一类基于库存切换的供应链不确定模型及其鲁棒H_∞控制

建立一类新的具有参数和外部需求不确定的供应链库存切换系统模型,它包括三个生产库存子系统和一个库存信号切换向量.为了抑制供应链系统库存切换过程中产生的运作波动以及参数和外部需求不确定产生的牛鞭效应,应用鲁棒H∞控制方法给出了供应链切换系统的控制律.进行了控制律计算和系统仿真,结果验证了所设计的系统控制律的有效性.     

供应链时滞系统模型及其牛鞭效应的H∞控制

在供应链管理时滞连续系统模型基础上，建立了一个供应链管理多层时滞离散系统模型，采用供应链上游库存、订货、销售、生产波动方差之和与下游客户层需求量波动方差之和的比例描述牛鞭效应，分析了多层时滞系统牛鞭效应．提出顾客末端需求波动最差条件下的H∞控制方法，以抑制牛鞭效应．这一方法本质就是供应链末端需求波动最差情况下制定供应链管理的最优决策，并且以一个供应链多层时滞系统为对象进行了供应链牛鞭效应的H∞控制仿真实验．     

基于时间的VMI整合补货模式的系统成本与牛鞭效应

为了研究基于时间的VMI整合补货模式下补货周期对两级供应链系统中系统成本和牛鞭效应的影响以及系统成本与牛鞭效应的关系，利用系统动力学的方法和工具构建该模式的动态仿真模型。通过实例仿真，定量研究基于时间的VMI整合补货模式中供应商对随机流需求输入的订单响应率波动及系统成本的变化，并通过二次函数的回归分析探讨系统成本与牛鞭效应之间的数学关系。结果显示．随着补货周期的延长．牛鞭效应呈现严格单调递增的变化，系统成本表现出先降后升的变化趋势．系统成本与牛鞭效应之间则是一种二次凹函数的关系，那么可以找到一个合适的补货周期，实现供应链牛鞭效应与系统成本的协调优化控制。     

一种库存比例积分控制器及其系统动力学仿真

将比例积分控制原理应用于供应链库存控制的研究,设计了一种两级供应链环境下的库存比例积分控制器,并利用系统动力学方法构建了两级供应链库存比例积分控制器的动态仿真模型,最后通过实例仿真得出了实现牛鞭效应、库存水平、库存波动、缺货的协调控制的控制增益组合,并给出了系统内部结构上的解释.结果表明,在合适的控制增益组合下,供应链库存比例积分控制器能有效的缓解供应链系统中的牛鞭效应、降低库存水平及库存波动幅度、减少缺货的发生等.     

再制造系统模型及其牛鞭效应H∞控制

针对再制造系统中的牛鞭效应,提出了H∞控制方法。该方法在考虑了制造商的实际库存和消费者的虚拟库存两种库存的基础上,建立了再制造供应链系统模型;并采用制造、再制造和库存的偏差波动与需求的偏差波动之比来定量描述系统中的牛鞭效应;在保证系统稳定性的前提下,利用H∞控制理论重新设计系统的制造和再制造策略,给出了在消费者需求波动最差的条件下牛鞭效应的H∞控制方法。通过仿真实验证明该方法的有效性,系统中的生产和库存波动趋于平滑,牛鞭效应得到有效控制。     

基于模糊Petri网的供应链牛鞭效应的成因与控制建模分析

从信息流角度,建立了基于模糊Petri网的牛鞭效应成因与控制模型,给出了相应的模糊推理算法,通过仿真分析,验证了一些重要结果。该模型描述了供应链中信息对决策的影响及供应链成员同步运作的现象,将供应链中牛鞭效应成因与控制可视化,为牛鞭效应问题的进一步研究提供一个新的思路。     

