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定制化产品供应链中“边打边送”模式的集成调度研究

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工业工程与管理 2024年第3期29卷 127-136页

作者：李佳源赵沁钦崔维伟上海大学管理学院上海200444

传统供应链模式中的大型企业一般通过设置前置仓的方式将库存备货在距离客户更近的位置,以尽可能快地满足顾客订单需求,然而这种方式无法适应于定制的个性化产品。3D打印技术可以提升产品的复杂性,更加适应客户的定制化要求,为定制化产... 详细信息

传统供应链模式中的大型企业一般通过设置前置仓的方式将库存备货在距离客户更近的位置,以尽可能快地满足顾客订单需求,然而这种方式无法适应于定制的个性化产品。3D打印技术可以提升产品的复杂性,更加适应客户的定制化要求,为定制化产品在供应链中的生产配送问题提供了新的解决途径。本文旨在研究安装车载3D打印机的多车辆调度问题,即在“边打边送”模式下的订单生产-配送同步一体化问题。首先,以顾客访问顺序为基础建立了一体化问题的混合整数规划数学模型,并基于Dantzig-Wolfe分解原理将所建模型重构为主问题和子问题模型。其次,利用列生成的思想对线性松弛模型进行迭代求解,其中主问题采用线性规划软件求解,子问题采用动态规划算法求解。然后,在求得松弛最优解的基础上,设计了启发式方法获得原问题的整数解。最后,通过多组算例的数据结果验证了所提算法的有效性,分析了顾客的分布半径和打印时间对企业成本的影响,并提出了相应的运营管理策略,为3D打印配送的实际应用提供了决策支持。

关键词： 3D打印在线配送集成调度列生成算法

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服务型制造环境下闭环供应链协调研究

产业与科技论坛 2024年第7期23卷 32-36页

作者：刘伟伟韦良崔维伟中国航空无线电电子研究所上海大学管理学院

循环经济正在成为我国实现碳达峰与碳中和的重要途径,基于废旧产品回收的逆向物流管理与产品服务化的制造模式也逐渐走向前沿。首先,构建了由制造商、零售商、顾客构成的两级闭环供应链,针对不同的回收模式,建立了相应的主从博弈模型,... 详细信息

循环经济正在成为我国实现碳达峰与碳中和的重要途径,基于废旧产品回收的逆向物流管理与产品服务化的制造模式也逐渐走向前沿。首先,构建了由制造商、零售商、顾客构成的两级闭环供应链,针对不同的回收模式,建立了相应的主从博弈模型,研究了两级再制造的情形下所涉及不同利益相关者的支出成本及收益情况。其次,经过分析得到,相对比无回收模式,无论是传统的回收模式还是服务集成模式,都可以同时提高制造商、零售商、顾客三方的利益;相对比传统的有回收模式,当顾客对服务包价格不敏感时,服务集成模式更受制造商的青睐,而且能够同时增大受益顾客的覆盖面,创造更多的社会价值。

关键词：逆向物流服务型制造博弈论定价

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基于博弈视角的社区光储微电网系统运营研究

系统管理学报 2023年第1期32卷 42-52页

作者：寿笳男崔维伟上海大学管理学院上海200444

分布式光伏发电与储能技术的开发利用已成为当前双碳战略目标下实现能源结构转型的重要途径,而国内户用分布式光伏发电系统的商业化推广正处于从起步逐渐转向成熟的过渡期。以具有可持续发展理念的计划投资建设微电网的开发商与社区用... 详细信息

分布式光伏发电与储能技术的开发利用已成为当前双碳战略目标下实现能源结构转型的重要途径,而国内户用分布式光伏发电系统的商业化推广正处于从起步逐渐转向成熟的过渡期。以具有可持续发展理念的计划投资建设微电网的开发商与社区用户为对象,聚焦考虑利益相关者自主行为模式的系统设计研究,建立了基于主从博弈的双层规划数学模型。在外层,开发商以利益最大化为目标,决策微电网系统的容量规模和系统售价,并提出相应的系统运行框架;在内层,社区内各居民用户在利益最大化与考虑公平性的基础上优化自身在微电网系统中的用电行为,并通过对比参与微电网系统前后的电费支出决定是否支持该系统的投建。通过求解模型、分析博弈双方利益关系可知,在目前的市场数据下,开发商只有设计最优的系统配置,配合日照强度较好的气候条件,才可能让企业自身与各类居民都从项目中获益。同时,不同类型的居民中,用电度数更高的家庭从微电网系统中获益更多;在开发商做主导的市场结构下,政府的光伏补贴将大幅提高系统开发商的收益,却没有促进装机规模的提升,也没有给居民用户带来更多收益;集中管理的微电网运营模式相比各户独立的运营模式能为各方带来更多收益,也促使开发商投产更大的装机规模。

