- 陈剑;孙明月;马文静;叶旭栋;
随着云计算、物联网、大数据等新一代信息技术的发展，智能制造已经成为世界各国制造业发展的主题。本文针对智能制造下生产运作模式的转变，聚焦智能车间的调度运行机制，提出了一种基于VCG拍卖的主动调度机制。设计了两种基于知识驱动的工件估值函数，工件自主对机器上不同的加工顺序进行估值，确定竞拍报价；机器根据社会效益进行工件选择，最终实现机器-工件的主动匹配。所提出的VCG主动调度机制，实现了工件的真实报价、个体理性、有效分配和预算平衡。VCG主动调度机制为智能车间自治运作提供了理论依据和方法支撑，为智能制造的实施和推广提供了可借鉴的解决方案和实现途径。数值实验表明：基于DD-EF估值函数获得的总提前/拖期成本比基于MPT-EF估值函数获得的总提前/拖期成本平均减少了49.08%，获得的总社会效益平均增加了125.76%；采用VCG主动调度机制比不采用VCG主动调度的总提前/拖期成本降低了4.90%，总社会效益提升了42.86%。
2024年01期 v.29;No.164 1-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 1662K] [下载次数：404 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：135 ] - 张敏;魏可可;胡思明;崔旭东;何曙光;
设备制造企业向用户提供产品租赁并同时提供产品相关服务（如设备维修）是服务型制造的重要发展方向之一。在设备租赁交易中，维修服务质量直接影响租赁方的意愿和出租方的利润，但是租赁合同中有关维修服务设计的现有研究却很少考虑服务质量这一关键因素。为解决这一问题，从出租方的角度出发，研究了面向租赁设备全生命周期的维修策略优化问题，建立了利润和维修服务质量最大化的多目标优化模型。在此模型中，采用虚拟年龄模型描述预防性维修对设备状态的影响，引入维修服务质量，考虑了设备价值、租金、维修成本、故障罚金等因素。最后构建了基于NGSA-Ⅱ的模型求解方法，并通过算例验证了租赁设备全生命周期维修策略优化的有效性。
2024年01期 v.29;No.164 12-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1698K] [下载次数：334 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：44 ] - 王乾;郑建风;张佳艺;郭力铭;朱志红;杜浩铭;
空箱调运成本已成为班轮运输公司经营成本的重要组成部分。考虑到规模经济和船舶运力对空箱调运的影响，可折叠集装箱的使用是班轮运输公司降低运营成本的一种有效途径。结合可折叠集装箱的特点，本文研究了一类考虑空箱调运的班轮枢纽选址问题。在传统枢纽港选址模型的基础上，提出了几种综合考虑重箱和空箱的混合整数线性规划模型，探讨了空箱调运和可折叠集装箱的使用对枢纽港选址的影响。数值实验证明了所提模型的有效性。结果表明：可折叠集装箱的使用对枢纽港选址和喂给港分配产生了较大影响；在北欧，泽布吕赫会顶替安特卫普成为枢纽港，承担北欧大部分港口的空箱中转服务；在亚洲，香港由于较高的折叠展开作业成本，成为枢纽港的概率会略微下降。
2024年01期 v.29;No.164 22-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 1957K] [下载次数：424 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：33 ] - 陈治霖;胡鸿韬;边迎迎;
中国作为港口大国，上海港的集装箱吞吐量连续多年世界第一。2019年12月暴发的新冠疫情对世界航运造成了巨大影响，对上海港的影响程度及其集装箱吞吐量的未来走势亦未可知。因此，本文以上海港过去9年的集装箱吞吐量月度数据为原始样本，对上海港2022年11月至2023年10月的集装箱吞吐量进行预测。为排除季节效应，建立SARIMA模型进行时间序列分析，结果表明预测精度良好。另外，为减小疫情对未来预测值的影响，利用异常值替换法改进了基础模型，并选取最优模型对上海港未来集装箱吞吐量进行预测，结果可为行业人员制定作业计划与人员配备提供参考。
2024年01期 v.29;No.164 32-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1529K] [下载次数：650 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：25 ] - 范厚明;纪成恒;岳丽君;马梦知;
针对装卸同步下自动化码头自动导引车（automated guided vehicle,AGV）与场桥联合调度优化问题，构建了两阶段优化模型。考虑出口箱优先级等约束，以出口箱翻箱量最少为目标，构建了第一阶段取箱作业优化模型，得到出口箱最优提翻箱方案。考虑箱区前缓冲支架数量、出口箱最优提翻箱方案等约束，以AGV行驶能耗、等待能耗及场桥等待能耗之和最小为目标，构建了第二阶段AGV与场桥联合调度优化模型。设计基于规则启发式算法求解取箱作业模型，改进自适应遗传算法求解AGV与场桥联合调度优化模型，通过对不同规模算例对比分析验证了算法的有效性。结果表明，同步优化AGV与场桥作业顺序，可以减少AGV与场桥相互等待时间，有效降低码头作业能耗。
