工业工程

碳交易政策下考虑渠道拓展的制造/再制造企业生产决策研究

陈伟达, 史郁洁

2020, 23 (2): 1-8. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2020.02.001

摘要 ( 1294 )

HTML ( 32 )

PDF(624KB) ( 5386 )

分析碳交易政策下企业考虑进行渠道拓展时制造/再制造生产的决策问题。分别建立了传统渠道模型及2种不同的渠道拓展模型，分析消费者偏好及碳政策对企业再制造生产决策的影响及不同渠道拓展策略下的最优生产决策。研究发现，只有适当的碳价格才能促进再制造的生产；在消费者线上购买偏好较高时，线上销售再制造产品线下销售新产品可以同时达到企业利润及环境成本最优，实现企业与环境的双赢。

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碳税与减排补贴下混合双寡头企业竞合博弈研究

王爱虎, 黄凌波, 贺裕雁, 王梦瑶

2020, 23 (2): 9-18. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2020.02.002

摘要 ( 1225 )

HTML ( 18 )

PDF(806KB) ( 5390 )

针对低碳减排背景下，混合双寡头市场中企业与政府的最优决策问题，构建私有企业与部分私有化的公有企业古诺竞争博弈模型、伯特兰德竞争博弈模型以及合作模型。比较3种模型下两企业的最优减排量与产量决策，政府的最优碳税率与减排补贴率决策，两企业目标利润，社会福利与环境污染，并探讨公有企业的私有化水平对最优减排、碳税率、减排补贴率的影响。研究表明：在合作时，两企业有更大的减排力度；在竞争时，公有企业加深私有化水平会促使行业整体提高减排水平；无论是在企业竞争还是合作情形，随着公有企业私有化水平的提高，政府减排措施应该由以碳税为主转变为以碳减排补贴为主。

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改进遗传算法求解多时间约束的柔性作业车间调度问题

张国辉, 胡一凡, 孙靖贺

2020, 23 (2): 19-25,48. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2020.02.003

摘要 ( 1569 )

HTML ( 31 )

PDF(567KB) ( 5841 )

将加工时间、调整时间和移动时间分别作为独立时间因素考虑到柔性作业车间调度模型中，建立以最大完工时间最小、总调整时间最小、总移动时间最小为目标的考虑多时间约束的柔性作业车间调度模型，并提出改进的遗传算法求解该模型。通过测试标准数据集，并对比其他文献算法，验证了改进的遗传算法的可行性和有效性。

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考虑生产过程时间的柔性作业车间调度优化

李峥峰, 于小忠, 张国辉, 崔陆军

2020, 23 (2): 26-33,123. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2020.02.004

摘要 ( 1271 )

HTML ( 24 )

PDF(1358KB) ( 5677 )

通过研究生产过程时间，重新细分和定义等待时间，建立包括运输时间、调整时间、故障时间、等待时间、加工时间在内的柔性作业车间生产过程的时间模型，研究了柔性作业车间调度优化问题并设计了混合遗传算法的求解算法。最后，采用经典柔性作业车间调度用例，验证和对比了柔性作业车间调度的结果。结果表明，基于生产过程时间模型研究柔性作业车间调度问题，其优化性能有较好的改进，具有更好的实际应用价值。

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基于直线往复单智能RGV系统单工序调度研究

刘洪伟, 胡琪, 徐冉, 王明洁

2020, 23 (2): 34-40. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2020.02.005

摘要 ( 1341 )

HTML ( 18 )

PDF(763KB) ( 5510 )

针对直线布局轨道式智能加工系统单自动引导车(rail guide vehicle, RGV)单工序作业调度进行研究。考虑到智能RGV与数控机床(CNC machine tools)的特点，建立了给定时间内RGV与CNC机床配合物料加工下料用时之和最小化为目标的非线性整数规划模型。当加工物料数目比较多时，求解该问题非常耗时。根据RGV与CNC机床加工物料调度特征，提出计算机模拟仿真算法对问题进行求解。利用3组系统参数对模型及算法的有效性和实用性进行了检验分析，最后给出了最优调度计划的实际运行结果及结论。

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考虑运输时间的绿色作业车间调度问题研究

戴敏, 张玉伟, 曾励

2020, 23 (2): 41-48. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2020.02.006

摘要 ( 1106 )

HTML ( 19 )

PDF(1002KB) ( 5546 )

针对制造车间能量消耗大、利用率低的现状，以作业车间为研究对象，建立了一种AGV (automated guided vehicle)运输与加工资源集成调度的模型。首先，通过考虑机器间利用AGV运输工件所需的时间与对应的能耗构建了车间总能耗和完工时间的多目标优化模型，并设置权重系数来调节优化目标的偏好。其次，提出了一种融入模拟退火搜索策略的分布估计算法对模型进行求解。该算法主要是利用分布估计算法全局搜索能力快和模拟退火算法突跳性强的特点构建的一种新的混合算法。同时设计新的退火函数来进一步提高算法深度搜索能力。最后，通过实例验证所提算法的可行性和模型节能的有效性。