关键词：低碳社区光储微电网系统设计主从博弈

多源供电模式下企业生产运作与能源管理集成优化研究

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中国管理科学 2023年第8期31卷 173-183页

作者：崔维伟刘新波上海大学管理学院上海200444

由于绝大部分的工业能耗归结于生产制造环节,将可再生能源作为生产车间的供电方式,可以促进可再生能源大力推广以缓解当前由于化石能源的大量使用而造成的环境污染问题。本研究以具有可再生能源供电系统的生产车间为研究对象,秉承“分... 详细信息

由于绝大部分的工业能耗归结于生产制造环节,将可再生能源作为生产车间的供电方式,可以促进可再生能源大力推广以缓解当前由于化石能源的大量使用而造成的环境污染问题。本研究以具有可再生能源供电系统的生产车间为研究对象,秉承“分布式发电、自产自销”的理念,关注包含生产车间、可再生能源发电、储电构成的微电网系统及其与外部电网之间的关联。首先,以最小化实时电价下的电费总成本为优化目标,建立了集成生产调度、设备维护、电量分配的企业运作管理问题的混合整数规划数学模型。其次,对决策变量进行分类,设计了基于遗传算法、启发式规则、子问题精确算法相结合的元启发式搜索算法;在外层对生产调度、设备维护相关变量进行迭代搜索,在内层利用最小费用流求解最优的电量分配方案。通过与CPLEX求解结果及有效低界的对比,验证了所设计算法在运行时间及求解精度上的有效性。与两种车间中独立决策策略相比较,在各种不同场景的平均表现上,集成模型可以节省大约40%的购电费用。最优运作方案显示,生产等高能耗活动应尽可能安排在低电价时段进行,但考虑到工件加工的不可中断性以及交货期的约束,设备也不可避免地需要在某些高电价时段运转。此时可以前摄性地预留部分可再生能源产电量,将其存储在储能系统之中,并按需合理分配,以有效减少企业在高电价时段的购电行为。

关键词：生产调度设备维护实时电价可再生能源

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峰值电量约束下的场桥能耗最小化问题研究

系统工程理论与实践 2021年第2期41卷 358-369页

作者：崔维伟镇璐上海大学管理学院上海200444

随着化石能源的大量使用带来的环境污染问题日益严峻,关注能源使用效率的集装箱港口绿色化运营研究成为近年来的热点之一.本文以集装箱堆场中需要执行预倒箱作业的场桥为研究对象,考虑场桥不同运行状态下的单位时间电量需求不同以及峰... 详细信息

随着化石能源的大量使用带来的环境污染问题日益严峻,关注能源使用效率的集装箱港口绿色化运营研究成为近年来的热点之一.本文以集装箱堆场中需要执行预倒箱作业的场桥为研究对象,考虑场桥不同运行状态下的单位时间电量需求不同以及峰值电量实时约束,建立了以总能耗最小化为目标的多场桥调度问题的混合整数规划数学模型.继而,将关键变量利用非连续贝和连续贝两种不同的方式进行编码,将次级变量利用启发式规则进行解码,并设计了相对应的遗传算法交叉与变异方法.数值实验表明,连续贝编码方法表现更为优异;通过与Cplex在小规模算例中的比较,与粒子群算法及人工蜂群算法在大规模算例中的比较,验证了所设计遗传算法的有效性.同时,通过与传统策略的对比,表明本模型可以同时实现能耗总需求与峰值需求两方面的优化,从而可以为港口管理人员在不影响既定日常运营工作的前提下降低能源成本提供科学有效的指导.

