COORDINATING PRODUCTION AND RECYCLING DECISIONS WITH STOCHASTIC DEMAND AND RETUR

In this paper, the joint production and recycling problem is investigated for a hybrid manufacturing and remanufacturing system where brand-new products are produced in the manufacturing plant and recycled products are remanufactured into as-new products in the remanufacturing facility. Both the brand-new products and remanufactured products are used to satisfy customer demands. Returns of used products that are recycled from customers are assumed to be stochastic and nonlinearly price-dependent. A mathematical model is proposed to maximize the overall profit of the system through simultaneously optimizing the production and recycling decisions, subject to two capacity constraints ? the manufacturing capacity and the remanufacturing capacity. Based on Lagrangian relaxation method, subgradient algorithm and heuristic algorithm, a solution approach is developed to solve the problem. A representative example is presented to illustrate the system, and managerial analysis indicates that the uncertainties in demand and return have much influence on the production and recycling policy. In addition, twenty randomly produced examples are solved, and computational results show that the solution approach can obtain very good solutions for all examples in reasonable time.     

考虑外包和生产能力约束的制造/再制造混合批量决策

制造/再制造集成系统是当今制造业发展的趋势.安排不同计划期下考虑生产能力、外包和库存要素的制造/再制造综合生产计划,能够降低再制造过程不确定性和提高企业生产的收益.从原设备生产厂商角度出发,考虑生产能力约束下的批量制造和批量再制造,分别构建以企业期望利润最大化为目标,回收产品到达与市场需求均服从泊松分布,回收产品可利用率服从均匀分布的随机综合制造/再制造混合批量决策模型.具体分为3种情形:无外包和有外包,以及外包下外包再制造能力有限与外包再制造能力无限.其中,市场需求由批量制造和批量再制造来满足.利用随机数学理论(启发式遗传算法)求解单产品下的混合决策模型,研究了回收产品质量可利用率和外包生产能力对批量决策的影响,并通过算例来证实算法的有效性.     

竞争条件下制造商和再制造商的生产决策

根据消费者对新产品和再制造品的异质需求构造需求函数,研究了新产品、制造商生产的再制造品和再制造商生产的再制造品三 者相互竞争的情况下,制造商和再制造商如何根据再制造节约成本的大小确定新产品和再制造品的生产规模,并比较了垄断和竞争条件下制造商的利润,最后通过数值算例分析了新产品生产成本对制造商和再制造商生产决策的影响.结论表明制造商和再制造商可以根据再制造成本 的大小选择12种不同的生产策略;再制造商的竞争使制造商利润降低,制造商应进入再制造领域应对再制造商的竞争：新产品生产成本很低时,制造商倾向于不生产再制造品或再制造部分回收品,再制造商倾向于再制造所有回收品.     

基于市场的再制造P制造系统集成库存随机最优控制研究

在逆向物流中,再制造零部件的数量具有不确定性.根据这一特点,将其看成是随机参数,给出了再制造/制造系统集成库存模式.基于市场对再生品和新产品的不同需求,利用马尔科夫决策理论对具有随机再制造零部件的再制造/制造系统集成库存进行研究,考虑再制造零部件单位成本、新零部件(新购或新制造)单位成本和固定成本及有缺货赔偿的情况,给出了马尔科夫决策过程模型,得到了随机最优控制策略,并用案例进行分析验证.     

考虑碳配额回购融资的再制造企业生产决策

以资金约束的再制造企业为研究对象,分析了碳配额回购融资下的再制造生产决策问题.分别建立了资金约束下有无碳配额回购融资的再制造生产决策模型,利用Kuhn-Tucker条件得到了不同情形下的最优解,并对两种情形下的最优解进行了比较;通过算例分析初始生产资金、消费者偏好和碳配额回购量对最优产量和利润的影响.研究表明:当初始生...     

考虑再造的多产品维修零配件供应优化研究

现代战场环境具有高度的不确定性,对维修零配件的需求数量是不确定的。同时,对战场上的战损件进行及时修复再造,与后方调运的零配件共同满足维修零配件需求,既可以及时满足战场需求,又能降低维修零配件的储运成本。但是战损件能否修复存在一定的不确定性,给战场维修零配件的供应优化带来新的挑战。在考虑维修零配件需求和战损件修复不确定性的条件下,研究了战场上多产品维修零配件供应优化问题,建立了优化问题的数学模型,基于拉格朗日松弛开发了模型的求解算法,以不同规模的随机测试算例验证了算法的有效性与鲁棒性。     

Competitive strategy in remanufacturing and the effects of government subsidy

In this paper, we consider a single-period model comprised of an original manufacturer (OM) who produces only new products and a remanufacturer who collects used products from consumers and produces remanufactured products. The OM and the remanufacturer compete in the product market. We examine the effects of government subsidy as a means to promote remanufacturing activity. In particularly, we consider three subsidy options: subsidy to remanufacturer, subsidy to consumers, and subsidy shared by remanufacturer and consumers. We find that the introduction of government subsidy on remanufacturer or consumers always increases remanufacturing activity. We also find that subsidy to remanufacturer is the best subsidy option, because subsidy to remanufacturer results in lower price of remanufactured products, thus leading to higher consumer surplus.     

