基于组合拍卖的多主体单机调度问题

为解决分布式单机调度问题,设计了一种基于重复叫价组合拍卖的多主体调度机制.该机制采用基于约束的投标语言,将组合拍卖的一般形式与机器调度的建模技术相结合,建立了改进的竞胜标模型,该模型的全局目标同时兼顾了系统收益与机器利用率；在投标策略上,当前回合中未中标的投标者可以采用提高出价或放宽对时间需求的约束来参与下一回合的竞标.对该机制进行仿真实验的结果表明,与传统的单独采用组合拍卖解决机器调度问题的方法相比,该机制得到的调度方案在保证系统收益的前提下,提高了机器利用率.     

具有风险规避参与者的双渠道供应链最优策略研究

为研究具有风险规避特征的制造商和零售商参与的双渠道供应链的最优策略问题,首先探讨了整体决策下系统最优的直销渠道与分销渠道价格以及零售商的最优产品或服务附加值.然后利用均值一方差方法,分析了分散决策下制造商的最优批发价、双渠道的最优定价及零售商的最优附加值.最后研究了参与者的风险规避度,以及市场需求方差对各决策量的影响.数值仿真结果表明,当参与者的风险规避度相同时,在分散决策下,随着风险规避度和需求方差的增大,最优渠道价格、附加值和系统整体期望收益都会减小,且总期望收益低于集中决策下的总系统期望收益.当需求分布的方差固定时,参与者为风险规避类型并不一定总足损害系统总收益.在一定情况下,参与者风险规避特征的存在反而会减小分散决策情况下的双边际效用,提高系统总收益,实现帕累托改进.     

加工时间可控的多主体调度问题

为了解决加工时间可控条件下的并行机调度问题,设计了一种基于重复叫价组合拍卖的多主体调度机制.该机制将组合拍卖的一般形式与机器调度的建模技术相结合,将可控加工时间引入竞胜标模型,使生产资源得到更加有效的配置;在价格更新方法上,设计了一种基于次梯度的自适应价格更新机制,提高了拍卖的收敛速度.对该机制进行了仿真实验.结果表明,与传统的“刚性”加工时间的调度模型相比,该机制在提高资源拥有者收益的同时,使生产资源得到了更加充分的利用.     

寿命型设备的预防维修策略研究

为解决寿命型设备在基于可靠度的预防维修下的经济维修策略问题,提出一种基于可靠度和经济性求解维修周期和维修时间策略的方法.基于可靠性理论,用维修度(维修时间的函数)近似描述维修降低的不可靠度比例,以可靠度和维修度服从指数分布为例,引入失效率递增因子和维修率递减因子,建立了设备可靠度与维修周期、维修时间的函数方程.基于该方程,以设备使用寿命内总收益为决策目标.建立了寿命型设备的预防维修周期和维修时间的策略模型.经优化计算得到不同参数下的预防维修策略.结果表明,寿命型设备的预防维修周期和维修时间呈先增长后缩短的趋势,且维修成本越高,维修次数和时间均越少.     

基于Stigmergy的Holonic控制架构与调度策略

针对制造执行系统递阶式的控制结构以及Stigmergy机制在Holonic控制架构中应用的局限性,通过在Holonic制造系统PROSA参考架构基础上为基本holon以及参谋holon分别设计对应的蚂蚁holon,构建了基于Stigmergy的Holonic控制架构,给出了该架构下各类holon单元的4种内部holon(数据holon、决策holon、通讯holon和结构holon),并定义了应用于基本holon和参谋holon之间传递具体信息以及订单holon与资源holon之间协商加工方案的两种信息素。给出了作业车间调度问题的数学描述,以最长完成时间最短为调度目标,提出了在基于Stigmergy的Holonic控制架构下各类holon单元以两种信息素为媒介协商实现作业车间调度的基本策略,并通过算例验证了该策略的有效性。     

