工业工程

煤矿辅助运输调度系统的层次颜色Petri网建模

曹春玲, 李梦雨, 张娜齐

2021, 24 (6): 1-7. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2021.06.001

摘要 ( 1250 )

HTML ( 35 )

PDF(877KB) ( 4793 )

为实现煤矿井下无轨运输车辆的安全调度，提出一种新型调度策略，以此为框架，利用层次颜色Petri网对调度系统进行建模。通过研究模型的运行过程，对调度策略的安全性、正确性及可重用性进行证明。同时，利用模型的状态空间报告对调度系统基本性能作简单分析。结果表明，该调度系统模型可对车辆运输量、区段使用频度及其时间分布以及车辆运输速度与运输任务产生速度的匹配程度进行分析，在应用过程中可以有效提高车辆运输安全性，避免运输事故，辅助管理者规划运输任务，提高矿井辅助运输效率。

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混合工作日历下批量生产柔性作业车间多目标调度方法

曾强, 吴锦锦, 王培露, 李明金

2021, 24 (6): 8-17. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2021.06.002

摘要 ( 1319 )

HTML ( 46 )

PDF(1122KB) ( 4897 )

提出了一种混合工作日历下批量生产柔性作业车间多目标调度方法。考虑设备的混合工作日历约束，构建了以生产周期最短、制造成本最低为优化目标的批量生产柔性作业车间多目标调度模型。设计了一种带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA II)求解该模型。算法中，采用“基于工序和设备的分段编码”方式分别对工序和设备进行编码；采用“基于工序和设备的分段交叉和变异方式”进行交叉和变异操作，采用“遗传算子改进策略”保证交叉、变异后子代个体的可行性；解码操作采用“基于平顺移动的原理”和“基于工作日历的时间推算技术”推算工序的调整开始、调整结束、加工开始和加工结束时刻。最后，通过案例分析验证了所提方法的有效性。

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面向印制电路板钻孔任务动态调度的短视策略

鄢敏杰, 王小明, 朱松平, 陈庆新, 毛宁

2021, 24 (6): 18-24,56. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2021.06.003

摘要 ( 1048 )

HTML ( 31 )

PDF(1008KB) ( 4733 )

印制电路板钻孔任务因随机到达和工艺要求而难以调度。考虑该问题的NP难性质，提出基于优先规则和智能算法的短视策略。该策略采用事件驱动的再调度机制，在任务到达和任务完工时触发优化算法对当前未开工任务进行决策。为了高效求解每个决策时刻的优化问题，构建了嵌入局部优势定理的模拟退火和变邻域搜索算法，其初始解由优先规则获得。通过计算实验，在不同调度环境下对比两种智能算法与经典优先规则的表现。实验结果表明，智能算法在多数目标下的优化效果较优先规则可提升20%以上，变邻域搜索的优化效果略好于模拟退火，但是模拟退火的计算效率高一倍。

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求解带AGV柔性作业车间调度问题的改进灰狼算法

徐逸凡, 张利平, 唐秋华, 黄雨晨

2021, 24 (6): 25-33. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2021.06.004

摘要 ( 1108 )

HTML ( 31 )

PDF(871KB) ( 4993 )

针对带AGV的柔性作业车间调度问题，以最小化完工时间为目标，考虑AGV在装载站、机器、卸载站之间的有效负载时间和空载时间，构建了数学规划模型。其次，提出一种有效的灰狼算法进行求解，基于该问题特征，设计机器选择、工序排序和AGV搬运的3段编码，有效地保证每个个体均可产生可行解；灰狼算法中改进了关键参数a和E设定方式，有效平衡了算法的勘探能力和局部搜索能力；为进一步提升算法跳出局部最优解的能力，该算法融合了领域搜索等方法。最后，案例测试结果表明，改进灰狼算法在求解带AGV柔性作业车间调度问题中具有优越的性能。

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基于无穷范数空间距离的计数型函数响应优化方法研究

王贤鹏, 何桢

2021, 24 (6): 34-40. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2021.06.005

摘要 ( 917 )

HTML ( 25 )

PDF(566KB) ( 4835 )

计数型函数响应在制造过程中广泛存在。然而，已有研究大多针对的是连续型函数响应的优化。本文基于拟合值向量的无穷范数空间距离指标，结合满意度函数法，提出一元和多元计数型函数响应优化方法。仿真试验结果表明，本文提出的拟合值向量无穷范数空间距离指标更精准地反映函数响应向量之间真实距离。该方法应用于某公司液晶显示屏模组柔性电路板与玻璃基板压接工艺参数改进，降低了产品不合格率。

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基于G-DPSO算法的决策树轴承故障诊断方法

张炎亮, 颜健勇

2021, 24 (6): 41-47. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2021.06.006

摘要 ( 1125 )

HTML ( 27 )

PDF(1024KB) ( 4967 )

针对机械设备状态监测与故障诊断技术中特征提取对诊断准确性的局限，从原始故障信号数据中提取出尽可能多的有用信息。提出通过最佳特征数据集对轴承故障进行诊断分析，分别从幅域和频域对故障数据进行特征提取。采用一种改善的粒子群(G-DPSO)算法对提取的特征数据集进行筛选，对传统粒子群算法权重系数进行优化，同时和故障诊断需要的决策树模型的信息熵增相结合，可以达到将最适合故障诊断的特征向量提取出来的目的。用5种轴承故障数据对所提方法进行实验分析，诊断正确率能达到97%之上，证明所提出的方法是有效、可靠的。

