基于大數(shù)據(jù)的電網(wǎng)設(shè)備供應(yīng)商管理評價(jià)方法

李文航， 陳少敏， 戴爭干， 阮國恒， 陳韻

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司清遠(yuǎn)供電局， 廣東， 清遠(yuǎn) 511500)

0 引言

隨著我國現(xiàn)代化進(jìn)程的深入發(fā)展以及國民經(jīng)濟(jì)水平的快速提升，當(dāng)前社會對電力能源的需求量高速增長，國家對電力系統(tǒng)固定資產(chǎn)的投資力度不斷加大，像農(nóng)網(wǎng)建設(shè)、城網(wǎng)改造以及特高壓工程等規(guī)模大、影響廣、難度高、工期緊的工程項(xiàng)目不斷落實(shí)[1]。在這過程中，電網(wǎng)設(shè)備供應(yīng)商作為電力物資的生產(chǎn)制造單位，其提供產(chǎn)品的質(zhì)量、價(jià)格以及進(jìn)度等方方面面都會影響到電力系統(tǒng)的運(yùn)營，因此如何建立科學(xué)有效的電網(wǎng)設(shè)備供應(yīng)商評價(jià)體系，幫助電力物資采購部門挑選合適的產(chǎn)品供應(yīng)商，從而降低電力系統(tǒng)運(yùn)營成本提升電力系統(tǒng)可靠性，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[2-5]。

我國電力系統(tǒng)中設(shè)備的采購成本占到整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)營成本的40%以上。在當(dāng)前電力系統(tǒng)采購物資種類眾多，產(chǎn)品規(guī)格紛繁復(fù)雜，供應(yīng)商資質(zhì)能力良莠不齊的形式下，通過構(gòu)建“來源可查，去向可追，問題可控”的智能化電網(wǎng)設(shè)備供應(yīng)商溯源評價(jià)體系，從而實(shí)現(xiàn)對供應(yīng)商的精細(xì)化管理顯得尤為重要[6]。早期的供應(yīng)商管理采用“監(jiān)控式”的管理方式，采購商只是根據(jù)需求尋找對應(yīng)的供應(yīng)商進(jìn)行物資供應(yīng)，并沒有對其開展系統(tǒng)性評估以及差異化管理，此時(shí)采購和供應(yīng)商管理是相互獨(dú)立的2部分，導(dǎo)致采購商疲于應(yīng)對供應(yīng)商所帶來的質(zhì)量問題。第二階段是“評估式”的管理方式，采購商初步建立起了供應(yīng)商的評估機(jī)制，對供應(yīng)商的關(guān)鍵維度實(shí)現(xiàn)量化評估，并定期將評估結(jié)果反饋從而實(shí)現(xiàn)對供應(yīng)商的分類管理。進(jìn)入21世紀(jì)以后，隨著信息化、智能化的快速發(fā)展，二維碼、RFID等新技術(shù)的普及應(yīng)用使得構(gòu)建智能化電網(wǎng)設(shè)備供應(yīng)商溯源評價(jià)體系成為可能，供應(yīng)商管理正式進(jìn)入“引導(dǎo)式”的管理方式。此階段的關(guān)鍵是在充分考慮企業(yè)中長期發(fā)展需求的基礎(chǔ)上，綜合戰(zhàn)略和運(yùn)營狀況對供應(yīng)商進(jìn)行全面評估，并形成完備的激勵(lì)反饋機(jī)制，從而將與供應(yīng)商的關(guān)系發(fā)展為緊密的上下游協(xié)同關(guān)系以促進(jìn)良性發(fā)展。

本文在已有研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合大數(shù)據(jù)理念與方法，提出一種基于大數(shù)據(jù)的電網(wǎng)設(shè)備供應(yīng)商溯源管理體系及評價(jià)方法。從電力設(shè)備產(chǎn)品屬性和供應(yīng)商屬性2個(gè)維度建立供應(yīng)商分類指標(biāo)體系，進(jìn)而采用主觀賦值法和層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重，實(shí)現(xiàn)對不同供應(yīng)商的科學(xué)評價(jià)和分類，促進(jìn)電網(wǎng)系統(tǒng)的高效健康發(fā)展，提高國際競爭力。

1 基于大數(shù)據(jù)的電網(wǎng)設(shè)備供應(yīng)商管理評價(jià)模型框架

圖1給出了本文所提基于大數(shù)據(jù)的電網(wǎng)設(shè)備供應(yīng)商管理評價(jià)模型，可以看出主要包含以下5部分內(nèi)容。