2024年01期 v.29;No.164 41-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 2066K] [下载次数：521 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：31 ] - 汪和平;高瑞;
当前环境污染与能源短缺问题日益凸显，电动货车作为交通运输行业中碳排放占比超过60%的道路货运方式，以低排放、低消耗等优势成为我国实现“双碳”目标的有效途径之一。本文针对当前电动货车推广存在争议、进程缓慢等问题，分析了电动货车发展规模对区域碳排放的影响。基于系统动力学原理构建了包含社会经济、电动货车发展规模与碳排放三个子系统的系统动力学模型。利用Vensim PLE软件模拟仿真，对比了不同场景下电动货车发展对碳减排的影响。结果表明，技术发展因素相对于购车补贴等政策更能增强电动货车的吸引力。
2024年01期 v.29;No.164 52-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 2111K] [下载次数：1145 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：40 ] - 郭新悦;胡鸿韬;李军涛;
随着生鲜电商的发展，许多农业合作社开始采用社区网络直销和超市分销同时运作的双渠道供应链模式。在不同的供应模式下，如何决策、如何控制冷藏成本和产品质量成为经营的主要难题。本文将易腐产品的衰减性质和冷藏成本融入供应链定价博弈中，研究了面对不同的销售模式时，合作社与零售超市的定价和冷藏决策。最后通过分析得出，在商家的利润较高并且满足一定条件时，适宜对产品进行冷藏。本文对于目前生鲜销售形势各异的批发、网商、社区直销的参与者具有一定的现实意义。
2024年01期 v.29;No.164 62-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 1532K] [下载次数：888 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：30 ] - 范晓宇;王铖恺;王子翔;刘冉;杨之涛;
针对新冠疫情下发热门诊医生排班问题，研究了普通发热诊室与特殊发热诊室医生联合调度问题。针对系统高度时变和随机的特点，基于排队论和稳态流平衡模型，提出了患者排队队长等重要性能参数计算方法。考虑两个诊室医生排班的不同约束，设计了两阶段算法求解联合排班问题，确定一周内每个医生每天上下班时间。第一阶段建立了混合整数规划模型以确定每小时配置的医生数量，基于求解器并结合机器学习和割平面技术，实现模型高效求解；第二阶段设计了分支定价算法精确求解每位医生工作排班，得到满足数目要求的医生排班方案。实验表明机器学习方法显著降低求解时间，得到的排班方案比医院现有排班更能有效控制患者等待队长，降低了医生工作负荷。
2024年01期 v.29;No.164 72-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 1638K] [下载次数：362 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：25 ] - 谢维;邱梦宁;韩国欣;
质保服务作为制造商在售卖产品时免费向消费者提供的质量保证协议，能够增强消费者对产品的质量信赖，但同时也会增加因质保需求产生的费用支出。准确预测质保需求能够帮助制造商实现运维资源的高效管理。以往质保需求预测模型大多局限于产品总质保需求，而忽略了销售过程，同时为方便计算也忽略了维修时间带来的影响。本文在免费非更新最小维修政策下，利用齐次泊松过程模拟产品动态销售过程，并用随机过程中交错更新理论刻画维修时间对累积质保需求的影响，实现对未来任意时间段的质保需求预测。通过模型分析发现，单位时间质保需求变化可以分为上升、稳定、下降三个阶段，这为制造商合理配置资源、资金等提供理论依据。
2024年01期 v.29;No.164 84-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1676K] [下载次数：221 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：23 ] - 张兆民;付维方;张伟钢;
围绕新能源汽车等产品的二维质保期拓展问题，提出了一种考虑二维预防性维修策略的基础质保期拓展方法。首先，建立了质保期内不同二维预防性维修水平的期望质保成本模型和拓展二维质保期下产品销量函数模型。其次，以制造商期望净利润最大化为目标，建立了二维质保拓展因子的优化模型。最后，以新能源汽车的二维基础质保期拓展为例，对不同二维预防性维修水平下的最优拓展进行了方法验证，并对模型中关键参数进行了敏感性分析。所提方法丰富了二维质保期设计与优化的相关理论，并为制造商开展二维质保期拓展提供了借鉴方法。
2024年01期 v.29;No.164 98-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 1725K] [下载次数：141 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：14 ] - 杨子超;罗建强;潘蓉蓉;
