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高含量Ni-N_(x)修饰的介孔碳纳米管材料:一种宽pH高效析氢电催化剂

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陕西科技大学学报 2022年第2期40卷 120-127页

作者：冯亮亮李东明杜盈盈黄剑锋付常乐陕西科技大学材料科学与工程学院陕西省无机材料绿色制备与功能化重点实验室教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室陕西西安710021

通过简便水热反应-固相煅烧方法合成了一种新颖的Ni-N_(x)物种修饰介孔碳纳米管材料(命名为Ni-N_(x)|CNT).探究了煅烧温度对材料物相、形貌结构及析氢活性的影响,研究表明,当煅烧温度为800℃时获得样品的电催化析氢性能最佳.对其进行微... 详细信息

通过简便水热反应-固相煅烧方法合成了一种新颖的Ni-N_(x)物种修饰介孔碳纳米管材料(命名为Ni-N_(x)|CNT).探究了煅烧温度对材料物相、形貌结构及析氢活性的影响,研究表明,当煅烧温度为800℃时获得样品的电催化析氢性能最佳.对其进行微观结构表征与表面化学态分析发现,得益于高含量的Ni-N_(x)活性物种,富含催化反应位点的介孔结构以及高导电性碳纳米管基底,Ni-N_(x)|CNT在宽pH范围内(pH 7~14)表现出优异的电催化析氢活性,在中性和碱性条件下获得10 mA/cm^(2)电流密度分别仅需189 mV和122 mV的析氢过电势,并且可以保持20 h和50 h的催化稳定性.

关键词：电催化剂析氢反应碳纳米管 Ni-N_(x)物种介孔结构

电流场对7B04合金均匀化、固溶、时效组织与性能的影响

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电流场对7B04合金均匀化、固溶、时效组织与性能的影响

作者：冯亮亮东北大学

学位级别：硕士

7B04合金属于可时效强化合金,具有良好的综合机械性能,是航天领域重要的结构材料之一。近年来,脉冲电流、静电场、强磁场等外场在金属热处理过程中的应用为改进高强铝合金工艺提供了新的方向。本文尝试通过直流和交流电流场来研究电流... 详细信息

7B04合金属于可时效强化合金,具有良好的综合机械性能,是航天领域重要的结构材料之一。近年来,脉冲电流、静电场、强磁场等外场在金属热处理过程中的应用为改进高强铝合金工艺提供了新的方向。本文尝试通过直流和交流电流场来研究电流场处理对7B04铝铝合金均匀化、固溶、时效组织和性能的影响,探讨电流场技术作为一种新的合金热处理方法的可行性。本文主要的研究结果如下:(1)7B04铸态合金在晶界和枝晶之间存在着大量的非基体相,因此其硬度很低,导电率很高。经均匀化处理后,第二相面积分数显著降低,合金硬度增加,导电率下降。升高温度和施加电流场会使进一步促进第二相溶入基体,使得基体合金元素固溶度增加,从而使的硬度增加,导电率降低。经465℃/2h直流电场处理后,均匀化合金的第二相面积分数为1.14%,硬度157.5HV,导电率为28.7%IACS。电流场作用大小的顺序为:直流电流均匀化>交流电流均匀化>常规均匀化。(2)升高均匀化温度以及施加电流场,会促进T相向S相转化过程。当均匀化温度T≥440℃时,随温度升高和施加电流场,灰色相的尺寸会变粗,灰色和深灰色相的成分偏差下降。同时发现电流对相变的促进作用的顺序为:直流电流均匀化>交流电流均匀化>常规均匀化。铸态合金经440℃/2h均匀化处理,在T相边缘可以清晰观察到Cu元素的扩散层,施加直流电场更加明显。(3)提高固溶温度和施加交流、直流电流场都会促进合金第二相的溶解,提高合金的过饱和程度,使得合金时效后,硬度随温度和电流施加而增大,而导电率随之下降。直流电场对合金固溶的促进作用大于交流电场处理。最佳固溶温度为470℃。(4)随时效温度升高,在峰值时效之前合金时效强化速率升高,到达时效峰值时间缩短,但峰值强度有所下降。7B04挤压态合金经固溶处理后,在100℃时效,经48h未到达峰值强度,在120℃和140℃时效,到达峰值时效的时间分别为24h和12h,峰值拉伸强度分别为715MPa和700MPa。通过衍射花样和DSC分析,峰值时效主要强化相为与基体完全共格的G.P区以及半共格的少量的η’相。(5)固溶时施加电流场能够缩短到达峰值时效的时间,提高峰值强度和硬度。时效时施加电流场,120℃时会提高峰值强度达到峰值时效时间没有缩短,140℃时缩短时效时间,但较常规条件强度会降低。电流场固溶电流场时效效果最好,不仅缩短了合金峰值时间,而且增加了峰值强度。固溶时效过程进行电流场,更有利于韧窝的形成、韧窝深度的增加及韧窝均匀分布,使得合金延伸率高于常规条件。(6)DSC研究表明7B04合金的时效析出序列为:α(过饱和固溶体)→G.P区→η’→η(MgZn2)。固溶和时效阶段施加直流电场处理能够促进后续η’相和η相转化过程。电流场固溶能够降低ηη’相和η相析出放热峰的峰值温度3℃左右,最大相变速率分别升高4.4%、35.1%,相变完成的时间各减少18.9%、11.8%。而在时效阶段施加电流场,不同于上一种情况,使η’相和η相析出放热峰的峰值温度升高1～5℃左右,但是最大相变速率各增加了 9.6%、16.2%,相变完成的时间减少了 20%、11.8%。

