大數(shù)據(jù)時電企業(yè)燃煤庫存優(yōu)化分析

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關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；庫存管理；供應(yīng)鏈管理

引言

電力的安全生產(chǎn)和可靠供應(yīng)關(guān)系著人民美好生活的質(zhì)量與經(jīng)濟社會的穩(wěn)定發(fā)展，尤其是在疫情防控新增的各種用電需求及全社會復(fù)工復(fù)產(chǎn)的關(guān)鍵階段，保障電力的安全供應(yīng)尤為重要，而燃煤庫存的控制與管理直接決定著發(fā)電企業(yè)的安全生產(chǎn)與健康運營，通過建立科學(xué)合理的燃煤庫存既可以調(diào)節(jié)供求差異，對供貨時間等不確定因素進行緩沖[1]，提高安全運行效率，又可以通過減少不必要的燃煤庫存積壓，降低資金成本，提升資金流轉(zhuǎn)效率，促使發(fā)電企業(yè)在市場競爭中保持健康可持續(xù)發(fā)展。因此研究發(fā)電企業(yè)燃煤庫存，對燃煤庫存管理中存在的問題進行優(yōu)化，進而保持科學(xué)、合理的庫存水平對發(fā)電企業(yè)乃至全社會都有重要意義。當(dāng)前，互聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)技術(shù)正在快速更新迭代，我國數(shù)字化經(jīng)濟、大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略也在加速推進[2]，發(fā)電企業(yè)傳統(tǒng)的燃煤庫存管理手段、方式及技術(shù)水平已經(jīng)無法滿足安全生產(chǎn)風(fēng)險的全面防控以及增效能力的快速挖掘。在中共中央政治局第二次集體學(xué)習(xí)時作出重要部署：“推動大數(shù)據(jù)技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展、構(gòu)建以數(shù)據(jù)為關(guān)鍵要素的數(shù)字經(jīng)濟、運用大數(shù)據(jù)提升國家治理現(xiàn)代化水平、運用大數(shù)據(jù)促進保障和改善民生、切實保障國家數(shù)據(jù)安全”。的重要部署為發(fā)電企業(yè)燃煤庫存管理提供了新的理念并指明了未來大數(shù)據(jù)背景下庫存管理的發(fā)展方向。同時，由于大數(shù)據(jù)、云計算等現(xiàn)代信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，數(shù)據(jù)收集、處理的能力快速增強，海量數(shù)據(jù)資源的寶貴價值被挖掘出來，過去對于大量數(shù)據(jù)無法有效利用的發(fā)電企業(yè)獲得新的發(fā)展契機，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)將大量的異構(gòu)數(shù)據(jù)、多業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行整合處理，形成有效的數(shù)據(jù)流，使得數(shù)據(jù)在庫存管理中發(fā)揮更大的價值。目前，國內(nèi)外對于庫存管理的研究文獻較多，但將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用到庫存管理的研究文獻較少。張斌琪（2018）[3]在大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)大發(fā)展的背景下，提出了中小型企業(yè)開發(fā)庫存管理數(shù)據(jù)平臺，分析了安全庫存的建立和供應(yīng)商的融合。陳錦回等（2019）[4]認(rèn)為將大數(shù)據(jù)與供應(yīng)鏈庫存管理融合可以增強供應(yīng)鏈的韌性，提升供應(yīng)鏈的利潤。楊冰雪（2018）[5]對大數(shù)據(jù)環(huán)境下煤礦企業(yè)的材料管理進行了探討，并分析了存在的問題。褚蘭蘭（2017）[6]分析了大數(shù)據(jù)技術(shù)對庫存的影響，并討論了出入庫與庫存調(diào)配的優(yōu)化路徑。對于企業(yè)庫存管理中無法處理數(shù)據(jù)“多”、“雜”、“亂”的問題時，鄭小波（2020）[7]認(rèn)為構(gòu)建庫存管理大數(shù)據(jù)分析平臺可以有效利用數(shù)據(jù)、發(fā)掘數(shù)據(jù)價值。通過對現(xiàn)有文獻的研究發(fā)現(xiàn)，對于將大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)應(yīng)用到燃煤庫存管理的研究尚處于空白，因此有必要在此領(lǐng)域展開研究彌補空缺。本文對大數(shù)據(jù)環(huán)境下發(fā)電企業(yè)燃煤庫存管理優(yōu)化進行了研究，首先對當(dāng)前燃煤庫存管理問題進行分析，指出燃煤需求預(yù)測不準(zhǔn)確將會給企業(yè)帶來生產(chǎn)風(fēng)險與成本負(fù)擔(dān)，對此作者借助大數(shù)據(jù)技術(shù)構(gòu)建燃煤預(yù)測大數(shù)據(jù)平臺；同時針對庫存信息傳遞效率低下、企業(yè)與供應(yīng)鏈交互性差的問題，建立供應(yīng)鏈管控的庫存管理系統(tǒng)，加速企業(yè)同信息共享，實現(xiàn)庫存最優(yōu)決策。