基于反馈控制的牛鞭效应自补偿对多级库存系统的影响

在时变需求条件下,多级库存问题中需求变异放大的现象给供应链上下游企业的供需匹配带来了极大的挑战.本文考虑一个单条供应链在信息共享条件下采用订至点补货策略的情形,在随机需求下,研究了一个四级供应链系统中的牛鞭效应及其抑制方法.基于反馈控制理论构建了一个四级库存系统的动态控制模型,并通过拉普拉斯变换推导出了系统的传递函数.在四级库存反馈控制模型的基础上,设计了一个牛鞭效应自补偿机制,使供应链进销存系统的需求变异维持在原有水平.数值试验及仿真进一步对牛鞭效应自补偿算法的效果进行了验证.试验结果表明,加入自补偿算法后供应链各级结点企业的订货量波动明显减弱;剩余库存量的波动大幅下降;供应链整体牛鞭效应约为信息共享条件下的三分之一,仅约为信息不共享条件下的四分之一.     

H∞鲁棒控制下动态供应链系统牛鞭效应优化

为解决网络化制造(networked manufacturing,NM)模式下供应链系统运作中存在的不确定性扰动, 运用H_∞鲁棒控制方法抑制供应链系统牛鞭效应, 保障系统稳定运作.构建了由状态变量和控制变量描述的NM模式下的动态供应链时变偏差系统模型,采用线性矩阵不等式(LMI)方法获取H_∞鲁棒控制策略,并通过系统反馈控制器u_k设计,有效减小客户不确定需求引起的生产、订货和库存波动. 最后,结合实例分析表明在抑制率为ζ时,本文提出的鲁棒控制策略可以有效抑制不同形式客户需求引起的牛鞭效应,实现供应链系统鲁棒镇定.     

基于系统动力学的社区养老服务供应链信息共享模型

在老年人需求随机变动且存在扰动因素的情况下,以服务供应商、集成商和老年人组成的多级供应链为研究对象,运用系统动力学的方法构建社区养老服务供应链基准模型和信息共享模型,并进行对比仿真分析。结果显示:(1)社区养老服务供应链中各节点信息不完全和不对称的现象会导致严重的牛鞭效应出现;(2)信息共享机制能够增强集成商、尤其是老年人的双元性,提高信息传递的敏捷性和准确性,起到降低社区养老服务供应链牛鞭效应的作用,且供应商牛鞭效应降低程度为集成商的1.5倍;(3)牛鞭效应与资源补充速率之间存在负反馈关系,当通过信息共享降低牛鞭效应后,资源补充速率准确性提高,进而降低供应商和集成商的资源量大小和波动,提高供应链的稳定性和老年人需求满足率。     

动态需求下集群式供应链牛鞭效应的H∞控制

在动态需求环境下,考察一供应链的零售商的库存补充渠道来自于其它多供应链的零售商,将跨链间库存合作与时变鲁棒控制系统相结合,建立了多级集群式供应链跨链间库存合作下的库存模型和牛鞭效应量化方法,用鲁棒控制理论来寻求“最差”需求下的最优订货。通过对比仿真实验表明,实施H∞控制和跨链间紧急库存补充策略可以有效减小库存以及生产（或订货）波动,达到抑制牛鞭效应的目的,同时可以大大减小订货间隔期,并提高市场响应能力和客户服务水平。     

空天飞行器再入姿态模糊切换多模型控制

针对多模型切换控制在切换边界处的不平滑性,提出了一种模糊切换多模型控制。将其输入空间划分为若干个模糊区域以使区域边界模糊化,在各区域内设计局部T-S模型和控制器。根据所选定的变量将相应的区域控制器切换为全局控制器,由于控制器切换是在模糊了的区域边界处进行的,故保证了切换过程中系统状态轨迹的平滑性。利用该控制方案为空天飞行器设计了再入姿态飞行控制系统,高超声速飞行条件下的仿真实验证明了方法的有效性。     

