基于计算实验的供应链不确定性建模及其优化研究

江苏大学硕士学位论文基于计算实验的供应链不确定性建模及其优化研究姓名：孟庆峰申请学位级别：硕士专业：管理科学与工程指导教师：刘秋生20090604基于计算实验的供应链不确定性建模及其优化研究作者：孟庆峰学位授予单位：江苏大学相似文献(6条)1.期刊论文张军计算实验报告的书写规范-实验技术与管理2010,27(5)计算实验是科学研究的有效方法之一,实验报告是对实验研究的记录和总结.按照规范的格式书写计算实验报告,有助于研究者清晰地描述实验过程、表达思想、交流成果.就计算实验报告书写的一般方法进行讨论,主要分析计算实验报告包括那些项目,每个项目中包括那些内容,如何描述和表达这些内容,有哪些注意事项等问题.2.期刊论文李荧玉.崔文田.LIYing-yu.CUIWen-tian用期权调整补货和退货的供应链契约模型-预测2006,25(6)本文针对生产提前期较长,市场波动较大的一类供应链,引入期权的思想来调整零售商的订货数量.通过综合考虑看涨期权和看跌期权,零售商可灵活进行补货和退货.同时分析了期权的引入对供应商、零售商以及整个供应链利润的影响.通过模拟计算实验说明期权的引入能够增加各方的利润,并且能够使供应链更好地适应市场需求的波动变化,增加了供应链的柔性.3.学位论文李建祥钢铁供应链生产计划与调度问题研究2004钢铁工业是国民经济的支柱产业，在国民经济的发展中发挥着重要的和基础性的作用。随着全球经济的一体化，钢铁企业面临着日益激烈的竞争，并且竞争规则已经发生改变，传统上是同行业中的单个企业间的竞争，现在已经变为整个供应链之间的竞争。钢铁工业与其它行业一样，为了降低成本、提高质量和服务水平、快速响应市场、应对竞争规则的改变，从而赢得竞争，开始加强内部各部门之间及与供应链上的其它企业的合作，进行供应链管理。在整个供应链中，生产计划与控制系统处于核心地位，其功能的强弱直接影响到供应链管理的成败。本文作为国家“九五”科技攻关课题资助项目(97-562-01-05)和国家自然科学基金项目(70171030)的相关研究课题，对钢铁供应链中的生产计划与调度问题进行了研究。研究内容包括以下两方面：一是关于钢铁企业内部供应链的生产计划与调度问题，二是关于钢铁企业外部供应链的生产计划与调度问题。对于前者的研究，以钢管为主线，首先研究了钢管生产计划问题，然后研究了单阶段钢管生产调度问题(热轧调度问题和管加工调度问题)和多阶段钢管生产调度问题(钢管协调生产调度问题)，最后在上述研究的基础上，设计开发了钢管生产计划与调度决策支持系统。对于后者的研究，以矿石为主线，首先研究了矿石配料问题(高炉生产计划问题)，然后研究了矿石开采问题(露天矿生产调度问题)，最后在上述研究的基础上，研究了矿山和高炉生产二者协调生产计划问题。具体研究内容包括：钢管主生产计划问题。建立了钢管主生产计划的混合整数线性规划模型。该模型可归结为多阶段多产品带有能力约束的批量问题。鉴于该问题求解的NP难性，在两种基于线性规划的启发式算法——SFH(Single-FractionalHeuristic)和MFH(Multi-FractionalHeuristic)算法的基础上，分别提出了对应的改进算法。仿真实验结果表明：两种改进算法分别优于对应的原算法。钢管热轧调度问题。热轧调度问题可以归结为“具有提前/拖期惩罚的批调度”问题。建立了该问题的混合整数非线性规划模型。该模型将提前/拖期惩罚引入目标函数中，考虑了合同准时交货问题，而已有模型未考虑交货期影响。提出了给定合同排序下的最优组批方式并进行了证明，实现了问题的转化并建立了转化问题的数学模型。设计了求解模型的遗传算法，仿真实验验证了模型和算法的有效性。管加工调度问题。管加工调度问题可以归结为“带运输和机器相关设置时间的最小总加权拖期的无等待并行流水车间调度”问题。建立了大规模的混合整数规划模型。通过提出的变换方法简化和降低了模型的规模。针对此模型，提出并开发了适合此问题的遗传算法。