1燃煤庫存管理在大數(shù)據(jù)時代所面臨的問題

1.1燃煤需求預(yù)測不準(zhǔn)確

發(fā)電企業(yè)庫存管理相較于一般工商業(yè)企業(yè)更加復(fù)雜，為了保證電力的安全持續(xù)供應(yīng)，燃煤庫存不允許出現(xiàn)缺貨的現(xiàn)象發(fā)生，電廠停機造成的損失是不可預(yù)估的。因此，鑒于燃煤庫存管理的特殊性，燃煤需求的精準(zhǔn)預(yù)測是解決安全生產(chǎn)的重要抓手。燃煤需求預(yù)測具體包括兩方面內(nèi)容：對于燃煤需求用量的把控，即預(yù)測需求量與實際需求量保持平衡，預(yù)測量高于實際需求量，則會造成庫存積壓，反之則無法滿足生產(chǎn)需要[8]。一直以來發(fā)電企業(yè)受限于技術(shù)和管理水平的影響，無法精準(zhǔn)獲取不同區(qū)域、不同時間段的需求信息，無法對大量需求相關(guān)的異構(gòu)數(shù)據(jù)進行整合處理，對于燃煤需求無法準(zhǔn)確響應(yīng)，很多企業(yè)選擇對燃煤進行飽和式采購來應(yīng)對生產(chǎn)需求[9]，在庫存中積壓了大量的資金成本，降低了資金周轉(zhuǎn)速率[10]，為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展帶來隱患。對于燃煤需用品種的把控，發(fā)電燃煤不僅對數(shù)量有要求，對品種與質(zhì)量也有限制，要充分考慮燃煤品種的匹配性，即燃煤的品種要同燃煤鍋爐型號相匹配，并且要考慮燃煤的經(jīng)濟性、適用性等實際情況，要對燃煤的產(chǎn)地、質(zhì)量、運費等各方面因素進行綜合分析。傳統(tǒng)的發(fā)電企業(yè)在編制燃煤需求計劃時，往往直接采用過去的燃料計劃，對于影響生產(chǎn)計劃的變動因素沒有綜合考慮，未能對市場需求、生產(chǎn)需求和銷售計劃進行分析，進而影響庫存的合理布局，造成安全生產(chǎn)隱患。

