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按单生产直达运输模式下的生产运输集成调度问题研究

作　者: 蒋大奎
导　师: 李波
学　校: 天津大学
专　业: 管理科学与工程
关键词: 供应链排序按单生产鲁棒优化禁忌搜索自适应选择
分类号: F273
类　型: 博士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

以定制产品和时间敏感性产品的跨区域供应链为背景，从调度层面研究了生产运输集成调度问题，通过协同优化订单分配、生产调度和分批运输调度，以增加利润、降低成本、提高客户服务水平。在问题中，生产环节采用按单生产模式，运输环节采用直达运输模式，制成品立即或在短时间内批量运往客户。首先，以完成所有订单的最长提前期与总成本加权和最小化为目标建立了问题的数学模型，分析了解的最优化条件及问题的复杂性。为供应链中有一个单机器工厂多个客户的情况设计了精确式算法；为供应链中有多个单机器工厂多个客户、一个平行机工厂多个客户和多个平行机工厂多个客户的情况分别设计了基于向量组编码结构的禁忌搜索算法。仿真实验验证了所提算法和向量组编码结构的有效性。其次，以完成所有订单的总提前期与总成本加权和最小化为目标建立了问题的数学模型，分析了解的最优化条件及问题的复杂性。为供应链中有一个单机器工厂一个客户的情况设计了动态规划算法；为供应链中有多个单机器工厂一个客户、一个平行机工厂一个客户和多个平行机工厂一个客户的情况分别设计了采用自适应选择机制的混合禁忌搜索算法。仿真实验验证了集成优化策略的优越性、所提算法及自适应选择机制的有效性。再次，分别以交货期限内完成所有订单的总成本最小化、各工厂纯利润之和最大化为目标，研究了供应链中有多个平行工厂一个客户的问题。基于解的最优化条件，建立了问题的混合整数规划模型并设计了求解问题的禁忌搜索算法。仿真实验验证了集成优化策略的优越性和所提算法的有效性。最后，考虑了生产时间和生产成本不确定的情况，以完成所有订单的最长提前期与总成本加权和最小化为目标，为多个平行机工厂一个客户的问题建立了绝对鲁棒优化模型，并通过仿真实验验证了绝对鲁棒优化策略的有效性；考虑了决策者低估生产任务的情况，通过仿真实验验证了决策者低估生产任务会对系统性能造成不良影响的结论，设计了一种锚定与调整启发式方法以应对低估生产任务对系统性能带来的影响，并通过仿真实验验证了该方法的有效性。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-27
  1.1 研究背景及意义  9-11
  1.2 生产运输集成调度问题综述  11-15
  1.3 生产运输集成调度问题的研究现状  15-19
    1.3.1 直达运输模式下的确定性单工厂问题  16-18
    1.3.2 路径选择模式下的确定性单工厂问题  18
    1.3.3 直达运输模式下的确定性多工厂问题  18-19
    1.3.4 直达运输模式下的不确定性问题  19
  1.4 研究内容与研究方法  19-24
    1.4.1 研究出发点  19-21
    1.4.2 研究内容  21-23
    1.4.3 研究方法  23-24
  1.5 论文主要创新点  24-27
第二章按单生产直达运输模式下的最长提前期问题  27-58
  2.1 引言  27-29
  2.2 问题描述  29-31
  2.3 最优化条件及问题复杂性分析  31-36
    2.3.1 排序规则  31-32
    2.3.2 最优化条件  32-34
    2.3.3 问题复杂性分析  34-36
  2.4 基于序数编码的向量组编码结构  36-39
    2.4.1 描述订单分配子方案的向量组编码结构  36-37
    2.4.2 描述生产调度子方案的向量组编码结构  37-39
  2.5 单机器生产环境下的最长提前期问题求解方法  39-45
    2.5.1 单工厂多客户情况的精确式算法  39-40
    2.5.2 多工厂多客户情况的禁忌搜索算法  40-45
  2.6 平行机生产环境下的最长提前期问题求解方法  45-53
    2.6.1 单工厂多客户情况的禁忌搜索算法  46-49
    2.6.2 多工厂多客户情况的禁忌搜索算法  49-53
  2.7 仿真实验及分析  53-57
    2.7.1 不同编码结构比较  53-56
    2.7.2 不同优化算法比较  56-57
  2.8 本章小结  57-58
第三章按单生产直达运输模式下的总提前期问题  58-84
  3.1 引言  58-60
  3.2 问题描述  60-62
  3.3 排序规则、最优化条件及问题复杂度分析  62-64
    3.3.1 排序规则及最优化条件  62-63
    3.3.2 问题复杂性分析  63-64
  3.4 自适应选择机制  64-66
  3.5 单机器生产环境下的总提前期问题求解方法  66-70
    3.5.1 单工厂单客户情况的动态规划方法  66-67
    3.5.2 多工厂单客户情况的混合禁忌搜索算法  67-70
  3.6 平行机生产环境下的总提前期问题求解方法  70-76
    3.6.1 单工厂单客户情况的混合禁忌搜索算法  70-73
    3.6.2 多工厂单客户情况的混合禁忌搜索算法  73-76
  3.7 仿真实验及分析  76-83
    3.7.1 不同策略比较  77-78
    3.7.2 不同算法比较  78-80
    3.7.3 不同自适应选择机制比较  80-81
    3.7.4 不同目标权值比较  81-83
  3.8 本章小结  83-84
第四章按单生产直达运输模式下的交货期限问题  84-99
  4.1 引言  84-85
  4.2 考虑成本的交货期限问题  85-90
    4.2.1 问题描述  85-86
    4.2.2 最优化条件  86-88
    4.2.3 禁忌搜索算法  88-90
  4.3 考虑利润的交货期限问题  90-95
    4.3.1 问题描述  90-92
    4.3.2 最优化条件  92-93
    4.3.3 禁忌搜索算法  93-95
  4.4 仿真实验及分析  95-98
    4.4.1 不同策略比较  95-98
    4.4.2 不同算法比较  98
  4.5 本章小结  98-99
第五章生产时间和生产成本不确定的最长提前期问题  99-114
  5.1 引言  99-100
  5.2 不确定性优化问题的研究方法  100-106
    5.2.1 不确定因素的分类与描述  100-101
    5.2.2 随机规划方法  101-103
    5.2.3 模糊规划方法  103-105
    5.2.4 鲁棒优化方法  105-106
  5.3 问题描述  106-109
    5.3.1 确定性问题描述  106-108
    5.3.2 绝对鲁棒优化问题描述  108-109
  5.4 混合禁忌搜索算法  109-111
  5.5 仿真实验及分析  111-113
  5.6 本章小结  113-114
第六章考虑决策者低估生产任务的最长提前期问题  114-125
  6.1 引言  114-116
  6.2 问题描述  116
  6.3 决策者低估生产任务对系统性能的影响  116-119
  6.4 问题求解方法  119-122
    6.4.1 鲁棒调度的研究方法  119-120
    6.4.2 锚定与调整启发式方法  120-122
  6.5 仿真实验及分析  122-124
  6.6 本章小结  124-125
第七章总结与展望  125-129
  7.1 全文总结  125-127
  7.2 研究展望  127-129
参考文献  129-140
发表论文和参加科研情况说明  140-142
致谢  142

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