通过实验比较六种规则调度方法及遗传算法的性能。计算结果表明，规则调度不适合求解此类问题，而遗传算法性能较好。钢管协调生产调度问题。基于上述热轧钢管调度和管加工调度的研究，建立了钢管四个生产阶段的协调生产调度多目标规划模型。针对此模型，提出了一种基于瓶颈资源的分级计算启发式方法。该方法既能实现一定程度的整体优化，又能降低求解的难度，能较好地满足实际需要。钢管生产计划与调度决策支持系统开发。基于上述钢管生产计划与调度问题的研究成果，为天津钢管公司设计开发了钢管生产计划与作业调度决策支持系统。介绍了系统的总体设计目标、设计思想、设计方案和实现方案。高炉生产计划问题。高炉生产计划问题实质是一个复杂的物料配比问题。在借鉴了已有的优化模型基础上，考虑了高炉生产的新工艺以及钢铁企业管理的新特点，建立了一个多品种分时间段的高炉生产计划线性规划模型。实例计算表明了模型的有效性。露天矿生产调度问题。数学规划方法得到的露天矿生产调度在实际生产中往往不可行。从改善模型本身的角度试图解决该问题。为此引入开采区域规整性概念用以表示模型结果的现实可行性，并提出两种开采区域规整性测度：基于周长的规整性测度和基于距离的规整性测度。将它们作为目标函数添加到一般的露天矿生产调度模型中，建立了两个具有现实性目标的露天矿生产调度模型。计算实验表明，具有现实性目标的露天矿生产调度模型可以获得较现实可行的露天矿生产调度。钢铁供应链协调生产计划问题。基于上述高炉生产计划和露天矿生产调度的研究，首次建立了矿山和高炉生产协调生产计划的混合整数非线性规划模型。模型集成了采矿、选矿和高炉炼铁三个环节的生产计划，并将运输计划集成到生产计划中。提出了一种变换方法，将混合整数非线性规划问题转化为多个线性规划问题分别进行求解，降低了求解难度。实例计算表明了模型的有效性。4.学位论文杨扬基于Multi-Agent的人工物流系统构建及关键技术研究2006近年来,我国物流发展很快,如何建立高效的、有竞争力的社会物流系统已成为我国物流发展的重要问题。随着现代物流经济的区域化、协同化趋势，物流研究呈现出企业层面和社会层面的融合趋势。然而从目前国内外针对这两大层面研究概况来看，由于各自站的角度不同关注的焦点也不一样，出现了研究过程中两个层面研究脱节的现象，具体体现在社会物流概念体系尚不完善、缺乏社会物流系统经济演化机理研究、研究层面的结构性失衡以及研究视角和方法的缺陷等方面。特别是对于社会物流研究的基础理论和方法仍处于初级阶段,尚缺乏系统性的理论支持。本文针对现有研究层面研究结构失衡衔接脱节的弱点，突破传统数学建模的框架，运用相关学科的最新成果，采用学科交叉的方式，建立新的研究方法和体系。本文试图将复杂适应系统理论、人工科学、人工系统、计算实验、博弈论等新的理论运用到物流系统研究中，构建基于Multi-Agent技术的人工物流系统框架体系，并对涉及的关键技术进行探讨。本文主要开展了以下研究内容：1.通过对国内外物流系统研究层面和进程的总结,概述了社会物流层面和企业物流层面各自的研究重点，分析和总结了目前两大层面研究衔接上的缺陷，提出了采用基于Agent技术构建人工物流系统的新的研究思路。2.分析物流系统和复杂适应系统在内在特点上所具有的一致性，依据复杂适应系统理论证实物流系统是一个复杂适应系统，因此采用复杂适应系统理论对物流系统进行研究具有科学性和可行性。基于复杂适应系统理论，分析了物流复杂系统的特征和机制，指出主体间的相互作用和主体与环境的相互适应是导致物流系统涌现出复杂性的主要原因。3.提出了人工物流系统的概念，通过抽取单个物流单元或局部物流过程的基本动态规律，来理解物流系统的各种状态和发展特性，观察物流系统各个部分之间相互作用所“涌现”出的复杂现象。探讨利用计算机和Agent技术“培育生长”物流系统，模拟并且“实播”人工物流系统的各种状态和内在发展特征的可能性。采用自下而上的建模思路，利用“简单一致性”原理获得系统宏观行为，改变传统还原方法面对复杂系统无从入手的局面。