关键词： 7B04铝合金直流电交流电均匀化固溶时效

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刚性桩复合地基的非线性有限元分析

刚性桩复合地基的非线性有限元分析

作者：冯亮亮大连理工大学

学位级别：硕士

本文在深入研究了本构数值积分算法的基础上,对Duncan-Chang非线性弹性模型,推导了该模型的算法方程式,编写了相应的计算程序。利用大型非线性有限元软件ABAQUS提供的用户自定义接口平台——用户材料子程序UMAT,它是一个功能非常强大的... 详细信息

本文在深入研究了本构数值积分算法的基础上,对Duncan-Chang非线性弹性模型,推导了该模型的算法方程式,编写了相应的计算程序。利用大型非线性有限元软件ABAQUS提供的用户自定义接口平台——用户材料子程序UMAT,它是一个功能非常强大的模块,而且对非线性有限元计算能够很好的模拟,实现了Duncan-Chang模型的本构积分模块。最后对某三轴试验进行了有限元计算模拟,结果表明:本文采用的算法是可行及合理的。对于刚性桩复合地基,近年来主要集中在研究土体和桩体相互作用的特性,二维平面单元法也随之应用在复合地基中。本文分别采用了Duncan-Chang双曲线非线性弹性模型与Drucker-Prager弹塑性本构模型,为了模拟土体和桩体之间可能的滑动和刺入,计算模型中采用接触面单元来考虑桩与土之间及垫层与桩之间界面上所可能发生的滑移和刺入等非线性接触特性,同时对垫层下的桩体和土体分别进行分析计算。通过一个工程实例验证,两种本构模型的合理性和可行性进而得以验证。在大型有限元分析软件ABAQUS的框架下通过二次开发,建立了有限元计算模型,通过数值计算,对于地基沉降、桩土应力比、桩体刺入垫层量、地基沉降随时间的变化特性进行了对比分析,以此讨论了刚性桩复合地基的工作性能,为刚性桩复合地基的设计提供参考依据。

关键词：非线性弹性弹塑性有限元法复合地基刚性桩

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甘肃红砂不同种群遗传多样性的ISSR分析

甘肃红砂不同种群遗传多样性的ISSR分析

作者：冯亮亮甘肃农业大学

学位级别：硕士

本研究以超旱生灌木红砂(Reaumuria soongorica)为研究材料,探讨在甘肃省张掖、武威、酒泉、皋兰、兰州5个天然种群间及种群内的遗传多样性差异。利用ISSR分子标记技术对甘肃不同红砂种群的遗传多样性进行了研究,得出以下主要结论: 1.... 详细信息