客户竞争驱动的任务调度非合作博弈

从客户竞争需求的角度出发,在分析其提交制造任务的各自利润最大化(重点考虑任务的完成时间)调度目标的基础上,针对传统的任务调度策略、方法和模型的不足,采用博弈论,提出并构建了一种具备完全信息的非合作博弈的任务调度模型。在该任务调度模型中,来源于不同客户的制造任务被映射为博弈模型中的局中人,与各制造任务所包含的工序集对应的可选加工设备被映射为各制造任务的可行方案集,各制造任务加工完成时间的倒数被映射为其收益函数。据此,对上述任务调度目标的求解就等价为寻求该任务调度模型的Nash均衡点,对Nash均衡点的具体求解,采用遗传算法实现。最后给出具体的实例来验证其可行性。     

基于信息熵的单周期产品数量折扣机制

为解决有限需求信息下的单周期产品库存协调问题,运用信息熵相关理论研究了单周期产品数量折扣机制.运用极大熵准则对需求分布进行了预测,探讨了由一个供应商和一个零售商组成的二级供应链中的独立库存决策和联合库存决策,并研究了供应商的数量折扣机制.为整体优化供应链系统,在定义决策熵权的基础上,提出了基于决策熵权的数量折扣机制.该机制以联合决策为基础,使系统利益最大化,增加了协调机制的有效性;同时,该机制既考虑了协调前双方的可能收益,又考虑了双方的市场竞争能力,提高了协调机制的可行性.     

考虑消费者行为的闭环供应链定价和服务水平决策及协调

考虑消费者购买行为,运用博弈理论探讨了集中化、分散化制造商主导型和零售商主导型闭环供应链下新产品和再制造产品的定价和服务水平决策及协调问题。研究表明:(1)制造商主导型的新产品和再制造产品定价及再制造产品服务水平均高于零售商主导型,而新产品的服务水平低于零售商主导型。(2)主导者具有更强的议价优势,获得的收益更高。零售商主导型获得的总收益高于制造商主导型,但都低于集中化决策,表现出双重边际效应。(3)消费者认可度和再制造能力对再制造产品的销售和企业的收益具有正向影响。收益共享契约和两部收费制契约机制分别地协调了制造商主导型和零售商主导型闭环供应链,提高了系统的绩效和企业的收益。     

含供应商竞争的寄售供应链运营决策

为了研究引入供应商竞争对基于收益共享的寄售模式下供应链收益的影响,针对含两供应商和单零售商的供应链结构,分别构建收益共享寄售契约下的集中决策、完全分散决策和供应商联合决策模型,分析了这三种情境下供应商竞争对系统最优决策和均衡收益的影响,并比较了它们的供应链绩效.结果表明,集中决策下的供应链收益始终优于完全分散决策和半分散决策.当供应商之间的竞争较小时,供应商采取联合决策只能改善其自身收益,会损害供应商和供应链整体的收益;而当供应商竞争较大时,供应商联合决策可以实现供应链各方收益的Pareto改进.进一步给出三种决策情境下供应链收益对需求价格弹性和交叉价格弹性的敏感性分析.     

非对称信息供应链道德风险策略研究

基于委托代理理论,研究了供应链产品质量信息不对称条件下道德风险策略对供应商的质量预防决策和购买商的质量评价决策的影响.建立了供应商与购买商的期望收益函数模型,考虑了供应链节点企业间隐藏行动道德风险的三种情况,分别建立了相应的三种风险决策模型.运用最优化原理,求解了供应商和购买商的道德风险值,对三种道德风险情况下期望收益的损失进行了量化描述,并进行了仿真分析,为非对称信息下供应链质量管理道德风险最优合同设计及质量控制决策提出了建议.     

