基于Robust优化的多链库存系统动态切换模型及仿真

以两个单链合作为出发点,基于合作的方式不同创建了多个子系统,并以此建立了多供应链不确定切换系统模型。为了抑制多供应链系统在链间合作过程中产生生产运作波动和牛鞭效应,运用鲁棒优化理论给出了多供应链系统的切换控制算法,以及基于计算机的控制实现方法。结合多模型切换系统运作过程,仿真并对比分析了该多供应链多模型切换系统控制在有无切换两种情形下系统的订货波动变化大小和牛鞭效应变化大小。仿真结果表明多模型切换控制方法应用于复杂多供应链库存管理系统,可以抑制牛鞭效应,同时提高系统市场快速响应能力和集群整体需求放大性。     

单周期随机需求下基于协调策略的供应链库存系统可靠性研究

供应链是典型的需要协调的系统。在需求不确定的商业环境中,由于很难对消费需求做出准确而有效的预测,从而造成库存的积压风险与缺货风险。如何在不确定需求的市场环境下采用合理的库存策略,以提高供应链库存系统的可靠性是供应链管理的一个核心问题。本文从三种不同库存策略的角度研究了在随机需求条件下供应链库存系统可靠性,并通过算例验证了其有效性。     

模型预测控制在网络化制造环境下SCM中的应用

针对网络化制造环境下供应链需求不确定的特点,采用模型预测控制技术解决供应链管理中库存的动态优化问题。首先,阐述了模型预测控制的机理及其在供应链动态控制方面的适应性;其次,建立了成本目标优化模型,提出控制法则并给出控制算法;最后,仿真结果表明,模型预测控制技术在预测合理库存水平以及控制动态、不确定的供应链系统是可行的。     

供应链系统中零售商横向转载的随机规划模型及算法

为了研究随机需求下供应链系统中多零售商的横向转载问题, 提出了一种基于随机规划方法的多零售商横向转载模型, 并设计了一种启发式算法用于模型求解.考察由一个外部供应商和多个零售商组成的供应链系统, 供应商和零售商均采用order-up-to方法控制库存, 零售商面临随机性需求且相互之间存在横向转载.在横向转载经典假设条件下, 构建了以供应链总成本为目标的混合0-1规划模型.考虑到该模型中存在随机变量, 将模型转化为随机期望值规划模型进行求解, 结合随机拟梯度算法及遗传算法设计了一类启发式算法来求解模型, 给出了详细的求解过程.利用数值算例的仿真结果验证了模型及算法的有效性, 还就需求相关程度的影响及转载假设条件的影响进行了详细分析.研究结果表明:模型及算法对存在横向转载的供应链系统确定最优库存水平是相当有效的.     

基于模型预测控制的供应链操作优化仿真方案

基于模型预测控制算法为供应链中的操作决策问题建立动态定量的供应链整体系统模型进行研究,结合供应链特点改进目标函数,使得利润最大化同时保证了客户服务最大可能地接近期望水平,提出了一整套供应链滚动操作优化决策方案,为供应链决策者提供一体化的动态决策支持;并进一步针对不确定性市场需求的现实,引入风险值库存管理策略,定量测量和控制需求预测误差带来的库存风险,设计出应用于需求不确定市场环境下供应链滚动操作优化决策方案.基于GAMS的仿真结果证明了算法的有效性.     

反应型供应链多层库存运输优化与模糊博弈协调

考虑多方式运输成本和库存成本的权衡, 研究了随机需求下单层和多层反应型供应链的库存(补货)和运输最优策略及模糊环境下的供应链协调. 在以布朗运动描述的随机累积需求下, 同时考虑混合运输方式的选择以及库存补货, 给出最优补货点和运输控制策略. 然后将此推广到多层库存问题,分别讨论了在补货流和需求流平衡与否的情况下系统的最优库存和运输策略. 独立分散决策和集中联合控制的比较表明后者能更有效地协调多层供应链系统. 用模糊合作博弈建模分析多层供应链在模糊环境下实现集中联合控制的情形, 在系统库存输入流和输出流平衡的前提下求证了模糊合作博弈的核的存在性并给出模糊Shapley值作为成本分摊模糊合作博弈解的合理公平预测.     

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。     

二级供应链系统库存策略的系统动力学研究

以系统动力学模型为框架,提出了以预测平均值和预测误差标准差为基础确定订货量的库存控制策略,并以库存服务水平和库存成本为目标,对所提出的库存策略中的政策性参数进行了组合优化.研究结果表明,无论需求的特征如何,对于二级供应链分散库存模式和定期订货系统,本文所提出的以指数平滑预测法为基础的库存控制策略都具有较好的适用性,并可以通过政策性参数的合理组合达到满意的绩效目标.本文所建立的模型和仿真过程具有良好的可理解性和可操作性,因此具有较好的应用前景.     

间接自适应模糊滑模控制在电弧炉中的应用

将模糊控制与滑模控制结合应用于电孤炉电极调节系统中,给出了自适应模糊滑模控制系统的详细设计过程.用自适应模糊控制逼近滑模控制中的不确定参数,加入切换控制以保证滑动条件的成立,推导了规则参数调整的自适应律.在线调节自适应模糊滑模控制器的参数以克服电弧炉电极调节系统的不确定性,具有较强的鲁棒性.仿真结果表明:该控制算法能有效地抑制弧长扰动,从而获得较好的动态性能.     