本研究以超旱生灌木红砂(Reaumuria soongorica)为研究材料,探讨在甘肃省张掖、武威、酒泉、皋兰、兰州5个天然种群间及种群内的遗传多样性差异。利用ISSR分子标记技术对甘肃不同红砂种群的遗传多样性进行了研究,得出以下主要结论: 1.通过反应体系的优化最终确立了适合红砂的最优ISSR反应体系和反应条件,总体积为20μL,其中包括: 20ng的DNA模板2μL, 1.0μmol·L的引物2μL,10×Taq Buffer2μL,2.5U/μL的TaqDNA聚合酶1μL,超纯dNTPs 1.5μL,重蒸水补齐20μL。反应条件:94℃高温预变性3min,94℃变性30s,50℃退火45s(退火温度依据引物变化),72℃延伸90s,进行40个循环,最后72℃延伸5min。 2. 12个引物共扩增出69个位点,其中多态位点有60个,多态位点比率达86.96%;DNA分子量片段在500-3000bp之间。酒泉(JQ)种群的多态位点比率最高,达到81.16%,皋兰(GL)和仁寿山(RS)种群的最低(75.36%),这五个种群的多态性高低为:酒泉(JQ)>武威(WW)>张掖(ZY)>皋兰(GL)和仁寿山(RS)。 3.各种群的Shannon指数(I)的多态性在0.4701-0.5152之间,平均为0.4893,其中酒泉(JQ)种群的最高(0.5152),皋兰(GL)种群的最低(0.4701);Nei基因多样性指数(H)的多态性在0.3281-0.3617之间,平均为0.3424,其中酒泉种群(JQ)的最高(0.3617),皋兰(GL)种群的最低(0.3281)。多态位点比率(P)、Shannon指数(I)与Nei基因多样性指数(H)的计算结果基本是一致的。各种群的大小顺序为:酒泉(JQ)>武威(WW)>张掖(ZY)>仁寿山(RS)>皋兰(GL)。 4.通过popgen32计算分析得出甘肃不同种群的遗传相似系数与遗传距离, 5个种群间遗传一致度较高,平均为0.9308,其中ZY与JQ间的相似系数最高,为0.9632;JQ与RS间的相似系数最低,为0.9064。5个种群的平均遗传距离为0.0478,其中JQ与ZY间的遗传距离最小,为0.0375。JQ与RS间的遗传距离最大,为0.0982。根据种群间的遗传距离,采用UPGMA对5个种群进行聚类绘图,聚类结果看出ZY和JQ可聚为一类,。Mantel检验结果表明,遗传距离与地理距离没有显著相关性。

关键词：红砂 ISSR分子标记遗传多样性遗传距离聚类分析

CAD/PDM系统一体化产品快速设计研究与应用

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CAD/PDM系统一体化产品快速设计研究与应用

作者：冯亮亮重庆大学

学位级别：硕士

随着市场对产品快速响应要求、计算机信息技术的不断发展,产品设计方式发生了很大变化,同时制造企业中也不断地出现CAD等计算机辅助设计工具和PDM等管理工具。因此传统的产品设计方法已经不能满足产品的快速设计要求了。本文首先对目前... 详细信息

随着市场对产品快速响应要求、计算机信息技术的不断发展,产品设计方式发生了很大变化,同时制造企业中也不断地出现CAD等计算机辅助设计工具和PDM等管理工具。因此传统的产品设计方法已经不能满足产品的快速设计要求了。本文首先对目前国内外学者对产品设计流程、快速设计技术以及CAD/PDM集成技术的研究进行了分析,提出了传统的产品设计方法中的四点不足,根据四点不足的应用需求建立了数字化、信息化技术支持的CAD/PDM系统一体化产品快速设计流程业务模型。其次根据CAD/PDM系统一体化产品快速设计流程业务模型的要求从产品详细设计过程中涉及的四个方面进行了研究:①通过对CAD/PDM系统间的数据交换和功能交互的双向集成技术的研究,建立了CAD/PDM系统一体化集成结构并对CAD/PDM系统一体化集成中所遇到的关键问题进行了研究并提出了解决方案。②分析了建立常规工程计算公式库必要性,设计了基于宿主系统的常规工程计算公式库的功能结构,建立了常规工程计算公式库建立、调用及管理模型并对其实现技术进行了分析和研究。③分析了传统与现代产品CAD虚拟装配设计流程的优缺点,结合两者各自的优点,并针对产品新设计与改型设计的两种设计模式,提出了MFD&HP的产品快速虚拟装配设计流程,概括了建立CDTS模型的建模方法并进行了装配约束分类、装配约束规则的定义及规则库的设计,最后对产品快速装配设计中常用的零部件三维参数化模型库进行了设计。④通过对CAD系统中工程图的系统选项设置,零部件模型文件、工程图模型文件模板的定义过程的描述,在此基础上提出了非图形信息三维/二维一体化实现方法和过程。最后,本文采用Visual C++6.0开发工具,在Solidworks2008环境中二次开发了CAD/PDM系统一体化的产品快速设计系统。以某种型号减速器的设计为例,在该系统上进行了设计应用。应用结果表明,该系统保证了产品设计信息在三维CAD、二维CAD和PDM系统中的一致性,提高了产品详细设计效率,从而验证了该系统的可行性。