圖1 基于大數(shù)據(jù)的電網(wǎng)設(shè)備供應(yīng)商管理評價(jià)模型框架

第一部分是電力大數(shù)據(jù)獲取。通常是采用關(guān)鍵字段索引的方式利用網(wǎng)絡(luò)爬蟲等手段實(shí)時(shí)的從供應(yīng)商網(wǎng)站、新聞報(bào)道、網(wǎng)絡(luò)博客等處自動抓取關(guān)鍵字相關(guān)的內(nèi)容并將其轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)化或半結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)保存起來，以供后續(xù)分析使用[7]。

本文采用的大數(shù)據(jù)支持下的網(wǎng)絡(luò)爬蟲流程包括：① 基于XML的方式提供監(jiān)控點(diǎn)支持，通過用戶設(shè)定的訪問規(guī)則實(shí)現(xiàn)對供應(yīng)商網(wǎng)站、新聞報(bào)道、網(wǎng)絡(luò)博客的統(tǒng)一管理；② 爬蟲按照設(shè)定規(guī)則對站點(diǎn)提出訪問請求，待系統(tǒng)響應(yīng)后進(jìn)行深入訪問，提取滿足需要的信息；③ 爬蟲將獲取的信息輸入到后續(xù)模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理。

第二部分是數(shù)據(jù)預(yù)處理。數(shù)據(jù)預(yù)處理主要用于對網(wǎng)絡(luò)爬蟲獲取的電力大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)并糾正數(shù)據(jù)集中存在的錯(cuò)誤。結(jié)合電網(wǎng)設(shè)備供應(yīng)特點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)爬蟲獲取數(shù)據(jù)集中主要存在殘缺數(shù)據(jù)、錯(cuò)誤數(shù)據(jù)和重復(fù)數(shù)據(jù)3種類型問題。對于錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，由于其提供的信息會對評價(jià)方法產(chǎn)生誤導(dǎo)，因此對該類數(shù)據(jù)采取直接丟棄的處理方法；對于重復(fù)數(shù)據(jù)，其提供的信息是冗余的，因此該類數(shù)據(jù)可以合并為一類；對于殘缺數(shù)據(jù)，根據(jù)殘缺信息的多少分別進(jìn)行處理，當(dāng)數(shù)據(jù)缺失率低于50%時(shí)，采用均值填補(bǔ)法，即用缺失數(shù)據(jù)位置前后數(shù)據(jù)的均值進(jìn)行填充，當(dāng)數(shù)據(jù)缺失率高于50%時(shí)，采取直接剔除該組數(shù)據(jù)的方式進(jìn)行處理。

第三部分是評價(jià)指標(biāo)體系。由于電網(wǎng)系統(tǒng)采購規(guī)模較大，涉及的物資種類繁多，既包括像變壓器、斷路器、繼電保護(hù)等電力設(shè)備，涵蓋鐵塔、絕緣子、標(biāo)識牌等不同材料物資，因此為了更好地對供應(yīng)商進(jìn)行合理的分類評估，需要一套科學(xué)完整的供應(yīng)商分類指標(biāo)體系。本文在大數(shù)據(jù)技術(shù)支持下擬從產(chǎn)品和公司2個(gè)維度著手構(gòu)建31項(xiàng)指標(biāo)。

第四部分是權(quán)重計(jì)算模型。指標(biāo)權(quán)重指各個(gè)考察指標(biāo)在總體評價(jià)系統(tǒng)中的相對重要程度和占比大小。根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)思想，可以將每個(gè)指標(biāo)的權(quán)重約束在0～1范圍內(nèi)。本文采用主觀賦值法和層次分析法作為權(quán)重計(jì)算模型。

第五部分是供應(yīng)商評價(jià)及分類。將權(quán)重計(jì)算模型得到的每個(gè)指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行綜合得到該供應(yīng)商的得分，按照得分從高到低的方式將供應(yīng)商分為A、B、C三類，并針對各供應(yīng)商的優(yōu)缺點(diǎn)對其進(jìn)行差異化管理，引導(dǎo)其進(jìn)行良性發(fā)展。