针对制造企业将衍生服务外包后价值倾向于被客户低估的问题，需要服务承包商提高服务水平以提升客户效用，为此构建了集中决策和分散决策下面向客户效用与企业利润最大化的双目标决策模型，设计了成本共担-价值共享的供应链协调契约。研究表明：双目标整体优化时，集中决策下增大客户效用目标重视度将使供应链整体利润下降，分散决策下服务承包商的服务价格和利润与客户效用目标重视度关系未定，可能存在成本投入无法得到有效回报的服务悖论现象；提升客户效用目标重视度能削减产品价格，增大产品与服务需求，提高制造企业利润，创造更大的客户效用，且双目标整体优化对各变量的作用强于单目标优化；契约模式可使最优解更趋近于集中决策，实现衍生服务外包供应链的有效协调。
2024年01期 v.29;No.164 107-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 1526K] [下载次数：332 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：11 ] - 梁爽;陈彦如;孙智彬;
针对农村地区物流配送成本高、效率低等问题，对无人机-卡车-代收点的协同配送进行了研究，以助力“乡村振兴”战略。充分考虑农村道路条件、农户地理分布等特征，构建了面向农村的无人机-卡车-代收点协同配送整数规划模型，同时对无人机路径、卡车路径、代收点选址及分配、无人机发射点及回收点等进行决策。针对问题特点设计了初始解生成策略及改进的自适应大规模邻域搜索算法。此外，通过敏感性实验分析代收点服务范围和无人机飞行能力对配送系统的影响。最后，通过与精确算法求解器Gurobi、自适应大规模邻域搜索算法和两阶段构造搜索算法进行对比，验证了所设计算法的有效性。
2024年01期 v.29;No.164 119-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 1533K] [下载次数：795 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：18 ] - 霍佳震;徐骏;陈铭洲;
零售商品库存控制单位（stock keeping unit,SKU）级别的销量时间序列具有较强的非平稳性和非线性，其多步预测困难。为了解决上述问题，提出了一种基于集合经验模态分解（ensemble empirical mode decomposition,EEMD）、霍尔特-温特斯（Holt-Winters,HW）以及梯度提升树（gradient boosting decision tree,GBDT）的销量预测模型。该模型分为3个阶段：第1阶段利用HW模型进行区域-全商品层级销量预测，并通过移动平均比例法得到SKU级别预测结果；第2阶段利用EEMD处理原始时间序列和HW模型产生的预测值序列以降低数据的非平稳性及拓展输入特征；第3阶段集成基于HW预测分量和内外部特征构建的多个梯度提升树，得到预测结果。采用国内某零售企业的销售数据进行验证。结果表明，EEMD-HW-GBDT模型对零售商品销量多步预测问题具有良好的预测性能，在MAE、RMSE和WMAPE指标方面均优于其他7个基准对比模型。
2024年01期 v.29;No.164 133-141页 [查看摘要][在线阅读][下载 1500K] [下载次数：833 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：8 ] - 吕永敬;张涛;李凯文;赵红;
在新能源技术高速发展的背景下，本文提出了一种基于深度强化学习的多目标优化方法，对混合能源系统进行配置和设计。首先，设计了一种基于循环神经网络的深度强化学习方法，对系统配置方案优化过程中计算耗时的目标值进行近似估计，以在线优化的方式实现能源系统运行控制策略的快速求解；其次，以经济性、可靠性、环境效益作为优化指标，采用多目标进化算法对混合能源系统进行优化配置，计算得到满足用户不同偏好的帕累托解集；最后，以离网型混合能源系统作为研究对象验证了该方法的有效性，所提方法明显优于多种传统优化设计方法。
2024年01期 v.29;No.164 142-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 1396K] [下载次数：468 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：24 ] - 周旺;于淼;于丹丹;
针对突发疫情背景下综合医院线上线下医疗资源配置问题，基于排队框架下两阶段序贯博弈模型，考虑疫情影响下不同风险地区的距离及异质患者就医选择行为，研究了综合医院最优线上线下服务能力分配均衡决策。结果表明：随着疫情管控区患者数量增加，综合医院应为线上服务分配更多能力；综合医院线上服务率对最优服务能力分配的影响取决于医院对误诊患者的定价，当疫情管控区患者数量较大且线上服务治愈率较低时，综合医院对误诊患者治疗给予更大的折扣更有利于吸引患者从而提高利润。研究结果为突发疫情下综合医院探索双渠道服务模式及运营管理提供了启示。
2024年01期 v.29;No.164 151-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 1472K] [下载次数：199 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：18 ] - 许瑞;妥亚方;杨鹏;