关键词：设计流程优化 CAD/PDM一体化 MFD&HP虚拟装配常规工程计算非图形信息

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小球藻培养联合沼液沼气双提质的试验研究

小球藻培养联合沼液沼气双提质的试验研究

作者：冯亮亮河南农业大学

学位级别：硕士

由于常规化石能源的不可再生性以及能源消耗所带来的环境问题,世界各国越来越重视可再生能源研究。生物质能源是公认的可以有效解决能源问题及环境问题的可再生能源,其中沼气是适合我国发展的能源形式之一。我国沼气发酵原料储量巨大,... 详细信息

由于常规化石能源的不可再生性以及能源消耗所带来的环境问题,世界各国越来越重视可再生能源研究。生物质能源是公认的可以有效解决能源问题及环境问题的可再生能源,其中沼气是适合我国发展的能源形式之一。我国沼气发酵原料储量巨大,操作简便,然而,经发酵后粗沼气甲烷含量低,二氧化碳含量过高,导致沼气品位低下,利用领域有限。同时,经发酵后的沼液不经处理直接排放会引起严重的环境问题,而直接作为肥料使用尚不能满足优质有机肥的要求。小球藻适应能力强、生长周期短、小球藻内富含叶绿素,是自然界中叶绿素含量最高的,不仅可以利用CO2在光照条件下自养生长,还可以利用无机碳源异养生长,具有极高的二氧化碳浓度耐受度。本文以沼液作为小球藻的培养基,以沼气中的CO2作为小球藻培养的气相碳源,进行了小球藻培养同时净化沼液提升沼气品质的试验研究,得出以下结论:(1)在2000Lux-8000Lux范围内,小球藻在6000Lux、24小时持续光照条件下最适宜小球藻生长,第12天OD680达到最大值0.439;(2)沼液培养小球藻的实验结果显示,在60%沼液添加1mg/L Fe3+,第10天小球藻细胞干重达到最大值3.58g/L,较不添加铁离子细胞干重提高了 10.84%,并且对沼液成分去除率最好,COD、铵态氮、总氮和总磷吸收率分别达到了 84.70%、95.18%、88.39%、98.46%;(3)经预处理后的沼液培养小球藻的实验结果显示,高浓度沼液经高压蒸汽灭菌1小时,相较于原始沼液大大缩短了小球藻进入对数生长的延滞期,并且具有更长的对数生长期,并且COD、铵态氮、总氮和总磷吸收率分别达到了 54.18%、90.81%、50.93%、88.89%;(4)沼气、沼液联合培养小球藻的实验结果显示,当通气速率为1.0L/min、气液比为8:1,培养结束时小球藻最大细胞干重3.24g/L;不同通气速率和气液比设置下,实验沼气中甲烷含量均达到97%以上,甲烷含量最大值为98.8%,氧气浓度均低于沼气安全标准要求的氧气最大含量4%(v/v);当通气速率为1L/min、气液比为10:1,对沼液成分具有最好的去除效果,COD、氨氮、总氮、总磷的去除率分别为91.35%、99.87%、83.94%、99.43%。

关键词：小球藻沼气提纯微藻固碳沼液

基于Hadoop的MapReduce性能优化研究

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基于Hadoop的MapReduce性能优化研究

作者：冯亮亮南京邮电大学

学位级别：硕士

随着互联网技术的不断发展,网络和企业生产中需要处理的数据越来越多,云计算成为大数据处理的流行计算模式。Hadoop作为云计算的开源系统平台,很快成为大数据处理的主流技术。随着Hadoop集群的广泛应用,其性能问题也成为人们关注的重点... 详细信息