2 基于大數(shù)據(jù)的電網(wǎng)設(shè)備供應(yīng)商評價(jià)指標(biāo)體系

結(jié)合電力系統(tǒng)運(yùn)維特點(diǎn)和當(dāng)前已有研究成果，本文從電力物資產(chǎn)品屬性和供應(yīng)商公司屬性2個(gè)維度構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)的供應(yīng)商評價(jià)指標(biāo)體系如表1所示。由表1可以看出，產(chǎn)品維度又被細(xì)分為物資重要性、產(chǎn)品成熟度、采購需求3個(gè)一級指標(biāo)。其中，物資重要性是衡量電力系統(tǒng)建設(shè)與發(fā)展對該物資依賴程度高低的指標(biāo)，對其繼續(xù)細(xì)化又可以將該指標(biāo)劃分為技術(shù)參數(shù)和可替代性2項(xiàng)二級指標(biāo)；產(chǎn)品成熟度是用于衡量產(chǎn)品供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)情況的指標(biāo)，產(chǎn)品成熟度越高，表明市面上可供選擇的供應(yīng)商越多，同樣進(jìn)一步細(xì)化可以將其分解為產(chǎn)品產(chǎn)能，交貨時(shí)間，生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品合格率等4項(xiàng)二級指標(biāo)；采購需求用于衡量物資產(chǎn)品的采購規(guī)模大小，又可以分為采購單價(jià)、投標(biāo)報(bào)價(jià)、成本價(jià)格和采購數(shù)量等4項(xiàng)二級指標(biāo)。

表1 供應(yīng)商評價(jià)指標(biāo)體系

供應(yīng)商公司維度包括公司規(guī)模、技術(shù)能力、履約及售后服務(wù)能力、人才隊(duì)伍、財(cái)務(wù)狀況和質(zhì)量管理等方面。其中，公司規(guī)模是公司實(shí)力的一種衡量指標(biāo)，包括注冊資本、員工數(shù)量、園區(qū)面積、生產(chǎn)制造及試驗(yàn)設(shè)備保有量和年產(chǎn)值等5項(xiàng)二級指標(biāo)；技術(shù)能力能夠衡量公司的技術(shù)水平及自主知識產(chǎn)權(quán)情況，包括專利數(shù)量、獲獎(jiǎng)情況、研發(fā)投入等3項(xiàng)二級指標(biāo)；履約及售后服務(wù)能力能夠衡量公司在合同簽訂后的技術(shù)支持和出現(xiàn)問題后售后服務(wù)等方面，包括訂單完成率、按時(shí)交貨率、售后響應(yīng)速度和解決問題耗時(shí)等4項(xiàng)二級指標(biāo)；人才隊(duì)伍主要由員工受教育程度、教育培訓(xùn)次數(shù)和研發(fā)人員占比等3項(xiàng)二級指標(biāo)構(gòu)成；財(cái)務(wù)狀況反映了公司的運(yùn)營狀態(tài)、獲利及發(fā)展能力等情況，可以分為現(xiàn)金流、負(fù)債率和毛利率3項(xiàng)二級指標(biāo)；質(zhì)量管理能夠反映出公司生產(chǎn)管理、試驗(yàn)驗(yàn)證及工藝執(zhí)行等方面的業(yè)務(wù)水平和能力，包含質(zhì)量等級、工藝等級和試驗(yàn)驗(yàn)證能力3項(xiàng)二級指標(biāo)。

3 基于大數(shù)據(jù)的電網(wǎng)設(shè)備供應(yīng)商權(quán)重計(jì)算模型

3.1 主觀賦值法

由于電網(wǎng)設(shè)備種類繁多，通常難以采用固定模型給出每個(gè)指標(biāo)的客觀得分，可以直接由業(yè)內(nèi)專家根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際情況對每個(gè)指標(biāo)進(jìn)行打分，這種方法即為主觀賦值法，具有操作簡單、原理清晰等特點(diǎn)，是當(dāng)前綜合評價(jià)體系中應(yīng)用最為廣泛的一種方法。根據(jù)側(cè)重點(diǎn)不同，主觀賦值法又可以分為直推型和反推型2種，其中直推型以特征值法為代表，根據(jù)評價(jià)者對評價(jià)指標(biāo)的重要程度認(rèn)識設(shè)置權(quán)重系數(shù)，而反推型從結(jié)果出發(fā)，以此為導(dǎo)向計(jì)算權(quán)重系數(shù)，典型方法為方案偏好法。

3.2 層次分析模型

由于不同專家的知識儲備，工程經(jīng)驗(yàn)和業(yè)務(wù)偏好存在較大差異，因此其對不同指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)打分會呈現(xiàn)出明顯的主觀性，因此主觀賦值法得到的權(quán)值在實(shí)際工程應(yīng)用中并不能直接使用，本文將其作為層次分析模型的輸入初值，利用層次分析模型進(jìn)行定量的權(quán)重計(jì)算[8]。