4.Agent技术是一个迅速发展的领域，本文总结了单Agent、Multi-Agent和移动Agent等3个层面的设计方法和模型的优缺点。在此基础上，结合CAS理论，提出人工物流系统中Agent设计模型。目前MAS研究的领域主要涉及电子商务、工作流程管理、信息处理、分布式计算和智能机器人系统、供应链管理等，对于人工社会中MAS的应用目前展开的研究工作仍然属于起步阶段，因此采用MAS对人工物流系统进行建模和应用具有理论探索意义。5.讨论了人工物流系统与物流仿真系统存在的区别与联系，指出仿真系统是人工物流系统的一个子集。分析了人工物流系统的研究方法和建模过程，根据人工物流系统对实际物流系统描述的细节程度以及所关注的研究角度的不同，将人工物流系统的研究划分为人工微观物流系统、人工中观物流系统和人工宏观物流系统，说明了相互之间的关系以及研究方法上的差异。6.在对物流系统的机理进行分析和人工物流系统中Agent行为规则研究的基础上，提出了描述宏观物流系统的复合三链螺旋模型。由物流链、政策链和技术链构成的复合三链螺旋模型，其运转过程，是一个共同进化的过程，在各链内部存在强大的自组织作用，使得技术、政策和市场向更合理的方向发展。7.在市场经济条件下，物流企业通常在市场上进行激烈的竞争，博弈论为分析物流企业竞争行为提供了有力的工具。本文详细分析物流企业的博弈模型，并在此基础上设计了人工物流系统Multi-Agent动态博弈模型并进行了计算实验和结果分析。最后，关于进一步工作的方向进行了简要的讨论。关键词：人工物流系统，Multi-AgentSystem，社会物流系统，复杂适应系统理论，博弈论，计算实验，涌现5.会议论文张军供应链系统计算模拟的模型与算法2008供应链系统由多个追求自身利润最大化的独立决策主体组成，是一个复杂自适应系统。从复杂系统演化的角度，利用计算机技术构造一个人工供应链，可以为供应链管理问题研究提供一个计算模拟的重要方法，有助于研究供应链的利益协调、优化等一类管理问题。文章主要工作包括建立计算模拟模型，给出算法流程和具体供应链管理问题设计和实现的一般方法。6.学位论文孟丽君易逝品逆向物流的库存控制及车辆路径问题的优化研究2009过去的20年里，供应链管理不仅仅受到商界的重视，同样也受到学者的关注。传统的供应链管理所关注的是材料从供应商向终端客户的流动及转化的过程。相比而言，从终端客户向供应商的产品逆向流动过程所得到的关注则相对较少。而随着环境的恶化，资源的匮乏，政府相关法规的颁布，以及逆向物流本身的经济性等诸多原因的存在，使得逆向物流的实践活动越来越多，其研究重要性也日益增加。到目前为止，逆向物流的定量研究主要可分为库存控制、部件和原材料的再利用下的生产计划、网络规划、存在产品回收的车辆路径问题等四大主题。尽管学术界对逆向物流背景下的定量研究已经相当多，成果也很丰富，但现有研究主要集中于对存在退货情况下的单一产品系统的研究，且忽视产品具有易逝性这一重要特征。而国内外许多著名学者的研究(Manna&Chaudhuri，2006；Chernetal，2008)均指出产品易逝性特征的普遍存在。因此，将产品易逝性这一特征引入到逆向物流的研究框架中显得十分有必要。基于以上考虑，本文针对易逝品逆向物流的运作管理问题展开相应的研究。1．本文所研究的易逝品为易过时产品(Obsolescenceproduct)和报童产品。由于易变质产品的逆向物流价值相对较低，因此，本研究所讨论对象—易逝品仅针对Goyal&Giri(2001)所讨论的易过时的(Obsolescence)产品和报童产品，而不包含易变质产品。2．本文仅针对易逝品逆向物流的两个阶段所涉及到的决策问题，即产品收集阶段的运输问题(即车辆路径问题)和再处理阶段的库存控制问题展开相应的研究。本文在对相关理论和文献研究成果进行评述的基础上，重点关注易逝品逆向物流的库存控制问题、以及同时送取货的车辆路径问题的研究，完成了下