随着互联网技术的不断发展,网络和企业生产中需要处理的数据越来越多,云计算成为大数据处理的流行计算模式。Hadoop作为云计算的开源系统平台,很快成为大数据处理的主流技术。随着Hadoop集群的广泛应用,其性能问题也成为人们关注的重点。其中负载均衡对集群性能有重要的影响,也是本文研究的重点。本文通过对MapReduce运行过程中存在的负载均衡问题进行研究和分析,达到集群性能优化的目的。针对异构环境下,节点计算能力各不相同,在MapReduce的任务调度过程中容易出现节点任务负载不均,导致个别节点执行时间过长,进而影响整个作业的响应时间问题,本文提出了一种基于负载均衡的任务调度算法。该算法通过分析任务执行特点以及异构集群中节点性能,得到了一个任务调度负载均衡度量值,该度量值为节点的任务分配提供了依据,使得每个节点在任务调度中得到与其性能相匹配的计算负载,并在任务执行过程中通过建立节点通信模型实现负载的动态调节,从而保证了任务调度中的负载均衡。对于MapReduce执行过程中采用默认Hash分区机制导致在处理密集型数据时,节点接收到的数据负载倾斜问题,本文提出了分区代价模型,该模型对分区的负载均衡问题进行代价评估,并在此模型基础上提出了新的细粒度分区算法,该算法通过增加分区个数,减少分区中的倾斜数据,并通过分区代价模型保证节点接收到的数据量的相对均衡。最后,通过搭建实验环境,并设计相应的实验方案,验证了本文提出的任务调度算法和细粒度分区算法对集群负载均衡的优化。

关键词： MapReduce 负载均衡任务调度分区

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当代大学生劳动意识及其培养研究

当代大学生劳动意识及其培养研究

作者：冯亮亮河北师范大学

学位级别：硕士

劳动,一个古老而又永恒的话题,它构成了人的基本存在方式和基本的实践活动,人们不能而且也无法忽略它的存在和它的作用。勤于劳动不仅是中华民族的优秀传统美德,而且还造就了辉煌的历史文明。但是,今天的“劳动”已经不再是是一种单纯... 详细信息

劳动,一个古老而又永恒的话题,它构成了人的基本存在方式和基本的实践活动,人们不能而且也无法忽略它的存在和它的作用。勤于劳动不仅是中华民族的优秀传统美德,而且还造就了辉煌的历史文明。但是,今天的“劳动”已经不再是是一种单纯意义上的劳动,它不断的激发人们奋斗的热情和创新的潜能,是集智慧和勇气于一身的“创造”。当代大学生是建设中国特色社会主义伟大事业最具活力的一支队伍,是创新驱动发展的生力军和突击队。但是,由于大学生的思想认知正处于形成阶段,还未定型,心理发展还不成熟,社会生活经验缺乏,对事物的分辨能力较弱,他们的思想意识很容易受到外界因素的冲击和影响,所以,出现了大学生劳动意识淡薄的现象。当代大学生劳动意识的强弱不仅直接影响着自身能否健康快乐的成长,而且还与中华民族的伟大复兴息息相关。因此,探索增强当代大学生劳动意识的方式方法拥有重大的现实意义和深远的历史影响。本文在国内外多位学者对劳动问题的研究成果基础上,通过寻找当代大学生劳动意识存在的问题并对问题产生的原因进行分析,以及试图从多个角度思考提升当代大学生劳动意识的整体思路和具体实施方案。本论文正文分为三个部分,具体概述如下:第一部分:阐述劳动的相关理论。首先,对劳动和劳动意识的相关概念进行界定;其次,对劳动意识培养的主要理论依据进行了概述,主要包括对马克思主义的劳动观和毛泽东思想的劳动观的论述;最后,概括了劳动意识培养的意义,不断地强化对当代大学生的劳动意识培养,不仅可以提高大学生整体素质水平,促进他们身心的全面发展,而且有利于在实践中积极贯彻和落实社会主义核心价值观。第二部分:寻找当代大学生在劳动意识方面存在的问题,并分析问题产生的原因。首先,阐述了当代大学生劳动意识存在的问题,主要包括劳动意识淡薄、劳动价值取向功利化和大学生在择业、就业中劳动意识缺失三个方面;其次,从社会、学校、家庭和大学生自身四个层面系统的分析当代大学生劳动意识薄弱的原因。发现问题,分析原因,进而提出相应的研究对策,提高大学生劳动意识培养的目的性和针对性。第三部分:探索增强当代大学生劳动意识培养的整体思路和具体实施方法。首先,拓宽社会在当代大学生劳动意识培养方面的渠道,主要从加强社会主义劳动意识培养的理论建设、弘扬劳模精神,发挥先进典型的示范作用和以“大众创业,万众创新”引领社会风尚,积极营造崇尚劳动、勇于创新的社会氛围三方面进行分析;其次,深化学校在大学生劳动意识培养方面的关键作用,从树立全面发展的教育理念、重视教师的榜样示范作用、各个高校要深度参与创新驱动发展战略实施,为大学生劳动意识培养清障搭台三个方面进行系统分析;再次,奠定家庭在大学生劳动意识培养方面的基础作用,主要包括父母要从小培养子女的劳动意识、树立正确的家庭教育观念,重视好家风在子女劳动意识培养方面的作用两方面;最后,发挥大学生自身在劳动意识培养方面的根本作用,主要包括大学生要不断进行自我教育,培育精益求精的工匠精神、增强劳动的自觉性和创造性,积极主动地参与就业和努力实现自主创业。当代大学生是建设中国特色社会伟大事业最具活力的一支队伍,他们承载着国家的希望和民族的美好未来。因此,我们在当代大学生劳动意识培养过程中要积极主动吸收国内外专家的优秀理论成果和实践经验,充分调动整个社会的积极因素,形成一股合力,以期当代大学生的劳动意识能够得到有效的提升,热爱劳动、勤于劳动,既要埋头苦干,又要努力创新,为中华民族的伟大复兴披肝沥胆。