信息不对称及广告效应下零售商损失厌恶的供应链协调

为解决广告效应下零售商损失厌恶程度为不对称信息的供应链协调问题,运用"显示机理"构建信息不对称下供应链广告费及订货量联合决策模型,探讨收益共享契约下的供应链协调情况,并与集中决策及信息对称的模型进行对比,分析信息状态、批发价、损失厌恶程度、广告效应因子、市场价对供应链最优决策和各企业节点效用的影响。最后,采用数值分析法对上述问题进行验证。研究结果表明:若适当减小批发价,则收益共享契约能够协调信息不对称下的供应链;除协调的情况外,集中决策下的最优联合决策总优于分散决策,信息不对称时的最优订货量、广告费和供应链整体期望效用总小于信息对称时;无论在何种信息状态下,制造商期望效用与批发价负相关;随着广告效应因子的增加,最优广告费将减小,且变化趋势逐渐平缓。     

模糊需求环境下供应链成员间的协调机制分析

为保证供应链成员获得利润,在模糊需求环境下,研究由单一供应商和零售商组成的两级供应链系统的协调机制问题。将市场需求视为模糊变量,建立不确定理论下基于可信性分布的分散决策、集中决策,以及收益共享契约和回购契约模型,并以三角模糊变量为例对模型进行优化,给出各种模型下的最优策略。最后,通过数值算例对模型中的参数进行求解,并对分析结论进行验证。研究结果表明,在模糊需求环境下,供应链系统中依然存在双重边际化效应,通过在协调机制中改变契约系数可以使供应链各成员的期望利润相比分散决策时有明显提高,并且当谈判双方达成纳什谈判解时,成员在收益共享契约下的期望利润等于其在回购契约下的期望利润。     

网络化外协加工资源选择的决策框架模型及应用

分析网络化外协加工资源选择过程中决策问题的决策目标,提出包含外协时间、外协质量、外协成本、协作信息交互能力、外协过程技术安全和保密性、外协资源保障能力和外协商知识积累和可持续发展能力等7大目标变量的决策目标体系,建立一种网络化外协加工资源选择的决策框架模型,针对决策过程中信息的隐蔽性、模糊性等特点设计模型求解的灰色关联算法,并针对该算法中评价者主观偏好影响评价指标权重的问题,提出一种基于主观偏好的主观性评价指标权重确定方法.最后,给出一个应用实例,验证该决策目标体系、决策框架模型及求解方法的正确性和实用性.     

考虑产出随机的采购策略选择与供应链协调

新冠肺炎疫情或地震、洪涝灾害发生后,紧急提供相关物资或物料的供应商在交易中可处于主导地位,即使其供应数量在客户允许的范围内波动,客户也可接受.订单式生产模式下,针对由制造商与供应商构成的二级供应链,考虑各企业产出具有随机性,分别基于灵活采购策略及固定采购策略构建集中及分散情形下的优化模型,分析不同采购策略下订购/投产量决策及绩效的差异性,针对灵活采购策略提出了收益共享、风险共担及产出不足惩罚协调机制,针对固定采购策略提出了批发价折扣、收益共享及风险共担协调机制.研究表明,制造商的最优订购量在灵活采购策略/集中情形下最大,固定采购策略/集中情形下次之,两种采购策略/分散情形下最小且相等;相比于固定采购策略,灵活采购策略下供应商最优投产量更接近制造商订购量.从绩效角度分析,灵活采购策略更有利于供应链整体及供应商,而固定采购策略更有利于制造商.最后,给出了选择不同采购策略的内外部条件,且从加强信息共享、提高战略互信及防止道德风险等方面提出了改善措施.     