分类存储是自动化立体仓库（automated storage/retrieval system,AS/RS）中重要的存储策略之一。在此系统中，考虑任务的货区约束，对出入库任务调度与货位分配决策的联合优化是提升AS/RS运作效率及客户满意度的关键。本文以现实中多巷道AS/RS为研究对象，构建了以最小化任务完成时间与延迟时间加权和为目标的结合整数线性规划模型的动态规划模型，并提出了基于指派模型和文化基因算法的数学规划启发式算法。在此算法中，根据货架分区特征，引入一种基于汉明距离的新型出入库任务匹配度量指标，将入库任务排序子问题转换为指派问题，并结合文化基因算法对出库任务排序、任务分配及货位选择子问题进行优化。仿真实验验证了所提算法具有良好的优化性能，且提出的入库任务顺序优化方法可有效减少任务完成时间与延迟时间。
2024年01期 v.29;No.164 159-171页 [查看摘要][在线阅读][下载 1696K] [下载次数：891 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ] - 林源;黄敏;尹明强;蒋松辰;高哲明;
随着物流行业竞争的日益激烈，客户对第四方物流（fourth party logistics,4PL）网络的服务水平提出了新的要求，故如何在保证服务水平的情况下设计总成本最小的4PL网络具有重要的现实意义。客户需求满足情况一直是影响物流网络服务水平的重要因素。近些年来，随着人们生活节奏的不断加快，客户对物流的时效性越来越重视，时效性也成为影响物流网络服务水平的另一因素。本文的4PL网络服务水平为考虑时效性和客户需求满足情况的双重服务水平。为保证满足双重服务水平，本文以成本最小为目标，以时效性和客户需求满足情况为约束，建立了第四方物流网络设计模型。由于该问题具有NP难特性，本文提出了一种嵌入迭代局部搜索的自适应粒子群算法进行求解。不同规模算例的仿真实验结果验证了所提出算法的有效性。将本文模型与不加入时效性约束的第四方物流网络设计模型进行对比，实验结果验证了本文模型既能够有效满足客户要求的服务时间，又能够一定概率下满足客户的需求，从而保证网络的双重服务水平。
2024年01期 v.29;No.164 172-183页 [查看摘要][在线阅读][下载 1870K] [下载次数：308 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：12 ] - 苏艺璇;李铁克;王柏琳;袁帅鹏;张文新;
连铸机故障问题不仅需要考虑设备指派和时间调整，而且涉及浇次计划的修复，是炼钢-连铸生产中一类复杂的扰动事件。本文针对该问题提出浇次计划修复策略，以最小化总等待时间和调度前后偏差的加权总惩罚为目标，建立了混合整数规划模型，结合问题联合决策及模型变量的特征，提出了遗传算法和粒子群算法相混合的协同进化算法。在算法中，设计了初始启发式修复策略和基于冲突炉次动态修剪解空间策略，提出了前向正推和反向逆推相结合的双向解码方式，并设计了混合协同进化算子，继而利用调整变量对钢材质量产生了不同程度的影响，设定了变量调整次序和基于柔性浇铸时间的可行性处理策略。最后，通过仿真实验验证了模型和算法的可行性和有效性。
2024年01期 v.29;No.164 184-196页 [查看摘要][在线阅读][下载 2350K] [下载次数：172 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 朱外明;胡笑旋;马华伟;
物流柜与无人机协同配送是一种“非接触”配送模式，自动化程度高，具有广阔的应用前景。本文研究了该模式下的最小完工时间调度问题，即如何制定无人机的飞行路线和物流柜上的服务顺序，使得配送任务在尽可能短的时间内被执行。该问题是一个车辆路径与机器调度耦合的复杂优化问题，其建模和求解具有一定的难度。本文建立了问题的有向图逻辑模型，将原问题转变为有向图上的弧选择和时间确定问题，并建立了0-1混合整数线性规划数学模型，设计了对应的变邻域搜索算法，选取中国9座城市构造了高仿真算例，验证了模型和算法的有效性。
2024年01期 v.29;No.164 197-208页 [查看摘要][在线阅读][下载 1494K] [下载次数：607 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：32 ] - 苏强;王怡宸;庄子安;董海燕;
针对某三甲医院产科特需门诊产检过程等待时间久的现状，提出了考虑多类患者的启发式预约调度策略。产检患者可能经过普通超声、大排畸超声和胎心监护等多个检查项目，根据其签约医生和孕周形成不同的就诊流程。考虑到问题的复杂性，将作业车间调度问题和预约调度问题相结合，以缩短患者等待时间为优化目标建立数学规划模型，设计了针对多就诊流程患者的遗传算法进行求解。基于数值实验提出了考虑多类患者的启发式预约调度策略，并设计仿真模型进行验证。结果表明，与应用传统预约策略相比，该策略可使患者平均等待时间降低78.26%。
2024年01期 v.29;No.164 209-218页 [查看摘要][在线阅读][下载 1314K] [下载次数：213 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：14 ] 下载本期数据