供应链协调与调度问题研究

论文摘要

随着全球经济的飞速发展,市场竞争日趋激烈,逐步由企业之间的竞争升级为供应链之间的竞争。如何通过供应链成员企业之间的合作与协调来降低成本、提高客户服务水平和快速响应市场需求已经成为供应链管理中的重点与热点问题。针对这种情况,本文对三层供应链在指定客户工件交付顺序和预定运输时间表两种情况下的联合调度问题,以及敏捷供应链成员企业间的协调机制进行了研究。主要内容如下:研究了由一个供应商、一个制造商和多个客户组成的三层供应链的联合调度问题。模型中工件依次在供应商和制造商处进行加工,由制造商按客户指定顺序交付。目标函数为使工件总运达时间和运输费用的加权和最小。基于最优解性质分析,提出了动态规划算法,并分析了算法复杂度。给出了模拟退火（SA）算法、启发式算法HAIS及其改进型算法HAIS（H）。应用DP、SA、HAIS（H）三种算法及最短作业时间优先（shortest processing time first,SPT）规则对不同规模问题实例进行仿真计算,根据求解结果评价了以上算法的性能。研究了预定运输时间表的三层供应链的联合调度问题,其中工件从供应商到制造商的起运时间以及制造商到客户的起运时间都只能从事先规定的运输时间表中选择。问题是如何确定工件在机器上的加工顺序、从制造商到客户的运输分批以及运输路线,使运输费用和逾期惩罚费用的加权和最小。分析了最优解的性质,并在此基础上提出了动态规划算法、最大最小蚂蚁系统（max-min ant system,MMAS）算法和模拟退火算法（SA）。通过DP、MMAS、SA和最早交付期优先（earliest due date first,EDD）规则求解不同规模问题的仿真对比说明了MMAS的有效性。针对敏捷供应链的特点,提出了一种基于多Agent技术的计划与协调机制。在该机制中将仓库、制造商和运输商等实体分别封装为库存Agent、制造Agent和运输Agent,通过计划协调Agent组对从订单接收到产品交付整个业务流程进行协调计划。给出了订单驱动,以合同网协议为协调机制的敏捷供应链的协调过程。并针对招投标过程中的标书选择与任务分配问题给出优化模型。虚拟企业由于需要具备对市场机遇的快速反应能力以及企业间的协作能力,必然需要与信息技术紧密联合,同时对系统架构的柔性和可扩展性提出了很高的要求。论文给出了基于移动agent的虚拟企业信息系统架构,并介绍了如何通过基于XML的工作流技术保证业务流程的灵活性和可扩展性,给出了使用Java反射机制的工作流引擎的实现机制。并进一步通过结盟、变更移动Agent和监控移动Agent的具体实现,介绍了该机制下工作流的应用以及在Aglet移动开发环境下主从模式的开发。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 第一节 基本概念
• 1.1.1 供应链
• 1.1.2 供应链管理
• 1.1.3 敏捷制造与敏捷供应链
• 1.1.4 虚拟企业
• 第二节 供应链管理中的协调问题
• 1.2.1 供应链管理研究概述
• 1.2.2 供应链管理中的协调问题
• 1.2.3 供应链管理中生产与交付协调
• 第三节 基于多 Agent 技术的敏捷供应链管理
• 第四节 本文研究的主要内容
• 第五节 本章小结
• 第二章 三层供应链联合调度算法研究
• 第一节 问题描述
• 第二节 模型分析
• 第三节 应用动态规划方法求解
• 2.3.1 动态规划方法
• 2.3.2 算法复杂度分析
• 2.3.3 计算示例及结果分析
• 第四节 应用模拟退火算法求解
• 2.4.1 模拟退火算法介绍
• 2.4.2 确定解的编码
• 2.4.3 初始解生成
• 2.4.4 候选解生成函数
• 2.4.5 根据解序列计算目标函数值
• 2.4.6 候选解接受函数
• 2.4.7 初温和退温函数的确定
• 2.4.8 终止条件
• 第五节 应用启发式算法 HAIS 求解
• 2.5.1 HAIS 算法步骤
• 2.5.2 计算实例
• 第六节 算法性能对比分析
• 第七节 本章小结
• 第三章 预定运输时间表的三层供应链联合调度
• 第一节 研究背景
• 第二节 模型描述
• 第三节 模型分析
• 第四节 应用动态规划算法求解
• 第五节 应用最大最小蚂蚁系统求解
• 3.5.1 蚁群优化算法介绍
• 3.5.2 最大-最小蚂蚁系统
• 3.5.3 MMAS 模型建立与求解
• 第六节 应用模拟退火算法与 EDD 规则求解
• 第七节 DP、MMAS、SA、EDD 算法仿真结果与对比
• 第八节 本章小结
• 第四章 基于多 Agent 技术的敏捷供应链计划与协调机制
• 第一节 多 Agent 技术
• 第二节 基于多 Agent 技术的敏捷供应链系统架构
• 第三节 订单驱动的业务流程
• 第四节 任务分配模型
• 4.4.1 库存任务分配启发式算法
• 4.4.2 采购任务分配线性规划模型
• 4.4.3 运输任务分配0-1 整数规划模型
• 第五节 运算示例
• 第六节 本章小结
• 第五章 基于移动 Agent 技术的虚拟企业协调机制
• 第一节 移动 Agent 技术
• 第二节 基于移动 Agent 的虚拟企业信息系统架构
• 第三节 虚拟企业合作协调实现技术
• 5.3.1 Aglet 移动Agent 平台
• 5.3.2 基于XML 的定制工作流技术
• 第四节 虚拟企业成员间的合作协调机制
• 5.4.1 企业结盟与生产计划变更
• 5.4.2 对合作企业的监控
• 第五节 本章小结
• 第六章 结论
• 第一节 本文主要内容与结论
• 第二节 创新点总结
• 第三节 不足与未来研究方向
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历 攻读博士学位期间完成的论文