关键词：当代大学生劳动劳动意识创新创造工匠精神

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需求链下S服装公司的库存管理研究

需求链下S服装公司的库存管理研究

作者：冯亮亮天津大学

学位级别：硕士

随着市场、经济的全球化,服装行业的竞争异常激烈,而服装的需求变动性大,时效性强,整个服装供应链比较长且存在诸多问题,而让企业最为痛苦的就是产品库存问题。一方面,为了满足消费市场对产品更新速率与流行消费的需求,不断进行新品、... 详细信息

随着市场、经济的全球化,服装行业的竞争异常激烈,而服装的需求变动性大,时效性强,整个服装供应链比较长且存在诸多问题,而让企业最为痛苦的就是产品库存问题。一方面,为了满足消费市场对产品更新速率与流行消费的需求,不断进行新品、新款设计与开发,增大对市场的产品投入力度;另一方面,为了保持制造厂商正常的生产能力与开工需求,保证合作与生产的常规流转,过剩的产能只会带来过剩的产量。进入21C,供应链管理被认为是企业管理创新,培植企业核心竞争力的关键举措,然而我国企业的供应链管理面临顾客需求管理不善、供应链职能缺失等问题,严重制约了需求管理的绩效。在此背景下,本文尝试运用需求链管理思想来合理控制库存,寻求解决服装行业库存问题的策略。首先通过对库存、供应链管理与需求链管理思想的理论和库存管理模式发展阶段的研究,分析了需求链管理与供应链管理的区别,揭示库存管理在服装企业需求链中的必要性。然后,对S公司在供应链下的库存管理现状进行分析,找出其库存管理存在的问题,在此基础上提出基于需求链库存管理思想下的解决措施,即建立库存控制模型和需求链库存优化控制体系保障机制。最后,对库存控制模型和保障机制进行了较细致的分析,针对S公司已有产品和即将推出的新品分别进行需求预测和库存控制分析,并且进行了算例分析,在库存优化控制体系保障机制中重点提出了建立合作机制以及信息技术的应用,以此来对需求链库存管理进行优化。本文采用理论分析和实证研究相结合,定性分析和定量分析相结合的方法,定量方法主要有:指数平滑法,趋势预测法和三次曲线拟合法以及运筹学方法,选择了适合S公司的预测方法进行实例分析,定性方法主要采用了德尔菲分析法。

关键词： S服装公司供应链管理需求链管理预测模型库存控制模型保证机制