基于数字孪生的铣削参数动态多目标优化策略

为解决机床性能动态变化过程中的铣削参数动态多目标优化问题,提出一种基于数字孪生的铣削参数动态多目标优化策略。首先采用梯度提升回归树算法构建加工参数与加工结果间的非线性映射关系;然后基于动态非支配排序遗传算法进行铣削参数动态寻优;最后在Pareto最优解的基础上,结合层次分析法和理想解相似度顺序偏好法建立决策分析模型并进行可视化分析排序。该策略能够针对机床整个运行时段提供符合当前机床特性的最优铣削参数取值方案,从而保证加工质量和加工效率。     

两零售商竞争的闭环供应链应对突发事件

针对一个制造商和两个竞争零售商组成的闭环供应链在突发事件下的最优决策问题,提出一种基于"收益共享—费用共担"契约的应对策略和协调机制。在稳定的市场条件下验证了"收益共享—费用共担"契约能够实现闭环供应链的协调。当突发事件导致市场规模和再制造成本同时发生扰动时,通过建立和求解扰动环境下的博弈模型,提出闭环供应链在集中化决策时应对突发事件的最优策略,并进一步验证了调整后的"收益共享—费用共担"契约对协调突发事件下分散化决策闭环供应链的协调作用。通过数值分析验证了模型的有效性。     

基于网格技术的远程故障诊断系统研究

为充分共享和应用广域环境下由供应商及其合作伙伴提供的信息与服务，以协同完成设备远程服务与故障诊断任务，提出应用网格技术基于开放式框架结构、通用的标准和规范以及在解决分布式、并行服务、计算和分析领域方面的特长，构建远程故障诊断系统，把广域分布的专家知识、检测设备、分析软件和设备信息等定义为服务资源，并以资源节点的形式表现。阐述了资源节点的建设、管理以及作用策略与机制，进而指出资源节点的组织和优化调度是系统有效作用的关键，结合一个约束条件下多目标决策过程模型，详细阐述了解决该问题的数学规划过程，通过具体实例验证了该算法的可行性。     

铁路物流中心参与的公铁联运物流服务供应链协调

为实现公铁联运参与者的共赢,对铁路物流中心参与下存在备选公铁运输企业的公铁联运物流服务供应链协调问题进行了研究。基于非合作博弈理论,分别构建了集中决策和分散决策下的博弈模型,通过对比发现分散决策下的供应链存在效率损失。利用基于增量利润和基于系统贡献度的收益共享契约,对分散决策下的供应链进行协调。研究表明:两种收益共享机制都能对供应链进行有效协调;在一定条件下,两种机制中收益共享系数具有相似特征;在第二种机制中,公铁运输企业的成本优势越大,所获利润越大。通过算例验证了相关结论。     

敏捷成像卫星“逐级择优”在轨任务实时规划

为实现对航班失联、自然灾害等突发事件的快速响应与有效观测,针对面向热点区域内多个目标的敏捷成像卫星在轨任务实时规划问题,设计了一种基于目标等级的逐级择优在轨任务实时规划算法,用以快速形成最优成像序列。首先,将热点区域内的多个地面目标按重要程度划分为多个等级,在分析目标位置与卫星性能之间约束条件的基础上,将任务规划问题转化为以成像收益为目标的优化问题。然后,针对该优化问题,在同等级目标中按"先到先得"的方法进行筛选,在当前级最优成像序列的基础上,进行下一级目标的筛选与插入,逐级实现成像收益的最大化。最后,对18个地面目标进行为期500s的规划仿真。结果表明,算法能够在1s内给出对应最大收益的对地成像序列。同遗传算法相比,所提算法解算更快,结果更为稳定,满足工程应用的快速性与高收益要求。     

基于市场努力与再制造过程创新的闭环供应链定价及协调策略

为了研究再制造过程创新(PIR)技术在闭环供应链全环节的应用,在考虑PIR投入与销售努力的基础上,构建了与市场需求、回收价格和回收努力水平相关的回收数量函数,采用博弈论的方法给出了集中和分散决策下的均衡结果;分析了市场努力、PIR投入和消费者环保意识对供应链最优决策的影响;以集中式下的最优决策为目标,建立了基于两部定价和"收益共享一成本共担"的协调机制,有效实现闭环供应链协调.