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。     

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.     

分布式模型预测控制方法的研究

对分布式模型预测控制的相关领域进行评述,从应用角度对分布式模型预测控制进行分类,分析了模型结构的分解方法,控制问题分解及各控制子问题的求解方法,以及各控制器之问如何交换信息以取得最优解.概述了不同分布式模型预测控制策略的系统分析成果,对现有研究的不足进行了评述,提出了分布式模型预测控制算法的进一步发展方向.     

广义累加灰色预测控制模型的性质及优化

对广义累加灰色预测控制模型进行了深入研究,发现该模型实际上是GM（1,1）模型、阶段模型、跳跃模型、非等间隔模型等的统一形式;然后研究了初始点的变化对模型参数及预测值的影响,利用矩阵分析推导了它们之间的数量关系;提出了利用广义累加生成矩阵中元素的优化、初始点的优化、初始条件选取的优化对广义累加灰色预测控制模型进行组合优化的方法. 最后利用经典的“电视机销售问题”进行了实例分析,验证了组合优化方法的有效性.     

基于运动目标预测的多无人机分布式协同搜索

多无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)协同搜索是多UAV协同一个重要研究方向。随着战场环境的复杂化,UAV对动态时敏目标的搜索显得尤为重要。针对动态时敏目标的运动特性,首先建立动态时敏目标的运动预测模型,为了降低由于目标运动造成的不确定性以及优化UAV的搜索性能,在采用贝叶斯理论对目标存在概率进行更新的基础上,研究了一种基于高斯分布的目标转移概率密度,通过计算得到动态时敏目标的存在预测概率,然后合理建立UAV协同搜索的性能指标函数,在分布式模型预测控制框架下,将多UAV集中式在线优化问题转化为各架UAV的分布式在线优化问题,最后对性能指标函数进行优化求解。通过仿真验证了所提方法的有效性。     

磨矿流程优化控制的分布式仿真平台

磨矿工业流程具有多变量、强非线性、大时滞、时变性等综合复杂性及多个生产设备因矿浆而相互关联的复杂性,为进行其优化控制实验,开发了由优化计算机与监控计算机、ControlLogix控制器,虚拟执行与检测设备,以及虚拟磨矿过程对象组成的磨矿流程优化控制分布式半实物仿真平台.虚拟对象的仿真软件是基于磨矿分级过程动态模型,以便于实现动态优化控制.该平台可为研究磨矿流程先进控制技术以及产品粒度、能耗等生产指标的优化控制方法的研究提供便捷、可靠、直观的工程化验证环境.     

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。     

基于多变量支持向量机的供应链需求预测分析

在供应链中,市场需求往往受到多个因素的影响,单一变量的预测方法已经无法达到预测期望。为了提高预测精度,削弱牛鞭效应,根据Agent理论构建供应链模型,提出一种基于多因素的支持向量机需求预测方法;通过选取主要影响因素,建立多变量SVM预测模型,并利用遗传算法对SVM模型的参数进行优化选择,最后利用算例进行仿真分析。实验结果表明,与单变量支持向量机相比,多变量支持向量机充分考虑影响市场需求的相关因素,最大程度挖掘了数据中的有效信息,提高了供应链需求预测的准确性,从而缓解了供应链中的牛鞭效应。     

航空制造企业技改项目管理动态特性仿真研究

在分析航空制造企业技术改造（简称技改）项目管理整体动态控制特点的基础上,利用因果环路图描述了项目阶段、控制对象和资源能力等各方面因素的动态反馈关系。通过建立技改项目管理系统动力学模型描述了技改项目管理的动态流程,以及进度控制、质量控制和资源能力管理等过程。3种典型情况（理想情况、工期压缩和验收质量下降）下模型的仿真表明,该模型能够较好地反映技改项目管理过程中的各类复杂动态特性,并能够辅助技改项目管理和决策。     

柔性供应链中的三阶段期权型契约模型

消费者需求不确定性的上升导致企业预测需求成本不断增加,研究了在一类生产并销售生命周期较短产品的柔性供应链中,制造商和零售商之间的期权型订货契约问题。采用三阶段动态优化模型描述零售商的柔性采购策略,然后,解出零售商的最优决策,并在理论上证明了期权契约的有效性。最后,分析了产品生命周期、制造商生产能力和市场信息质量对零售商最优决策的影响。     

基于时变需求的供应链网络动态均衡模型

在时变需求下, 供应链网络静态均衡模型不能描述上下游成员的订单、库存以及采购价格随时间的变化的传播过程. 通过在静态均衡模型中引入了时间变量, 本文构建了供应链网络动态均衡模型, 以描述供应链网络各成员订单、库存和价格的时变特征. 基于历史的订单、采购销售价格等信息, 给出了供应链成员考虑订单提前期和库存成本的订单生成策略的数学描述. 建立了供应链网络动态竞争均衡变分不等式模型, 利用变分不等式方法给出了等价的动态均衡条件, 并设计了求解模型的有效算法. 算例研究表明: 文中建立的动态模型不仅能嵌入不同的订单生成策略, 还能分析包括牛鞭效应在内的多种供应链网络问题. 本文所提出的模型为探究供应链网络时空演化行为提供了有力的工具.     

