分143物流系統(tǒng)控制的分類

3.3事后控制事后控制輸入物流系統(tǒng)運(yùn)行過程輸出物流系統(tǒng)分析與設(shè)計3物流系統(tǒng)控制的分類3.3事后控制事后控制輸153物流系統(tǒng)控制的分類

3.3事后控制（1）事后控制指標(biāo)目標(biāo)：即物流系統(tǒng)的目標(biāo)，物流系統(tǒng)的一系列活動最終都是為了使物流系統(tǒng)所處狀態(tài)盡可能的趨向物流系統(tǒng)目標(biāo)值。觀測值：為了對物流系統(tǒng)進(jìn)行控制，就要不斷的監(jiān)測物流系統(tǒng)所處的狀態(tài)，同時獲得相關(guān)的實(shí)時數(shù)據(jù)，這些實(shí)時數(shù)據(jù)就是觀測值。物流系統(tǒng)分析與設(shè)計3物流系統(tǒng)控制的分類3.3事后控制物流系統(tǒng)分163物流系統(tǒng)控制的分類

3.3事后控制（1）事后控制指標(biāo)預(yù)測值：受控物流系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)營結(jié)果與目標(biāo)值發(fā)生偏差之前，能夠通過相關(guān)預(yù)測裝置或方法得到的受控物流系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)與運(yùn)行數(shù)據(jù)。偏差：實(shí)際值與目標(biāo)值之間的差額。事后控制就是通過偏差大小發(fā)出相關(guān)控制指令，從而改變受控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，使之趨近于目標(biāo)值。物流系統(tǒng)分析與設(shè)計3物流系統(tǒng)控制的分類3.3事后控制物流系統(tǒng)分173物流系統(tǒng)控制的分類

3.3事后控制（1）事后控制指標(biāo)控制指令：物流系統(tǒng)控制人員根據(jù)受控物流系統(tǒng)實(shí)際值與目標(biāo)值之間偏差大小而發(fā)出的調(diào)整受控物流系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的相關(guān)信息。物流系統(tǒng)分析與設(shè)計3物流系統(tǒng)控制的分類3.3事后控制物流系統(tǒng)分183物流系統(tǒng)控制的分類

3.3事后控制（2）事后控制模型物流系統(tǒng)分析與設(shè)計3物流系統(tǒng)控制的分類3.3事后控制物流系統(tǒng)分19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(jī)制分析與設(shè)計3物流系統(tǒng)分析與設(shè)計本章提要系統(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)201物流系統(tǒng)設(shè)計中的常見控制機(jī)制1.1遞階控制

遞階控制是一種主從式的系統(tǒng)控制方式。遞階控制機(jī)制系統(tǒng)控制核心控制指令反饋信息物流系統(tǒng)分析與設(shè)計1物流系統(tǒng)設(shè)計中的常見控制機(jī)制1.1遞階控制遞階控制機(jī)制211物流系統(tǒng)設(shè)計中的常見控制機(jī)制1.1遞階控制遞階控制的基本特點(diǎn)：每個子節(jié)點(diǎn)有且僅有一個父節(jié)點(diǎn)，從而保證系統(tǒng)控制指令的嚴(yán)格執(zhí)行；集中化、主從式的控制機(jī)制；系統(tǒng)適應(yīng)性低，對系統(tǒng)進(jìn)化或演變提供較少支持；動態(tài)多變或環(huán)境擾動強(qiáng)烈的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計不宜采用該控制機(jī)制。物流系統(tǒng)分析與設(shè)計1物流系統(tǒng)設(shè)計中的常見控制機(jī)制1.1遞階控制物流系統(tǒng)分析221物流系統(tǒng)設(shè)計中的常見控制機(jī)制1.2分形控制（異構(gòu)結(jié)構(gòu)控制）

分形控制是一種分布式的系統(tǒng)控制方式。分形控制系統(tǒng)由被稱為Agent的獨(dú)立個體構(gòu)成，并采取扁平化的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。每個Agent都是高度自治的實(shí)體，很少與外界發(fā)生信息交流。每個Agent獨(dú)立完成個體優(yōu)化目標(biāo).分形控制系統(tǒng)Agent之間是平等協(xié)商或談判關(guān)系。物流系統(tǒng)分析與設(shè)計1物流系統(tǒng)設(shè)計中的常見控制機(jī)制1.2分形控制（異構(gòu)結(jié)構(gòu)控231物流系統(tǒng)設(shè)計中的常見控制機(jī)制1.2分形控制（異構(gòu)結(jié)構(gòu)控制）