基于分形测度的软切换控制仿真研究

在一些工业过程控制中，由于控制对象系统的运行工况不可避免地经常偏离稳定工况，从而提高了对控制系统的要求。首先从实时性要求的角度，定性地分析了提高控制质量的几个重要因素。其次，基于对分形测度的分析，提出了以分形测度为切换指标的软切换控制，建立了基于工况辨识模型控制与过渡区间的PID控制相结合的控制系统，并实现控制的软切换。最后以余热锅炉汽包水位系统为例进行仿真，结果表明，采用分形测度作为切换指标可以及时地跟踪到系统的突变；基于此指标进行软切换控制策略可以在多扰动的工业过程克服过渡区振荡，提高了控制性能。     

基于最优切换的挠性卫星的姿态控制

在切换系统最优控制的框架下,讨论了挠性卫星的姿态控制问题。首先,根据挠性卫星姿态调整的运动模型,同时考虑两种执行机构的控制作用,将卫星的姿态控制问题转化为一种切换控制问题,并在能量最小性能指标下讨论其最优控制问题。其次,基于粒子群优化算法和Powell算法给出了求解最优切换时间问题的完整优化算法。最后,以3阶挠性卫星系统为例,给出了具体仿真算例,验证了所提算法的有效性。     

网络化制造环境下离散供应链系统预测控制策略

针对离散供应链系统中客户需求的高度不确定性，提出最小方差控制方法。该方法相对于传统的预测控制策略，更适合于追踪需求变化减少或消除“牛鞭效应”。首先，将具有z变换的各单元传递函数整合成一个闭环传递函数，以此为整个供应链网络建模，采用白回归移动平均模型描述客户需求趋势，并通过客户需求预测确定两种库存目标水平。其次，建立基于订单策略的目标函数，利用最小方差预测器处理客户需求，提出了供应链的性能指标函数和“牛鞭效应”的分析方程，并通过设定最小方差控制器参数调节超额库存和未交付订货。最后，仿真结果表明最小方差控制在预测市场变化、追踪客户动态需求和保持合理库存水平上是可行和有效的。     

供应链中牛鞭效应的分形特征研究

将牛鞭效应的形成过程描述成系统内部的非线性机制,并应用非线性理论对牛鞭效应的产生机理进行了深入研究.研究结果表明,牛鞭效应与“蝴蝶效应”具有同样的自激放大机制.在受到零售商需求信息处理偏差的扰动下,供应商的订货决策会自激放大这些扰动.同时,制造商的周期性低价促销,也会使零售商的订货决策随产品价格的波动而自激放大产品需求,形成牛鞭效应.这种需求变异放大现象的外在表现则是系统对初始值敏感依赖的非线性机制作用下出现的系统自相似结构.为此,本文采用G-P算法计算得到需求信息处理和价格波动下牛鞭效应的关联维数.结果表明,需求信息处理和价格波动下牛鞭效应具有分形特征.     

基于聚类方法和神经网络的非线性系统多模型自适应控制

针对具有参数跳变的非线性系统,联合聚类算法和神经网络提出新的多模型自适应控制方法。首先对系统的输入输出数据进行模糊聚类,然后基于递推最小二乘法建立多个固定模型。为提高系统的暂态性能,同时建立两个自适应模型,并在此基础上设计鲁棒自适应控制器。此外,为了补偿系统的非线性部分,建立非线性预测模型,并设计非线性神经网络自适应控制器。所提方法可使控制切换系统具有稳定性保证。最后,通过性能指标对控制器进行平滑切换。仿真结果表明,所提方法能够保证系统具有良好的控制性能。     

二级供应链系统的动力学仿真

提出将供应商管理库存细分为需求拉动式供应商管理库存和计划推动式供应商管理库存.应用系统动力学方法对传统供应链、需求拉动式供应商管理库存和计划推动式供应商管理库存等三种供应链管理模式进行建模和仿真.放松了一些传统约束,如常见的配送中心无限能力假设,将配送中心不同库存管理方式引入模型.通过仿真,从零售商库存波动变化、长鞭效应减弱程度和供应链总成本多个角度证明了推式供应商管理库存的优越性.证明了除了累积提前期以外,长鞭效应还与信息共享时的库存、生产控制方式有关.