基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對供應(yīng)商選擇與評價的研究

李澤堯，朱玉杰，劉 黎

(東北林業(yè)大學(xué) 工程技術(shù)學(xué)院，哈爾濱 150040)

供應(yīng)鏈?zhǔn)腔诤诵钠髽I(yè)，把資金流、信息流、物流牢牢的控制起來，從原材料的采購開始，制造成再制品或者消費品，由供應(yīng)商、制造商、分銷商、零售商、直至將產(chǎn)品送到客戶手中的一個完整的功能性網(wǎng)鏈結(jié)構(gòu)[1-2]。ANN模型是通過網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部學(xué)習(xí)訓(xùn)練獲得知識，從而解決了問題。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的理論基礎(chǔ)是生物學(xué)中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。由于訓(xùn)練方法的不同，學(xué)者們把人工網(wǎng)絡(luò)分成了兩大類：自我組織類型和逆向傳播類型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。逆向傳播類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)被簡稱為BP(Back Propagation)[3]，這種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種多層前饋型的基于誤差反向傳播的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，目前在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域應(yīng)用最多的就是BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，正是因為它成熟的訓(xùn)練方法和良好的逼近能力才會得到廣泛應(yīng)用的[4]。

1 構(gòu)建供應(yīng)商選擇與評價指標(biāo)體系

根據(jù)系統(tǒng)全面性原則、目的性原則、科學(xué)實用性原則、定性與定量結(jié)合的原則、可拓展性原則[5-6]，依據(jù)企業(yè)提供的真實數(shù)據(jù)，見表1。

表1 供應(yīng)商選擇與評價指標(biāo)

2 建立基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的評價模型

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)都是多層網(wǎng)絡(luò)，它不僅包括輸入層和隱含層還有輸出層。而且輸入層和輸出層節(jié)點也并不只有一個，隱層的節(jié)點數(shù)也有一層和多層之分[7-8]。如圖1所示。

令LA層節(jié)點ai到LB層節(jié)點br間的連接權(quán)為wirr，LB層節(jié)點br到LC層節(jié)點cj間的連接權(quán)為vrj，Tr為LB層節(jié)點的閾值，θj為LC層節(jié)點的閾值，則LB層中節(jié)點輸出的函數(shù)為：

圖1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)

(1)

LC層中節(jié)點的輸出函數(shù)：

(2)

θjwir具體的BP網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)過程如下：

(1)給wir,vrj,Tr,θj隨機(jī)賦一個較小的值。

(2)對每一模式(A(k)，C(k))(k=l，2，…，p)進(jìn)行下列操作：

①將A(k)的值ai(k)輸入LA層節(jié)點，即成為LA層節(jié)點ai激活值，并按公式(1)和公式(2)依次正向計算。

②計算LC層節(jié)點輸出值cj與期望輸出值cj(k)的誤差：

dj=cj·(1-cj)·(cj(k)-cj)。

(3)

③向LB層節(jié)點反向分配誤差，令：

(4)

④調(diào)整LB層與LC層節(jié)點間連接權(quán)vrj及LC層節(jié)點闕值：

vrj=vrj+a·br·dj；

(5)

θj=θj+a·dj(0

(6)

⑤調(diào)整LA層與LB層節(jié)點間連接權(quán)wir及LB層節(jié)點闕值Tr：

wir=wir+β·ai·er；

(7)

Tr=Tr+β·er(0<β<1)。

(8)

⑥重復(fù)步驟②，直到對于j=l，2，…，n，k=1，2，…，p，誤差EAV變得足夠小。

(9)

其中EAV為訓(xùn)練的目標(biāo)函數(shù)。

3 案例分析

基于對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的主要思想的探究，以及BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在MATLAB中實際應(yīng)用的理解，以美的集團(tuán)為例，根據(jù)年鑒學(xué)習(xí)和集團(tuán)行政部門提供的相關(guān)數(shù)據(jù)見表1，測試數(shù)據(jù)見表2，期望的輸出值見表3。本文將利用MATLAB7.1.2.0(R2011a)軟件提供的工具箱來實現(xiàn)對供應(yīng)商的選擇與評價。

表2 測試數(shù)據(jù)

