考虑技术突破与技术升级的能力规划问题研究

作     者：蒋洪迅 王晓彤 王珏 刘明昊 JIANG Hongxun;WANG Xiaotong;WANG Jue;LIU Minghao

作者机构：中国人民大学信息学院北京100872 中国科学院数学与系统科学研究院北京100190 

出 版 物：《系统工程理论与实践》 (Systems Engineering-Theory & Practice)

年 卷 期：2019年第39卷第3期

页      面：735-748页

核心收录：

学科分类：0709[理学-地质学] 07[理学] 0708[理学-地球物理学] 070105[理学-运筹学与控制论] 0802[工学-机械工程] 0701[理学-数学] 0811[工学-控制科学与工程] 0713[理学-生态学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(71571183 71771208 71271202) 教育部人文社科基金(12YJA630046)~~ 

主　　题：能力规划 技术升级 能力退化 能力替换 启发式算法 

摘      要：技术进步与市场需求不确定性,都是制造业能力规划问题需要面对的最重要因素.以往研究仅考虑技术突破而没有考虑技术升级,较多考虑能力扩张而较少考虑能力更替,本文首次提出了一种同时考虑技术突破和升级的设备采购与替换的集成能力规划模型.在需求和技术进步双源不确定性条件下,采用Scenario方法建立了多计划期能力规划的集成决策模型,探求能力扩张、替换、维护的期望总成本最低.面对该决策问题所建立的非线性混合整数规划模型,本文为该NP complete问题设计了一种基于遗传算法框架的启发式求解算法,即通过增加变换操作的方法将该问题转换为可以随机进化求解扩张方案最优化求解替换方案的一个等价问题.在种群初始化过程中采取仅选择能力扩张决策进行染色体部分编码策略,然后用经典优化方法针对每个个体精确求解最优能力替换决策,将扩张和替换整体成本作为个体适应度参与个体评价与种群进化.实验结果表明,技术升级在不同需求变化情景下都可以有效降低能力规划的成本,且本文提出的启发式算法对于求解此类规划问题具有很好的收敛稳定性和性能稳定性.