分形控制機(jī)制平等協(xié)商與談判獨(dú)立自治物流系統(tǒng)分析與設(shè)計1物流系統(tǒng)設(shè)計中的常見控制機(jī)制1.2分形控制（異構(gòu)結(jié)構(gòu)控241物流系統(tǒng)設(shè)計中的常見控制機(jī)制1.2分形控制（異構(gòu)結(jié)構(gòu)控制）分形控制的基本特點(diǎn)：協(xié)商而非管理與監(jiān)督的控制關(guān)系；分布式、分散化的控制機(jī)制，系統(tǒng)容錯性和可維護(hù)性高；突出個體而較少考慮全局，信息傳遞和系統(tǒng)控制局域化，不能實(shí)現(xiàn)全局最優(yōu)；使用于同質(zhì)系統(tǒng)之間的控制機(jī)制，不適用于大系統(tǒng)的控制。物流系統(tǒng)分析與設(shè)計1物流系統(tǒng)設(shè)計中的常見控制機(jī)制1.2分形控制（異構(gòu)結(jié)構(gòu)控251物流系統(tǒng)設(shè)計中的常見控制機(jī)制1.3混合控制

混合控制是在分形控制與遞階控制兩種方式之間的折中，最常見的混合控制機(jī)制有：適度遞階控制（Semi-HierarchicalControl）和整子控制（HolonicControl）。物流系統(tǒng)分析與設(shè)計1物流系統(tǒng)設(shè)計中的常見控制機(jī)制1.3混合控制物流系統(tǒng)分析261物流系統(tǒng)設(shè)計中的常見控制機(jī)制1.3混合控制（1）適度遞階控制保留了遞階控制結(jié)構(gòu)中上下級之間主從式的控制關(guān)系以利于全局化的實(shí)現(xiàn)；改變了遞階控制結(jié)構(gòu)同級實(shí)體之間信息不能交流、單點(diǎn)失敗等缺點(diǎn)；進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了下級自主性和自適應(yīng)性。物流系統(tǒng)分析與設(shè)計1物流系統(tǒng)設(shè)計中的常見控制機(jī)制1.3混合控制物流系統(tǒng)分析271物流系統(tǒng)設(shè)計中的常見控制機(jī)制1.3混合控制（1）適度遞階控制協(xié)調(diào)協(xié)調(diào)功能計劃適度遞階控制機(jī)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層物流系統(tǒng)分析與設(shè)計1物流系統(tǒng)設(shè)計中的常見控制機(jī)制1.3混合控制協(xié)調(diào)協(xié)調(diào)功能281物流系統(tǒng)設(shè)計中的常見控制機(jī)制1.3混合控制（2）整子控制（holonicControl）物流系統(tǒng)分析與設(shè)計1物流系統(tǒng)設(shè)計中的常見控制機(jī)制1.3混合控制物流系統(tǒng)分析291物流系統(tǒng)設(shè)計中的常見控制機(jī)制1.3混合控制（2）整子控制（holonicControl）基本特征Holon是自助的整體，具有自治性，能夠不經(jīng)上級授權(quán)與指導(dǎo)，自主應(yīng)對干擾，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性與適應(yīng)性；Holon是整體的有機(jī)組成部分，它受制于上層整體的控制，Holon之間具有合作性，Holon是它們所構(gòu)成的更大整體實(shí)現(xiàn)其功能的中間形式。物流系統(tǒng)分析與設(shè)計1物流系統(tǒng)設(shè)計中的常見控制機(jī)制1.3混合控制物流系統(tǒng)分析301物流系統(tǒng)設(shè)計中的常見控制機(jī)制1.3混合控制（2）整子控制（holonicControl）發(fā)揮作用方式當(dāng)系統(tǒng)常規(guī)運(yùn)行時，Holon主要發(fā)揮合作性以保證全局最優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)更高層Holon的最優(yōu)化，此時Holon系統(tǒng)類似于遞階控制系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)受到干擾時，Holon開始發(fā)揮自治性以抵制沒有預(yù)期到的擾動，因而實(shí)現(xiàn)了更高層次系統(tǒng)的可重構(gòu)性，此時Holon系統(tǒng)類似于分形控制系統(tǒng)。