表3 期望輸出

將歸一化的數(shù)據(jù)MATLAB中，網(wǎng)絡(luò)類型為Feed-forward backprop(前饋)。輸入的數(shù)據(jù)為shuru，訓(xùn)練函數(shù)traingd，輸入層的節(jié)點數(shù)為輸入向量的維數(shù)，也就是供應(yīng)商評價指標(biāo)的個數(shù)20，輸出層節(jié)點個數(shù)為1，表示對供應(yīng)商評價的結(jié)果。隱含層在上文已經(jīng)算出在[6，16]之間，凈反復(fù)訓(xùn)練取14最為妥當(dāng)。從圖2中可以看出，隨著網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練步數(shù)的增加，誤差逐漸的像設(shè)定值擬合，當(dāng)達(dá)到2 887時擬合成功。

訓(xùn)練結(jié)束后，運用MATLAB工具箱中的sim函數(shù)將歸一化后的結(jié)果進(jìn)行仿真，獲得輸出，得到的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測值[9]，如圖3所示。

圖2 訓(xùn)練誤差圖

從表4的預(yù)測值不難看出，各個樣本的網(wǎng)絡(luò)輸出的預(yù)測值與供應(yīng)商的期望輸出值預(yù)測誤差特別小，對于一般的預(yù)測模型而言，這種誤差已經(jīng)在控制范圍內(nèi)而且比較精準(zhǔn)，能夠得到很好的預(yù)測效果，同時也可以說明該模型對供應(yīng)商的選擇與評價具有一定的參考價值，通過樣本訓(xùn)練得到的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以滿足實際應(yīng)用的要求。

基于以上訓(xùn)練結(jié)束，利用歸一化測試數(shù)據(jù)對已經(jīng)訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測試，即對已經(jīng)建立好的函數(shù)進(jìn)行仿真計算，從而得到S6、S7、S8三個供應(yīng)商的網(wǎng)絡(luò)輸出，見表5。

圖3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測值

表4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測結(jié)果

表5 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出

從表5中可以看出，三個備選的供應(yīng)商中S6的預(yù)測值最高，其次是S8、S7。

4 結(jié)論和展望

本文分析了供應(yīng)商選擇與評價在供應(yīng)鏈管理環(huán)境下的重要性，分析供應(yīng)商選擇與評價的影響因素，依據(jù)供應(yīng)商選擇與評價指標(biāo)體系的構(gòu)建原則建立了一個可以為小家電企業(yè)在行業(yè)競爭中處于優(yōu)勢的供應(yīng)商選擇與評價指標(biāo)體系模型，利用MATLAB軟件中的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱對模型進(jìn)行了仿真優(yōu)化，最后將該模型應(yīng)用于美的集團(tuán)的供應(yīng)商選擇與評價中，預(yù)測出了適合企業(yè)的供應(yīng)商，驗證了模型的有效性。該模型的建立，對這一類企業(yè)今后的供應(yīng)商選擇與評價工作的進(jìn)行有一定的借鑒和指導(dǎo)意義。

本文雖然就基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對供應(yīng)商選擇與評價的研究取得了一定成果，但由于研究領(lǐng)域的細(xì)化和市場的變化，對供應(yīng)商的選擇與評價存在很多主觀復(fù)雜因素，所以在今后的研究中希望有機(jī)會并有能力將各種形式的供應(yīng)商全面細(xì)化，使供應(yīng)商選擇與評價研究細(xì)化精準(zhǔn)，使研究結(jié)果更有指向性和針對性。

【參 考 文 獻(xiàn)】

[1]林 勇，馬士華.供應(yīng)鏈管理環(huán)境下供應(yīng)商的綜合評價選擇研究[J].物流技術(shù)，2000，19(5)：56-60.

[2]王浩藝，朱玉杰，劉 黎.基于約束理論的影響供應(yīng)鏈快速響應(yīng)瓶頸分析[J].森林工程，2014，30(2)：162-166.

[3]Dickson G W.Analysis of selection systems and decision[J].Journal of Purchasing，1996(5)：5-17.

[4]Lehmann D Shaughnessy O.Decision criteria used different categories of products[J].Journal of Purchasing Materials Management，1994(6)：9-14.

[5]Hatherall D.A，Purchasing in the pharmaceutical industry[D].UK：Lancaster University，1988.

[6]Weber C A.Current J R，Benton W C.Vendor selection criteria and methods[J].European Journal of Operational Research，1991，50：2-18.

[7]陳建州.物流供應(yīng)商的評價與選擇[D].武漢：華中科技大學(xué)，2005.

[8]柳 鍵.供應(yīng)管理目標(biāo)與供應(yīng)商關(guān)系定位研究[J].商業(yè)經(jīng)濟(jì)與管理，2005(3)：20-23.

[9]陳以新.MATLBA的幾則程序設(shè)計經(jīng)驗[J].計算機(jī)應(yīng)用，1999，19(9)：54-56.