促进我国汽车零部件再制造的政府低碳引导政策研究——以汽车发动机再制造为例

以我国典型再制造——汽车发动机再制造为例, 从促进资源再利用视角出发, 针对碳税、补贴等不同政府政策情景, 建立了不同政策约束下汽车零部件制造/再制造技术选择的系统动力学模型. 通过仿真分析, 剖析了环境政策对企业制造/再制造生产决策的影响力度和影响效果. 研究结果表明: 为引导和促进汽车零部件制造企业选择低碳再制造技术, 促进我国汽车零部件再制造产业的低碳可持续发展, 需要加强外部政府引导政策的制定. 其中, 碳税约束和补贴激励的政策组合, 能较好引导企业选择低碳再制造技术, 提升汽车零部件再制造的碳减排效益和经济效益. 但我国汽车零部件再制造面临的市场还极不成熟, 政府还需要加强市场消费者认可度培育和回收市场的规范, 以促进我国汽车零部件再制造产业的健康快速发展.     

基于产品模块化设计的闭环供应链回收模式选择

产品模块化设计既可以更好地满足客户的个性化需求，又能有效地降低新产品和再制造品的生产成本。在考虑产品模块化设计的情形下，以制造商主导的再制造闭环供应链为研究对象，分析了制造商自营回收模式和外包回收模式下产品模块化水平、零售价格、回收价格和制造商利润，为制造商回收模式的选择提供参考。研究表明：制造商选择回收模式不但跟模块化设计的成本参数有关，而且还跟产品模块化设计带给新产品和再制造品生产成本节省的大小有关。     

消费者偏好和政府补贴下双渠道闭环供应链决策研究

基于消费者对产品功能质量和环境质量支付差异,建立双渠道闭环供应链决策模型,比较了政府不补贴、补贴制造商和补贴再造品购买者,分析政府补贴和消费者偏好对供应链决策影响.研究表明:消费者对再造品功能质量认可越高,再造品销售量及其利润越大,环境影响越严重;当消费者对再造品功能质量认可较低时,制造商可通过提高再造品环境质量来降低再制造准入门槛,提高再造品销售量,降低环境影响,但制造商利润会因竞争加剧减少;政府补贴提高了再造品销售量及其利润,但有可能加重环境影响,而政府补贴制造商或消费者的效果相同;从政府制定政策来看,当消费者对再造品的功能质量认可度较高时,政府采取补贴措施,而低于该水平时采取征税方式.     

考虑旧产品质量和企业服务水平的混合系统批量模型

对一类考虑旧产品质量和服务水平的混合系统进行研究.产品使用后从顾客处返回,但只有满足质量要求的部分旧产品用于再制造,其余的被处置.在一个模型周期里,可再制造品被存储起来,并在期末成批转入生产车间,在需要时用于再制造.需求确定且由制造新品和再制造品来满足,二者构成了服务性产品库存,可再制造品库存由生产车间和旧产品仓库的可再制造品组成.延迟交货是允许的,但缺货量受到企业服务水平的制约.对一次制造准备和至少一次再制造准备的策略与至少一次制造准备和一次再制造准备的策略分别进行研究,提出了准备次数为整数的最优制造批量、再制造批量等的求解方法.本文是对文[11]、文[12]、文[13]研究的进一步推广.     

再制造物流网络的稳健优化设计

考虑再制造物流系统中废旧产品回收量和再生产品需求量的不确定性，提出一种单产品、单周期、有能力限制的再制造物流网络稳健优化设计模型，用来确定再制造物流网络中各种设施的数量和位置，并在由此构成的各条物流路径上合理分配物流量。算例分析验证了所提模型的有效性。     

租赁返回产品的回收再制造活动协调机制研究

研究了考虑租赁返回产品的库存、再制造以及新产品生产计划和协调问题,其中租赁商负责租赁并回收产品,制造商生产新产品,同时制造商和租赁商共同刷新再造租赁到期返回产品.研究了分散决策模式下租赁商的到期返回产品最优存储、再制造策略和产品转运(给制造商)策略,以及集中决策模式下系统的最优存储和再制造策略.提出了分散决策模式下依赖租赁商再制造和转运数量的协调返回产品再制造的激励惩罚策略.最后,研究了多个同质和异质的租赁商参与产品租赁和再制造,以及多个租赁商之间存在返回产品转运的问题.     

双寡头再制造进入决策的演化博弈分析

在双寡头竞争背景下,利用演化博弈模型分析了制造商再制造进入决策的动态演化过程. 研究表明,系统演化的均衡结果受再制造品附加值与新产品附加值比值的影响;该比值存在边界条件,在不同边界条件下,系统将演化至不同的均衡.通过适当的政府补贴机制,可促使系统演化至制造商均选择进入再制造策略的均衡.     