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多机器人存取系统中的机器人群无冲突调度方法

孙阳君, 赵宁

2020, 23 (2): 49-58. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2020.02.007

摘要 ( 1025 )

HTML ( 7 )

PDF(1100KB) ( 5572 )

多机器人存取系统由大量自寻址机器人构成，机器人群体运动过程会频繁发生冲突并引发大量启停，给能耗带来损失并影响机器人寿命。针对该问题，借鉴无等待作业车间调度，基于主动等待提出了机器人群无冲突调度方法。建立了机器人群无冲突调度数学模型并基于模拟退火算法优化任务顺序，进一步建立机器人群调度评估方法。实验结果表明，所提方法与传统方法相比，能够在不弱化运作效率的基础上大幅减少机器人群的启停次数，在节能和延长机器人寿命方面具有显著优势。

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面向“货到人”拣选系统的一种随机调度策略

李腾, 冯珊

2020, 23 (2): 59-66. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2020.02.008

摘要 ( 959 )

HTML ( 12 )

PDF(937KB) ( 5512 )

通过“货到人”拣选系统作业流程分析，提出了在分批下发订单任务的情况下的一种随机调度策略。以AGV (automated guided vehicle)完成所有任务的总时间最短为目标函数，以任务分配为决策变量，考虑进行调度时AGV所处的状态以及在完成任务过程中AGV在拣选台的排队等待时间，建立随机调度策略的数学规划模型。利用遗传算法进行求解，通过实例仿真，验证了随机调度策略较调度空闲AGV策略具有更高的拣选效率，同时解决了AGV调度与拣选序列问题，对AGV数量配置具有指导作用。

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结合车辆日检的混凝土罐车调度问题研究

张国晨, 孙超利, 石慧, 李晓波

2020, 23 (2): 67-75. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2020.02.009

摘要 ( 666 )

HTML ( 4 )

PDF(902KB) ( 5413 )

结合车辆日检因素建立基于网络流模型的混凝土罐车调度问题混合整数规划模型，并提出一种结合启发式规则和车辆流冲突选择策略的遗传算法对问题优化求解。结果表明，所提出的算法可以有效地获取更优的罐车调度计划，节省企业成本、提高效益，同时可为混凝土企业的车辆购买或租用计划提供有益的指导。

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基于优先规则的船舶分段空间调度算法

朱辉, 杨立乾, 赵金楼

2020, 23 (2): 76-82. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2020.02.010

摘要 ( 930 )

HTML ( 17 )

PDF(672KB) ( 5674 )

为有效解决船舶分段的空间调度问题，提出了一种基于优先规则的求解算法。首先利用优先规则和禁忌搜索算法产生可行的分段调度序列，再采用一种启发式定位策略——最下最左填满策略对产生的调度序列进行解码，以评估调度序列的优劣。算法不断迭代，最终可得到近似最优解。对船厂的实际生产数据进行了实证分析，并与现有的算法进行了对比，验证了所提出的算法在空间调度问题上的有效性和优越性。

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考虑余-废料资源回收的车间物料配送路径规划研究

张守京, 张仪

2020, 23 (2): 83-90. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2020.02.011

摘要 ( 833 )

HTML ( 6 )

PDF(836KB) ( 5631 )

针对离散制造生产过程中物料配送及余-废料资源回收效率低、成本高等问题，在分析车间物料流循环过程基础上结合物料配送时间窗限制，提出了物料配送和余-废料资源回收协同优化的物料再循环策略，并建立了以车间物料流总成本为目标的物料再循环路径规划模型。利用遗传算法在Matlab软件中对实例进行求解，验证了物料再循环策略应用于离散制造车间物料配送和余-废料资源回收的可行性和有效性。

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考虑疲劳效应的伤员应急手术调度模型及算法

杨枫

2020, 23 (2): 91-99. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2020.02.012

摘要 ( 926 )

HTML ( 8 )

PDF(774KB) ( 5678 )

为了解决城市突发事件应急救援中批量应急手术的调度问题，并考虑医生长时间连续手术对手术持续时间和挽救病人生命的成功率带来的恶化效应，提出了三阶段批量手术调度模型，将应急手术调度看作是存在并行机的流水车间调度问题。利用改进的飞蛾扑火算法对应急手术模型进行求解，并通过实证来测试模型和算法的有效性。为了验证算法的性能，将经典飞蛾扑火算法、粒子群算法和布谷鸟算法与其对比，取20次运行结果，得知最大手术完成时间均值中改进的飞蛾扑火算法为最小，调度模型给出的调度方案中，3个救治阶段在时间维度上保持连贯。仿真结果表明，改进的飞蛾扑火算法能很好地求解批量手术调度模型，获得较好的调度结果。

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有能力限制的轴辐网络关键枢纽识别模型

李婷婷

2020, 23 (2): 100-104,123. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2020.02.013

摘要 ( 810 )

HTML ( 5 )

PDF(698KB) ( 5617 )