物流系統(tǒng)分析與設(shè)計1物流系統(tǒng)設(shè)計中的常見控制機(jī)制1.3混合控制物流系統(tǒng)分析311物流系統(tǒng)設(shè)計中的常見控制機(jī)制1.3混合控制（2）整子控制（holonicControl）Holon系統(tǒng)的基本操作增加（augment）:增加原先沒有的holon，擴(kuò)大系統(tǒng)刪除（exclude）:去除某個holon.歸納（inversion）:把多個holon中歸納出共同的要素，然后將它們組織起來，形成一個新的holon分離（split）:把一個holon分解成兩個或多個替代（substitute）:用更新的holon替代舊的holon物流系統(tǒng)分析與設(shè)計1物流系統(tǒng)設(shè)計中的常見控制機(jī)制1.3混合控制物流系統(tǒng)分析321物流系統(tǒng)設(shè)計中的常見控制機(jī)制1.3混合控制（2）整子控制（holonicControl）Holon系統(tǒng)的基本操作物流系統(tǒng)分析與設(shè)計1物流系統(tǒng)設(shè)計中的常見控制機(jī)制1.3混合控制物流系統(tǒng)分析332基于Holonic控制的物流系統(tǒng)控制模型2.1物流系統(tǒng)控制模型的總體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)重構(gòu)holon，資源配置holon和運(yùn)作管理holon分別負(fù)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(yùn)決策等主要功能物流系統(tǒng)分析與設(shè)計2基于Holonic控制的物流系統(tǒng)控制模型2.1物流系統(tǒng)342基于Holonic控制的物流系統(tǒng)控制模型2.2Holon在物流系統(tǒng)中的兩種運(yùn)行方式（1）常規(guī)狀態(tài)下holon的運(yùn)行行為常規(guī)事件，一般為系統(tǒng)設(shè)計過程中曾經(jīng)做出周密考慮的對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)影響較小的事件，如：根據(jù)已簽署的物流契約接受實(shí)時委托的物流業(yè)務(wù)。常規(guī)事件在案例庫中一般有標(biāo)準(zhǔn)事例可供選擇，holon按照標(biāo)準(zhǔn)事例執(zhí)行規(guī)則控制系統(tǒng)運(yùn)行。常規(guī)事件的執(zhí)行結(jié)果會產(chǎn)生另外的事件，于是事件的不斷執(zhí)行的同時也在不斷更新知識系統(tǒng)。物流系統(tǒng)分析與設(shè)計2基于Holonic控制的物流系統(tǒng)控制模型2.2Holo352基于Holonic控制的物流系統(tǒng)控制模型2.2Holon在物流系統(tǒng)中的兩種運(yùn)行方式（2）非常規(guī)狀態(tài)下holon的運(yùn)行行為非常規(guī)事件，是指系統(tǒng)設(shè)計過程中不能完全預(yù)料，因而也就不能做出詳細(xì)的應(yīng)對措施的事件。事例庫中沒有既定的事例匹配，故需要根據(jù)實(shí)例庫中的事例設(shè)立修改規(guī)則，從而提取新的標(biāo)準(zhǔn)事例新的標(biāo)準(zhǔn)事例由于沒有標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化模型參照，故一般結(jié)果非最優(yōu)，通過事例的執(zhí)行與推理，holon自發(fā)修正知識庫等庫的相關(guān)數(shù)據(jù)，最終實(shí)現(xiàn)事例標(biāo)準(zhǔn)化。物流系統(tǒng)分析與設(shè)計2基于Holonic控制的物流系統(tǒng)控制模型2.2Holo362基于Holonic控制的物流系統(tǒng)控制模型2.2Holon在物流系統(tǒng)中的兩種運(yùn)行方式（3）holon在物流系統(tǒng)中運(yùn)行的推理圖物流系統(tǒng)分析與設(shè)計2基于Holonic控制的物流系統(tǒng)控制模型2.2Holo372基于Holonic控制的物流系統(tǒng)控制模型2.3基于Holon控制的物流系統(tǒng)運(yùn)行模式