1.2庫存信息傳遞效率低下，同供應(yīng)鏈交互性差

目前，很多發(fā)電企業(yè)都在進行庫存信息化建設(shè)，不斷應(yīng)用新的信息軟件開發(fā)系統(tǒng)，取得了不小的進步，庫存信息化水平不斷提高。當(dāng)前主流的庫存信息化管理方式是通過連續(xù)監(jiān)測庫存內(nèi)部的控制系統(tǒng)，所發(fā)揮的作用主要是實時監(jiān)測倉儲中各種燃料的剩余量，當(dāng)庫存內(nèi)部的剩余量低于安全庫存時，則向采購部門發(fā)出通知，采購部門進行采購，補充存貨[11]。但隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的深入應(yīng)用，多業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的不斷融合，現(xiàn)有的信息管理方式的整體效率和實際作用效果都存在著明顯的不足，無法滿足精準(zhǔn)、智能和高效的庫存控制，例如對于燃煤鍋爐匹配的燃煤無法進行準(zhǔn)確控制，在配煤摻燒后的熱值無法達到鍋爐于負(fù)荷需要，引發(fā)熄火或負(fù)荷不足的生產(chǎn)事故。同時，由于發(fā)電企業(yè)庫存信息系統(tǒng)只是單一地服務(wù)于采購部門，未能將庫存信息在內(nèi)外部供應(yīng)鏈中及時共享，庫存信息在內(nèi)外部供應(yīng)鏈中存在信息傳遞障礙問題。在外部供應(yīng)鏈中，信息傳遞障礙引發(fā)“牛鞭效應(yīng)”[12]，供應(yīng)鏈中各節(jié)點的發(fā)電企業(yè)獨立的庫存管理引起最終的需求變異逐步放大，導(dǎo)致上游煤炭企業(yè)維持較高的庫存水平，不僅要支付資金占用成本，還造成了大量的機會成本[13]。上游煤炭企業(yè)成本的激增帶來煤炭價格的上揚，導(dǎo)致整個供應(yīng)鏈整體績效不佳。同時，信息傳遞障礙使得發(fā)電企業(yè)無法及時收集供應(yīng)鏈中的信息。及時獲取外部信息對于庫存管理十分重要，當(dāng)外部環(huán)境出現(xiàn)變化時，如電煤供應(yīng)鏈中的上游企業(yè)出現(xiàn)停產(chǎn)或在運輸過程中由于天氣等不可抗力造成運輸停滯，發(fā)電企業(yè)庫存管理部門無法及時獲取庫存相關(guān)外部信息，對于不確定因素的風(fēng)險不能及時把控，則會造成生產(chǎn)事故。在內(nèi)部供應(yīng)鏈中，信息傳遞障礙使得發(fā)電企業(yè)中的物資管理部門及其他有關(guān)部門不能及時獲取燃煤庫存的最新信息，信息不通暢導(dǎo)致各個部門間各自運作、分散運行，直接影響企業(yè)內(nèi)部的資源調(diào)配與管理[14-15]，加重了企業(yè)的生產(chǎn)成本。