政府双重干预对双销售渠道闭环供应链的影响

本文考虑政府再造品置换补贴和废旧品回收奖惩双重干预(简称政府双重干预),分别构建了无政府干预、再造品置换补贴干预、废旧品回收奖惩干预和政府双重干预下的双销售渠道闭环供应链模型.在政府干预内生化的基础上,探讨了政府双重干预对闭环供应链最优决策的影响并与单一政策的干预效果进行对比分析,并以社会福利最大化为目标分析了政府的最优干预参数.研究表明:政府双重干预下,新产品价格和需求量会降低,再造品价格和需求量会上升;政府双重干预时,两政策的干预效果会叠加,强化了单一政策干预的效果,进一步促进再造品的销售和废旧品的回收;通过设计合理的干预力度和干涉阈值,可提高制造商利润和消费者剩余并实现全社会福利的增加;制造商与零售商通过利润共享,可弥补政策干预下的零售商利润损失,保证闭环供应链的稳定性和实现闭环供应链成员的共赢.     

市场细分下考虑消费者支付意愿差异的闭环供应链定价决策

在买方市场背景下,从消费者角度出发研究闭环供应链定价决策问题,分析消费者市场变化对定价决策的影响,能够为企业及时应对市场变化提供指导,以及完善闭环供应链定价决策研究.本文考虑普通消费者和绿色消费者对新产品、再制造品和二手品的支付意愿差异,并基于消费者对再制造品和二手品的偏好程度对市场进行细分.在不同细分市场下,利用博弈论构建了闭环供应链定价决策模型,研究消费者市场结构以及消费者对再制造品和二手品偏好程度的变化对闭环供应链的影响.研究表明:随着绿色消费者市场比例的升高,新产品和再制造品的价格不变或升高,二手品的价格不变或降低;随着普通消费者对再制造品偏好程度的增加,新产品和二手品的价格不变或降低,再制造品的价格不变或升高;随着普通消费者对二手品偏好程度的增加,新产品的价格降低,再制造品的价格不变或降低,二手品的价格升高;绿色消费者市场比例的升高和普通消费者对再制造品偏好程度的增加有利于促进质量较差的废旧品的回收再利用,增加闭环供应链利润;消费者对二手品偏好程度的增加有利于促进质量较好的废旧品的回收再利用,但会减少闭环供应链利润.     

无重叠区的两抓钩周期性排序问题的一个搜索求解法

在当今的自动化制造系统中,计算机控制的抓钩的排序直接影响系统的生产率.本文研究了产品在生产线两端装载和卸载的电镀线的周期性抓钩排序问题,目标是极小化生产周期.本文把生产线分成无重叠的两部分,并给每部分分配一个抓钩,构成一个无重叠两抓钩周期性排序问题.为了求解该问题,提出了一种基于线性规划模型和禁忌表的搜索算法.这个算法使用测试的周期长度作为控制参数以产生不同的运送顺序,对每个给定的运送顺序和抓钩分配,用线性规划模型求得子问题的最优解.在搜索中,为了避免相同序列的子问题模型的求解,采用了禁忌表.量化的示例表明所使用的方法是高效的.     

Location of quality-control stations in manufacturing systems: A simulated annealing approach

Quality is the hallmark of a competitive product. It is necessary to use inspection stations to check product quality and process performance. In this paper, we are concerned with the problem of location of inspection stations in a manufacturing system. A simulated annealing approach is developed to determine the location of inspection centers resulting in a minimum expected total cost in a multistage serial production system. The total cost includes inspection, processing, and scrapping costs at each stage of the production process. A penalty cost is also included in it to account for a defective item which is not detected by the inspection scheme. A set of test examples is solved using a simulated annealing algorithm.     

考虑再制造和产品需求可代替的短生命周期产品动态批量生产计划问题

研究了在回收产品再制造和产品需求可替代情况下的多类短生命周期产品的动态批量生产计划问题.利用系统动力学仿真工具对问题进行建模,首先给出了问题的因果图和状态流图模型,并对模型的有效性进行了验证,然后模拟了典型的系统运行过程,最后分析了需求率和回收率等参数变动对生产计划安排及总利润的影响,并给出管理上的一些启示.     

A case study for advanced planning and scheduling (APS)

This paper presents a case study for the advanced planning and scheduling (APS) problem encountered in a light source manufacturer. The APS problem explicitly considers due dates of products, operation sequences among items, and capacity constraints of the manufacturing system. The objective of the problem is to seek the minimum cost of both production idle time and tardiness or earliness penalty of an order. An intelligent heuristic is applied to the problem, and the results demonstrate that significant production performances can be achieved while ensuring customer satisfaction as opposed to normal practices followed in the company relying on human expertise.