基于holon控制的物流系統(tǒng)控制模型模擬的是事件驅(qū)動物流系統(tǒng)運(yùn)行過程。發(fā)生引起物流系統(tǒng)初始運(yùn)行狀態(tài)改變的外部事件，如：接到大宗物流訂單；針對該事件，總體規(guī)劃holon進(jìn)行推理，初步計算系統(tǒng)新增業(yè)務(wù)的能力需求，根據(jù)初步能力匹配結(jié)果“觸發(fā)規(guī)則”，總體規(guī)劃holon自動提取若干事件交由系統(tǒng)重構(gòu)holon、資源配置holon、運(yùn)作管理holon分別執(zhí)行。三大holon執(zhí)行結(jié)果產(chǎn)生新事件（內(nèi)部系統(tǒng)事件）重新觸發(fā)總體規(guī)劃holon進(jìn)行相應(yīng)推理，如此循環(huán)，使得物流系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行不斷優(yōu)化。物流系統(tǒng)分析與設(shè)計2基于Holonic控制的物流系統(tǒng)控制模型2.3基于Ho382基于Holonic控制的物流系統(tǒng)控制模型2.3基于Holon控制的物流系統(tǒng)運(yùn)行模式物流系統(tǒng)分析與設(shè)計2基于Holonic控制的物流系統(tǒng)控制模型2.3基于Ho392基于Holonic控制的物流系統(tǒng)控制模型2.4物流系統(tǒng)控制模型總體結(jié)構(gòu)的過程分解

物流系統(tǒng)控制模型總體結(jié)構(gòu)的過程分解就是對總體結(jié)構(gòu)中每個內(nèi)部holon的內(nèi)部控制機(jī)制進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計。設(shè)計基本要求：完備性：完整模擬holon內(nèi)部的主要決策過程；敏捷性：充分考慮物流系統(tǒng)動態(tài)性的重要特點(diǎn)；可重構(gòu)性：為物流系統(tǒng)、物流聯(lián)盟的動態(tài)重組提供支持開放性：支持異構(gòu)系統(tǒng)間的集成；符合人的認(rèn)知規(guī)律，重視知識的學(xué)習(xí)與積累物流系統(tǒng)分析與設(shè)計2基于Holonic控制的物流系統(tǒng)控制模型2.4物流系統(tǒng)403供應(yīng)鏈管理視角的物流系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制機(jī)制3.1供應(yīng)鏈中物流系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制機(jī)制的整體框架物流系統(tǒng)分析與設(shè)計3供應(yīng)鏈管理視角的物流系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制機(jī)制3.1供應(yīng)鏈中物流413供應(yīng)鏈管理視角的物流系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制機(jī)制3.1供應(yīng)鏈中物流系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制機(jī)制的整體框架特點(diǎn)：由于供應(yīng)鏈物流運(yùn)作體系下各方之間具有戰(zhàn)略合作關(guān)系與一致的利益，能夠從整體上實(shí)現(xiàn)較大程度的信息共享，避免信息失真現(xiàn)象的發(fā)生；能夠提高供應(yīng)鏈物流系統(tǒng)的反應(yīng)能力；加強(qiáng)供應(yīng)鏈物流系統(tǒng)的無縫連接，使供應(yīng)鏈獲得協(xié)調(diào)運(yùn)作；提高顧客的滿意度，幫助企業(yè)能夠迅速把我顧客的現(xiàn)有和潛在需求，使企業(yè)能夠根據(jù)市場需求變化供應(yīng)活動，快速贏得顧客；物流服務(wù)方式的多樣化，如分銷中心、3pl、4pl、國際物流等式的物流服務(wù)更高效快捷，更好的適應(yīng)物流需求。物流系統(tǒng)分析與設(shè)計3供應(yīng)鏈管理視角的物流系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制機(jī)制3.1供應(yīng)鏈中物流423供應(yīng)鏈管理視角的物流系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制機(jī)制3.2建立物流系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制機(jī)制的主要步驟明確供應(yīng)鏈中物流問題所在，發(fā)現(xiàn)物流能力和業(yè)務(wù)需求的差距，建立物流運(yùn)作的計劃、協(xié)調(diào)、控制以及優(yōu)化機(jī)制，確定改進(jìn)的方向；建立一