對于一組給定的權(quán)重初值：u1,u2,…,uN，其判斷矩陣P可以表示為

(1)

其中，uij,i,j=1,2,…N表示ui和uj在某一準(zhǔn)則下重要性值。對P進(jìn)行特征值分解，并計(jì)算得到最大特征值λmax對應(yīng)的特征向量w，即：

Pw=λmaxw

(2)

對w進(jìn)行歸一化處理，作為評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重分配。之后利用如下隨機(jī)一致性比率CR方法對權(quán)重分配的合理性進(jìn)行驗(yàn)證，其計(jì)算公式為

(3)

其中，CI=(λmax-N)/(N-1)，RI為平均隨機(jī)一致性指標(biāo)。對于給定判斷矩陣P，當(dāng)其計(jì)算得到的CR<0.1則認(rèn)為P具有滿足要求的一致性，否則需要對其中元素進(jìn)行調(diào)整，直至滿足要求。此時(shí)根據(jù)式(2)計(jì)算得到的特征向量w歸一化后即為不同指標(biāo)的權(quán)值。

4 應(yīng)用實(shí)例

以某省級電網(wǎng)公司的10家供應(yīng)商數(shù)據(jù)為例對所提方法的性能進(jìn)行驗(yàn)證，10家供應(yīng)商分別為電力設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)供應(yīng)商1(C1)、220 kV及以上供電線纜供應(yīng)商2(C2)、220 kV及以下絕緣子供應(yīng)商3(C3)、電力設(shè)備報(bào)警系統(tǒng)供應(yīng)商4(C4)、計(jì)算機(jī)綜合處理系統(tǒng)供應(yīng)商5(C5)、500 kV鐵塔供應(yīng)商6(C6)、開關(guān)電柜供應(yīng)商7(C7)、500 kV及以下變壓器供應(yīng)商8(C8)、電力標(biāo)識供應(yīng)商9(C9)、電容電阻供應(yīng)商10(C10)。根據(jù)所述方法計(jì)算流程，首先利用爬蟲算法抓取10家供應(yīng)商近3年的產(chǎn)品和公司運(yùn)維數(shù)據(jù)構(gòu)成數(shù)據(jù)庫，然后采用專家討論并在線打分的方式給出表1所示每項(xiàng)指標(biāo)的主觀權(quán)重得分，從而確定分類權(quán)值。之后將主觀權(quán)重得分作為層次分析模型的輸入，根據(jù)3.2小節(jié)所示步驟利用MATLAB軟件分別計(jì)算得到每個(gè)供應(yīng)商的得分如表2所示。由表2可以看出，綜合得分從高到低依次為C7、C9、C6、C3、C8、C10、C5、C2、C4、C1。

表2 供應(yīng)商綜合得分

綜合上述分析，可以對10家供應(yīng)商進(jìn)行分類評價(jià)，其中C7、C9和C6為A級供應(yīng)商，C3、C8、C10和C5為B級供應(yīng)商，C2、C4和C1為C級供應(yīng)商，所得結(jié)果與電力物資采購部門給出的評估結(jié)果一致，驗(yàn)證了本文所提方法的有效性。在后續(xù)工作中，可以根據(jù)每個(gè)級別供應(yīng)商的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)分別開展差異化和個(gè)性化的合作與管理，幫助其提升服務(wù)水平，從而達(dá)到供應(yīng)商與電力公司合作共贏，共同發(fā)展的目的。

5 總結(jié)

本文在當(dāng)前已有研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合大數(shù)據(jù)理念方法并遵循供應(yīng)商評價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建原則，提出由電力大數(shù)據(jù)獲取、評價(jià)指標(biāo)體系、權(quán)重計(jì)算和供應(yīng)商評價(jià)及分類4部分組成的供應(yīng)商管理評價(jià)模型框架。該模型利用網(wǎng)絡(luò)爬蟲實(shí)時(shí)且自動化的獲取供應(yīng)商產(chǎn)品屬性和公司屬性2個(gè)維度的數(shù)據(jù)，進(jìn)而構(gòu)建2級31種具體評價(jià)指標(biāo)體系，采用主觀賦值和層次分析模型相結(jié)合的方式對不同供應(yīng)商的權(quán)重進(jìn)行計(jì)算從而得到綜合得分，最終實(shí)現(xiàn)對不同供應(yīng)商定量評估的目標(biāo)，有助于推動電網(wǎng)企業(yè)的快速、穩(wěn)定發(fā)展并提升國際競爭力。