为识别轴辐网络的关键枢纽，考虑枢纽能力限制构建双层规划模型，基于下层模型的对偶问题将双层规划模型转化为单层规划并线性化，通过算例验证了模型的有效性。结果表明：能力限制下，模型的约束和变量数增多、求解时间变长、关键枢纽识别结果有差异；随着折扣系数或关键枢纽数量减小或惩罚成本增大，计算时间增加；惩罚成本影响关键枢纽识别结果；通过比较不同参数下的关键枢纽，可识别相对固定的关键枢纽并加强设防。

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国内外智能调度研究现状、热点与发展趋势——基于CiteSpace的可视化对比研究

王婷, 卫少鹏, 廖斌, 周彤

2020, 23 (2): 105-115. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2020.02.014

摘要 ( 1930 )

HTML ( 115 )

PDF(1043KB) ( 6685 )

智能调度作为智能制造的重要赋能工具，日益受到各界的广泛关注。为了直观展现国内外智能调度研究的现状和热点并指出今后的发展趋势，以CNKI和Web of Science中2009—2019年的相关文献为研究对象，采用CiteSpace软件分别绘制期刊、关键词和突现词知识图谱。对比分析结果表明，“主动调度与动态调度”“分布式协同调度”“基于工业物联网的实时生产调度”和“新型群智能优化算法”是智能调度领域未来的发展趋势。

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具有工序顺序柔性的车间调度问题研究综述

桂林, 张春江, 李新宇

2020, 23 (2): 116-123. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2020.02.015

摘要 ( 989 )

HTML ( 26 )

PDF(527KB) ( 5876 )

某些加工车间在生产过程中具有多种柔性，工序顺序柔性就是其中重要的一种。通过对具有工序顺序柔性的车间调度问题的优化求解，能够极大地提高生产效率，节约生产成本。本文对具有工序顺序柔性的车间调度问题的研究现状进行整理分析，主要包括混合车间调度问题(mixed shop scheduling problem, MSP)、分组车间调度问题(group shop scheduling problem, GSP)和部分车间调度问题(partial shop scheduling problem, PSP)。最后，指出了具有工序顺序柔性的车间调度问题的发展前景及发展方向。

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基于游程检验的多元非参控制图

裴德昭, 李艳婷

2020, 23 (2): 124-132,149. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2020.02.016

摘要 ( 678 )

HTML ( 14 )

PDF(1736KB) ( 5711 )

本文提出了一个新的基于游程检验的多元非参控制图。首先，运用Kruskal算法的思想，将观测值排列成最短汉密尔顿路径；其次，基于最短汉密尔顿路径中的游程数设计带有滑动窗口的EWMA结构控制图，记为HAMEWMA控制图。通过蒙特卡洛随机方法对HAMEWMA控制图在不同条件(维度的高低，均值漂移的程度，受控数据量大小以及观测数据遵循的分布)下的控制效果进行研究，并与其他多元非参控制图(DFEWMA、SREWMA、SSEWMA、RTC)进行比较。结果表明：当均值漂移较大时，HAMEWMA控制图有更优秀的监控性能；当数据分布为非正态时，HAMEWMA控制图同样表现良好甚至优于数据分布为正态时；HAMEWMA控制图更适用于高维度的监控环境。

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价格随机条件下看涨期权折扣契约的应急供应链协调研究

黄冬宏, 吴双胜, 刘浪

2020, 23 (2): 133-141. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2020.02.017

摘要 ( 1227 )

HTML ( 11 )

PDF(498KB) ( 5373 )

在突发事件造成市场需求与市场价格均随机波动的条件下，将期权与数量折扣契约融合，形成一种新的期权折扣契约，并用看涨期权折扣契约模型来协调供应链。通过海塞矩阵判断得知供应链存在最优决策，并进行算例分析。结果表明：当突发事件引起市场需求增加时，看涨期权折扣契约和数量折扣契约均能有效地提升供应链收益，且看涨期权折扣契约提升的幅度更大；当突发事件引起市场需求缩小时，2种契约均不能扭转整个供应链收益大幅下降的局面，且看涨期权折扣契约下降的幅度更大。为获取超额利润，决策者必须充分获取市场信息并对市场需求进行准确的预测才能使新的契约机制更有效。在新的前提条件下，看涨期权折扣契约模型能有效地协调供应链并提高整个供应链系统的绩效。该契约实现了风险共担和收益双赢，在一定程度上提升了供应链的柔性。

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基于排队理论的超市收银系统的分析与改善

谢富春, 彭可乐, 王娟, 唐谦, 卿上乐, 王先安

2020, 23 (2): 142-149. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2020.02.018

摘要 ( 847 )

HTML ( 27 )

PDF(624KB) ( 5484 )

将超市收银服务系统优化问题转化为M/M/S/∞的泊松输入-指数服务排队模型，解决了超市收银服务系统模型中顾客人数和到达时间都是随机参数的难题。利用直方图与泊松分布概率密度曲线、负指数概率密度曲线分布进行初步对比，判定数据的分布形式，使用极大似然法对参数进行估计，然后利用卡方(χ²)-检验法对参数进行检验，通过使用排队论分析技术分析系统的现状，最后运用事情调度法对系统进行优化。通过收银系统的优化，提升了顾客满意度和服务质量。

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