2大數(shù)據(jù)時代下燃煤庫存管理的優(yōu)化

2.1構(gòu)建發(fā)電企業(yè)燃煤預(yù)測大數(shù)據(jù)平臺

當(dāng)前，由于數(shù)據(jù)采集、存儲、分析等技術(shù)的迅猛發(fā)展，對于需求預(yù)測所需的海量數(shù)據(jù)獲取以及數(shù)據(jù)處理速度的能力大大加強，對于傳統(tǒng)發(fā)電企業(yè)燃煤需求預(yù)測不精確的問題也出現(xiàn)解決的曙光。本文將運用大數(shù)據(jù)技術(shù)，構(gòu)建發(fā)電企業(yè)燃煤預(yù)測大數(shù)據(jù)平臺。如圖1所示，該平臺由相關(guān)數(shù)據(jù)收集模塊、大數(shù)據(jù)挖掘分析模塊、預(yù)測建模模塊、編制需求計劃報表四大模塊組成，四大模塊借助較為成熟的大數(shù)據(jù)技術(shù)來最終實現(xiàn)發(fā)電企業(yè)燃煤需求的精準(zhǔn)預(yù)測。正確掌握需求變化的原因是準(zhǔn)確預(yù)測的關(guān)鍵，通過對影響發(fā)電燃煤需求的因素進行分析，發(fā)現(xiàn)主要影響因素可以歸納為內(nèi)部因素與外部不確定性因素，在數(shù)據(jù)收集模塊中通過采用多網(wǎng)融合技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫資源，采集內(nèi)外部影響因素的數(shù)據(jù)信息。內(nèi)部采集的數(shù)據(jù)主要包括：燃煤庫存現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、燃煤采購歷史數(shù)據(jù)、消耗歷史數(shù)據(jù)、不同燃煤品種對生產(chǎn)影響程度權(quán)重、生產(chǎn)任務(wù)數(shù)據(jù)；外部采集的數(shù)據(jù)主要包括：煤炭采購地區(qū)產(chǎn)量、運輸狀態(tài)、消費地電源結(jié)構(gòu)、氣候環(huán)境、政策變化等。由于數(shù)據(jù)采集的廣度與頻度大大提高，數(shù)據(jù)庫的伸縮性顯著增強，數(shù)據(jù)采集的難度與成本顯著降低。將采集的內(nèi)外部數(shù)據(jù)輸入至大數(shù)據(jù)挖掘分析模塊（如圖1），該模塊將應(yīng)用包括模式識別、大規(guī)模并行處理數(shù)據(jù)庫、互聯(lián)網(wǎng)可擴展的存儲系統(tǒng)以及分布式文件系統(tǒng)等多個領(lǐng)域的技術(shù)。大數(shù)據(jù)挖掘分析模塊將對采集到的大量結(jié)構(gòu)化或者非結(jié)構(gòu)化的異構(gòu)數(shù)據(jù)進行挖掘分析，將從數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)體量、數(shù)據(jù)密度、從屬關(guān)系、相關(guān)關(guān)系等多個維度出發(fā)，利用聚類算法、關(guān)聯(lián)規(guī)則算法、ARAM算法和改進的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行計算分析，整合分析各異構(gòu)數(shù)據(jù)庫之間的關(guān)聯(lián)性，提取異構(gòu)數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，同時將對影響燃煤需求的無關(guān)干擾因素進行剔除，進而建立燃煤需求關(guān)聯(lián)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)。大數(shù)據(jù)挖掘分析模塊在對數(shù)據(jù)進行處理時，為了提高處理效率，采用分級處理分析模式，模塊將根據(jù)數(shù)據(jù)資源的優(yōu)先級程度，選擇對優(yōu)先級高的數(shù)據(jù)進行優(yōu)先處理，滿足了系統(tǒng)化的處理體系，提高了運行效率。同時，大數(shù)據(jù)挖掘分析模塊考慮到數(shù)據(jù)收集模塊可能采集到錯誤數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)挖掘分析模塊會對數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控，實時關(guān)注數(shù)據(jù)出現(xiàn)的變化，及時將信息反饋給數(shù)據(jù)收集模塊，使得采集的數(shù)據(jù)盡可能完善，為數(shù)據(jù)處理的精確性提供保障。在確定各個影響因素關(guān)系的基礎(chǔ)上，構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)的燃煤需求計劃模型，該模型將實現(xiàn)對燃煤需求中長期預(yù)測及短期預(yù)測，為了提高燃煤需求計劃模型的預(yù)測精度，將同步進行預(yù)測跟蹤反饋，即將需求預(yù)測的結(jié)果提供給物資需求部門，物資需求部門根據(jù)實際的燃煤需求信息反饋給預(yù)測建模模塊，通過分析比對燃煤預(yù)測結(jié)果與實際采購情況，以及結(jié)合物資需求部門的建議及時修正燃煤需求計劃模型的參數(shù)，逐步提高預(yù)測預(yù)測精度。在獲取燃煤需求預(yù)測的數(shù)據(jù)后，運用改進的ABC分類法，對燃煤的數(shù)量、品種、質(zhì)量和價格進行歸類，將使用范圍廣、使用頻率高、價格低、質(zhì)量佳的燃煤進行排列，編制年度、月度燃煤需求計劃。

2.2構(gòu)建供應(yīng)鏈管控的庫存管理系統(tǒng)