不确定条件下应急管理人力供应链多功能资源配置鲁棒优化问题

在紧急甚至灾难状态下,应急管理物资及人力需求都是爆发性的,为了满足应急状况的不确定需求,实现应急人力的合理管理和配置,借鉴成熟的供应链理论,强化应急管理人力供应链的协调配置能力有很大的理论及现实意义.本文简述了人力供应链的发展,重点讨论应急状态下连续性的人力服务需求.需求到来及其长度都是不确定的,多能力的专业人员应当被合理配置以优化服务.在本文中,我们提出了一个不确定条件下的网络优化模型,强调了多能力专业人员的资源分配.随机规划模型及鲁棒优化技术将被运用来处理不确定需求及网络优化,我们也将讨论其他特殊情况如服务取消,服务延长,提前结束等,我们的模型将有较为普遍的适应性.     

中断环境下供应链弹性运作分析与优化

近年来自然灾害、事故、人为中断等供应链问题受到人们的关注. 为此，本文从定量分析的角度讨论了供应链弹性运作问题及优化问题. 首先，分析供应链弹性的概念，从时间、空间两个弹性维度分别讨论了其量化评估方法，将供应链的弹性运作问题描述为多变量耦合控制模型，分析不同灾害事件的交互影响机制. 其次，本研究没有仅仅从传统增加冗余的角度来增加弹性，而是建立可变结构的弹性制造模型，提出有针对性的自学习机制，并从企业文化、业务弹性、和建立弹性管理信息系统等方面给出了解决方案. 最后，用一个案例进行了验证，本方案能够量化地观察分析当供应链受到灾害事件冲击时，弹性恢复过程中的现象规律，有助于供应链弹性问题的量化决策和优化.     

An Efficient Constrained Model Predictive Control Algorithm Based on Approximate Computation

1 .ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＭｏｓｔｓｙｓｔｅｍｓａｒｅｓｕｂｊｅｃｔｔｏｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓａｎｄｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓｆｏｒｓｕｃｈｓｙｓｔｅｍｓｉｓａｖｅｒｙａｃｔｉｖｅａｒｅａｏｆｒｅ ｓｅａｒｃｈｎｏｗａｄａｙｓ.Ｉｔｉｓｗｅｌｌ ｋｎｏｗｎｔｈａｔｍｏｄｅｌｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌ (ＭＰＣ) ,ａｌｓｏｃａｌｌｅｄｒｅｃｅｄｉｎｇｈｏｒｉｚｏｎｃｏｎｔｒｏｌ(ＲＨＣ) ,ｈａｓｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙａｎｄｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙａｐｐｌｉｅｄｉｎｐｒｏｃｅｓｓｉ…     

基于缩短交货期费用分担的供应商交货策略

研究供应链上下游间的交货期决策，基于上游先公布交货时间下游再决定订货批量的订货过程，建立了供应商交货期决策模型，提出了供应商基于费用分担的交货策略，为提前期管理提供了新的思路。算例分析证实了基于费用分担的交货策略的有效性，供应商可通过分担交货期缩短费用吸引零售商接受其交货期决策并调整订货批量，从而降低双方的运行成本和供应链系统的总成本。     

基于Hammerstein-Wiener模型的广义预测控制

提出了一种新型的基于Hammerstein-Wiener模型的广义预测控制策略。采用基于最小二乘支持向量机的Hammerstein-Wiener模型描述非线性系统动态特性,作为被控对象预测模型。同时,针对现有遗传算法和混沌粒子群优化算法收敛速度慢和精度低等缺点,给出一种拟牛顿信赖域混沌粒子群混合优化算法,作为预测控制的滚动优化策略,函数测试和非线性对象的广义预测控制的滚动优化表明该算法的优越性。最后,对设计的预测控制器进行实例仿真,结果表明它能满足系统实时稳定运行的需求,取得了良好的控制效果。     

供热系统动态矩阵控制的仿真研究

根据对象的特点和节能要求，对供热系统提出预测控制方案，首先介绍了基本动态矩阵控制（DMC）算法，给出了预测模型，滚动优化控制和误差校正的构成，为了提高实时性，接着给出了DMC简化算法，然后，基于时间序列分析原理提出用预报误差校正代替误差校正的算法，最后通过仿真实验，给出各种算法的仿真结果并对结果进行了分析。     

基于响应时间的供应链契约协同分析

在分布式的供应链中,供应链企业通过何种契约方式进行协同合作,以达到最优化的系统整体目标,是供应链管理的一个重要研究课题.在一个两阶供应链系统中,基于不确定响应时间和时间敏感需求,构建了普通合作契约决策模型和收益共享契约决策模型;通过比较供应链总体收益,讨论了两种契约对供应链协同的影响;最后,在收益共享契约下,对基于供应链节点企业风险偏好的收益分配比例问题进行了探讨.