关键词：绿色港口场桥调度峰值电量能耗

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单机系统的生产调度与预防性维护的集成优化

上海交通大学学报 2012年第12期46卷 2009-2013页

作者：崔维伟陆志强上海交通大学工业工程与物流管理系上海200240 同济大学机械学院上海201804

针对单机系统,提出一种综合考虑生产调度和设备维护的联合决策模型.该模型利用目标规划的方法联合优化生产与维修部门各自的目标,决策工件的加工顺序和机器维护的方式.设计了遗传算法对模型进行优化求解,并与枚举算法相比较,证明其有效... 详细信息

针对单机系统,提出一种综合考虑生产调度和设备维护的联合决策模型.该模型利用目标规划的方法联合优化生产与维修部门各自的目标,决策工件的加工顺序和机器维护的方式.设计了遗传算法对模型进行优化求解,并与枚举算法相比较,证明其有效性.通过不同问题规模下联合决策与独立决策相比较的数据实验结果表明,所提出的决策模型表现优异,能有效解决生产调度与设备维护的集成优化问题.

关键词：单机调度预防性维护遗传算法

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串联生产系统预防性维护计划建模与优化

哈尔滨工程大学学报 2017年第2期38卷 269-275页

作者：陆志强赵婵媛崔维伟同济大学机械与能源工程学院上海201804 上海交通大学工业工程与管理系上海200240

针对具有中间缓冲的多设备串联生产系统预防性维护问题,以最小化维护相关成本为目标,建立了基于设备役龄的维护/换新计划模型。分析设备因故障、维护或饥饿而造成的停机损失,依据蒙特卡洛仿真方法,并采用遗传算法进行优化求解。综合成... 详细信息

针对具有中间缓冲的多设备串联生产系统预防性维护问题,以最小化维护相关成本为目标,建立了基于设备役龄的维护/换新计划模型。分析设备因故障、维护或饥饿而造成的停机损失,依据蒙特卡洛仿真方法,并采用遗传算法进行优化求解。综合成本随着系统产出率要求、单位时间产出、小修时间的增大而增大;15台设备系统中,所得综合成本仅为传统总成本的55.9%。

关键词：多设备串联系统停机损失预防性维护蒙特卡洛方法遗传算法

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考虑周期预防性维护的两阶段混合流水线调度

计算机集成制造系统 2017年第3期23卷 616-623页

作者：蒋凯丽陆志强崔维伟同济大学机械与能源工程学院上海201804 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

针对两阶段且每阶段都存在并行机的混合流水线系统,考虑设备具有时间窗的周期性维护需求,以最小化最大完成时间为调度指标,建立调度与维护的联合优化模型,提出了基于最长加工时间规则和最小化机器松弛时间的构造式算法。对不同规模下的... 详细信息

针对两阶段且每阶段都存在并行机的混合流水线系统,考虑设备具有时间窗的周期性维护需求,以最小化最大完成时间为调度指标,建立调度与维护的联合优化模型,提出了基于最长加工时间规则和最小化机器松弛时间的构造式算法。对不同规模下的问题进行数值验证,并与基于LPT、Johnson规则的构造式算法进行对比,结果表明所提算法具有更优的性能。利用遗传算法对调度解进行搜索优化,并与传统的生产与维护独立决策的结果相比较,证明了生产调度与维护联合决策模型是有效的,更加符合生产车间的实际调度背景。

关键词：混合流水线预防性维护整数规划构造式算法

考虑周期预防性维护的异速并行机集成调度研究

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哈尔滨工程大学学报 2014年第11期35卷 1409-1414,1421页

作者：江才林陆志强崔维伟同济大学机械与能源工程学院上海201804 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

针对异速并行机系统,考虑机器具有周期预防性维护的不可用约束,建立生产调度与预防性维护集成优化的混合整数规划模型。基于改进LPT的机器负载均衡技术与基于最小装箱松弛法的单机调度优化算法,设计了有效的启发式算法HCA,与Cplex的数... 详细信息

针对异速并行机系统,考虑机器具有周期预防性维护的不可用约束,建立生产调度与预防性维护集成优化的混合整数规划模型。基于改进LPT的机器负载均衡技术与基于最小装箱松弛法的单机调度优化算法,设计了有效的启发式算法HCA,与Cplex的数据试验比较表明,对于中小规模问题其解与最优解或低界的百分比误差小于10%。设计了结合装箱算法的混合遗传算法HGA,与HCA对比的数据试验表明,对于大规模问题HGA表现更加优异。通过与独立决策比较的数据实验证明了生产调度与设备维护的联合决策模型效果更优,可有效协调车间生产与维修的总体计划。

关键词：异速并行机调度预防性维护整数规划启发式算法混合遗传算法