供應(yīng)鏈管理體系架構(gòu)的主要思想是借助大數(shù)據(jù)技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過對供應(yīng)鏈各節(jié)點企業(yè)庫存進行集成化、智能化管控，使傳統(tǒng)的發(fā)電企業(yè)燃煤庫存同供應(yīng)鏈進行深度融合，從而實現(xiàn)燃煤最優(yōu)庫存決策的制定[16]；同時，在內(nèi)外部供應(yīng)鏈完全信息共享下實現(xiàn)信息的快速傳遞，最終提升整個供應(yīng)鏈的整體績效。在供應(yīng)鏈管控的庫存管理系統(tǒng)構(gòu)建過程中，大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的成熟應(yīng)用為整體供應(yīng)鏈高效化、數(shù)字化管控提供了技術(shù)支撐。該系統(tǒng)的總體框架由兩大模塊構(gòu)成（如圖2）：供應(yīng)鏈大數(shù)據(jù)處理與共享平臺和倉儲管理平臺。供應(yīng)鏈大數(shù)據(jù)處理與共享平臺是將供應(yīng)鏈運作各環(huán)節(jié)企業(yè)的物資信息全方位收集到數(shù)據(jù)庫中，平臺的中央處理器將對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行分析處理，在充分考慮各節(jié)點企業(yè)的切身利益和整個供應(yīng)鏈的績效最大化的基礎(chǔ)上，制定最優(yōu)的庫存決策，確定各節(jié)點企業(yè)的最佳庫存水平。平臺將處理后的結(jié)果反饋給各企業(yè)，發(fā)電企業(yè)針對平臺的建議結(jié)合自身的實際情況調(diào)整庫存。同時，為了實現(xiàn)供應(yīng)鏈中的信息的快速傳遞，平臺將對各節(jié)點企業(yè)開放數(shù)據(jù)庫權(quán)限，各企業(yè)通過這個第三方模式的信息平臺獲取上下游企業(yè)庫存信息，及時調(diào)整自身的庫存策略。倉儲管理平臺（如圖2）主要針對發(fā)電企業(yè)內(nèi)部的庫存管理，將具備兩大功能：對燃煤庫存的智能追蹤，即對燃煤庫存數(shù)量、種類、價格等進行全方位的識別和包括燃煤出入庫、庫存盤點、庫存補充等全流程的追蹤管理，采用RFID技術(shù)[17]、無線傳感技術(shù)等實現(xiàn)動態(tài)地對庫存中燃煤的感知、定位、識別與計量。并且將采集的各項庫存數(shù)據(jù)上傳至供應(yīng)鏈大數(shù)據(jù)處理與共享平臺中，加快庫存信息在供應(yīng)鏈中的傳遞，方便供應(yīng)鏈大數(shù)據(jù)處理與共享平臺中對數(shù)據(jù)收集與處理。制定最優(yōu)的庫存決策，并進行可視化展現(xiàn)。通過對供應(yīng)鏈大數(shù)據(jù)處理與共享平臺庫存反饋的庫存決策信息，企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)及時調(diào)整進貨策略，保持最優(yōu)庫存量，實現(xiàn)平衡庫存及精準(zhǔn)化采購，改善燃煤庫存結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對燃煤庫存的最優(yōu)控制。同時，倉儲管理平臺將庫存的各項數(shù)據(jù)及采購策略在企業(yè)內(nèi)部供應(yīng)鏈中進行共享，各部門通過瀏覽器訪問倉儲管理平臺，實時查詢庫存信息，進而在企業(yè)內(nèi)部形成完善的信息流，強化企業(yè)內(nèi)部合作，提高資源調(diào)配效率。

3結(jié)語

大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的快速發(fā)展與應(yīng)用對發(fā)電企業(yè)燃煤庫存管理提出了更高的要求，同時也是燃煤庫存管理優(yōu)化的重要契機，利用大數(shù)據(jù)等技術(shù)對燃煤需求進行精準(zhǔn)預(yù)測，并加速供應(yīng)鏈中信息的傳遞速度，提升發(fā)電企業(yè)燃煤庫存的精準(zhǔn)管控，為今后發(fā)電企業(yè)燃煤庫存優(yōu)化提供了新的理念與方向，具有一定的借鑒意義。但對于具體的落地實施以及后續(xù)的技術(shù)推廣等方面還有待更深入的研究。通過后續(xù)的研究，本文將最終致力于建立發(fā)電企業(yè)燃煤庫存優(yōu)化大數(shù)據(jù)治理模式。

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作者：高揚 王輝 單位：華北電力大學(xué)