分布参数切换系统的建模及仿真方法

讨论分布参数切换系统的建模与仿真问题.运用算子半群理论建立了分布参数切换系统的发展方程模型,并设计了系统仿真的方法.对于切换律与系统状态相关时切换律难以得出数值解的情况,运用广义正交多项式求出系统的逼近切换律,进而完成系统的仿真.最后,通过两个仿真实例,验证文中提出方法的可行性和有效性.     

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.     

基于期望收益和差异系数的供应链风险池效应

针对已有供应链风险池效应的研究大多是单环节多源性的且主要是基于供应链成本的不足,考虑由一个供应商和多个零售商组成的二级供应链,从期望收益和差异系数的角度对比分析两种情景下集中库存系统和分散库存系统的表现以及是否存在风险池效应。结果表明:当需求确定而供应随机时,由于风险分散化效应,企业采取分散库存系统能减少收益差异系数,此时分散库存系统是最优的;当提前期和需求都不确定且需求会随着提前期而变化时,由于多环节多源性风险池效应,企业采取集中库存系统能增加期望收益。数值分析结果表明:供需都不确定下风险偏好型零售商应采取集中库存系统,且提前期标准差的增大或产品销售价格的降低都会增强风险池效应。有望帮助企业识别风险池效应发生的条件,提高其规避风险能力。     

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.     

JIT供货约束下差异化订货决策行为的供应链系统动力学分析

为考察决策者有限理性行为的个体差异对供应链绩效的影响程度,建立了由需求方、制造商和原材料供应商组成的三级供应链系统动力学模型。模型建立在有先进信息系统支持、为用户提供JIT服务的供应链环境下。根据锚定调整理论,引入两种个体差异化决策行为调整参数,分别研究了两个参数变化下订货量的波动情况,并进行了行为调整参数对供应链绩效影响的敏感性分析。研究表明,决策者异质性会影响决策质量。不是所有的行为调整都会对供应链产生负面影响,决策者的需求不确定调整可能会弱化牛鞭效应,甚至产生生产平滑。供货不足的行为调整参数对供应链的敏感程度呈指数增长,其影响程度远大于需求不确定调整参数。决策者应尽量避免对其上游供货不足的过分调整。     

一类不确定离散非线性系统的边界层自适应模糊滑模控制

研究了一类不确定离散非线性系统的模糊滑模控制问题,提出了一种基于边界层模糊自适应的模糊滑模控制方法.首先,在系统非线性动态函数上界已知的条件下,给出了系统的准滑模控制律设计,证明了系统的闭环稳定性.引入一个滑模边界层可调参数,在边界层外施加准滑模控制律;在边界层内,去掉准滑模控制律,施加模糊逻辑控制.边界层参数用模糊逻辑系统进行在线自调节,消除了系统处于准滑动模态时的高频抖振.数值仿真结果证明了所设计控制律的优点和有效性.     

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.     

需求不确定下考虑竞争的闭环供应链定价研究

为了探究需求不确定和再制造竞争双因素下闭环供应链定价策略,运用Stackelberg博弈论方法,构建了再制造竞争闭环供应链分散式和集中式定价模型,分析了新产品、再制造品和废旧品的价格波动规律以及与系统成员期望利润之间的关系.结果显示,需求不确定性在一定程度上有利于分散式决策下制造商和再制造商,而对零售商产生一定的不利影响;在一定范围内,随再制造竞争程度增加,两种决策模式下闭环供应链系统总期望利润将会增加.通过算例仿真,指出了需求不确定和再制造竞争直接关系到各节点企业和系统的期望利润,系统总期望利润与再制造竞争程度呈正比,与需求不确定性呈反比变化.因此闭环供应链核心企业应设置有效的信息共享和收益协调机制以发挥再制造竞争优势和降低需求不确定影响.     

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.     

信息更新频率对供应链稳定性的影响

将信息更新频率作为影响供应链系统稳定性的系统参数之一,建立了可延期交货与不可延期交货两种情况的供应链库存控制系统模型。通过仿真实验确定了不同条件下供应链库存控制系统的稳定域。分析了信息更新频率对系统稳定性及对系统订货量和库存量波动的影响。研究结果证明通过提高信息更新频率,可延期交货库存控制系统的快速响应特性和稳定性都能得到明显的改善。而对于不可延期交货库存控制系统,由于不能延期交货,提高信息更新频率对系统特性的改进并不明显。根据研究结果提出了供应链成员决策的管理学建议。     

不确定切换系统基于切换时间的动态输出反馈鲁棒H∞控制

借助平均驻留时间方法，讨论了一类不确定切换系统的动态输出反馈鲁棒H_∞控制问题。利用多Lyapunov函数法，以线性矩阵不等式的形式给出了使得该类闭环系统的动态输出反馈控制器存在的充分条件。同时,构建了基于切换驻留时间的切换律。在综合考虑最优化干扰抑制性能指标γ和求解的简便性后，给出了动态输出反馈控制器的设计算法。进一步的，将所得结果推广到任意切换律的情况。