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基于ITD-SVD和MOMEDA的故障特征提取方法

杨静宗, 杨天晴, 吴丽玫

2021, 24 (6): 48-56. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2021.06.007

摘要 ( 1152 )

HTML ( 23 )

PDF(1421KB) ( 5029 )

为提高滚动轴承故障诊断的准确性，提出一种基于固有时间尺度分解(ITD)、奇异值分解(SVD)和多点最优最小熵反褶积(MOMEDA)相结合的故障特征提取方法。首先，采用ITD分解故障振动信号，并构建基于峭度和相关系数的组合权重指标筛选准则，从而完成分量信号的筛选与重构。其次，对其进行SVD滤波降噪。最后，利用MOMEDA提取降噪后信号中的周期性冲击成分，并通过Hilbert包络谱分析得到诊断结果。经过实验数据分析，结果表明所提出的方法不仅能滤除噪声干扰，增强故障特征信息，而且能准确提取出故障特征。

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基于Agent建模的BIM技术扩散机理研究

徐晓蓓, 袁红平

2021, 24 (6): 57-64. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2021.06.008

摘要 ( 936 )

HTML ( 27 )

PDF(900KB) ( 4613 )

基于技术创新理论，利用Agent建模方法研究建筑信息模型(BIM)在建筑企业间的扩散机理。以复杂网络为建模载体，基于阈值模型构建建筑企业决策模型，分析用户偏好、社交网络结构和BIM技术成熟度对企业BIM技术采纳行为的影响。构建一个基于Agent的BIM技术扩散仿真模型，并利用NetLogo软件开发仿真平台，依据仿真结果预测BIM技术扩散趋势，提炼驱动BIM技术扩散的关键因素，最终提出促进BIM技术扩散的政策建议。研究结果表明，社会网络拓扑结构对BIM技术扩散起着重要作用；重连概率能够显著增加BIM技术扩散深度，但是对扩散速度的影响呈现复杂动态性；在同一网络结构下，节点间的相互作用对驱动BIM技术扩散具有一定的稳定性；平均度能在一定程度上缩小网络结构差异；提高初始采纳者比例能够促进创新“起飞”，缩短扩散周期，加快扩散速度，但是对稳定扩散深度影响不大。

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建设工程项目激励模型中的激励失效问题优化研究

吉格迪, 杨康

2021, 24 (6): 65-74. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2021.06.009

摘要 ( 943 )

HTML ( 17 )

PDF(1140KB) ( 4530 )

分析表明，以往有关声誉协同激励的探讨常常会引发激励失效的问题，有以下表现：仅仅分析声誉一个因素的模型，容易产生激励失衡；但忽视声誉，只对各要素的协同性进行探讨的激励模型，则会发生激励过剩的情况。基于此，本文综合工期、质量之间的替代性特点，站在业主角度建立结合显性、隐性声誉的两阶段动态激励模型，有效防止激励失效问题的发生，进而提出使模型发挥作用的有效区间的判断方法。最后，文章采用算例及数据模拟的方式，对以上结论作出了证明。

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制造商主导下供应链企业产品定制权限博弈模型及分析

伊辉勇, 张露

2021, 24 (6): 75-82,92. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2021.06.010

摘要 ( 1143 )

HTML ( 40 )

PDF(840KB) ( 4811 )

为更好地探究制造商与零售商之间关于产品定制权限的分配问题，提出一种制造商主导下的供应链企业产品定制权限分配的博弈模型。该模型基于Kano需求分析理论将产品定制模块按照消费者需求类型分为3类，并通过组合这3类定制模块得到4种产品定制方案。通过采用制造商主导下的Stackelberg博弈模型构建制造商和零售商之间的产品定制权限分配模型，对定制权限同质化和差异化两种情况下制造商和零售商的决策进行分析，并运用算例对该模型进行应用和求解，得出制造商主导下的制造商和零售商关于定制权限分配问题的最优解。结果表明，只有当制造商和零售商的产品定制范围呈现完全差异化特征时，制造商和零售商才取得关于产品定制权限的均衡解，实现供应链利润的最大化。

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考虑制造商设备维修的制造—零售供应链决策与协调

陈兆波, 李晓卿, 田春英

2021, 24 (6): 83-92. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2021.06.011

摘要 ( 1326 )

HTML ( 38 )

PDF(1003KB) ( 4962 )

设备可靠性是影响供应不确定的重要因素。为了研究企业内部的维修策略对整条供应链的运营策略产生的具体影响，在考虑设备维修的情况下，针对单个制造商和单个零售商构成的二级供应链，运用Stackelberg博弈的方法研究制造商的最优维修策略和定价策略以及零售商的最优订货量。研究结果表明，制造商的预防性维修次数存在上限且最大维修次数与设备可靠性无关；预防性维修策略有助于提高制造商的产量，降低产品的批发价格，但制造商的最优产出量不会达到企业的最大产能；收益共享契约能够实现供应链的协调；制造商在任何情形下都具有提高设备可靠性的动机，但零售商只会在市场规模较大时才存在为制造商提供设备改造资金的动机。

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考虑价格和时间敏感性需求的两周期供应链鲁棒优化模型

孙艺萌, 邱若臻, 高亚楠

2021, 24 (6): 93-101. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2021.06.012

摘要 ( 1280 )

HTML ( 23 )

PDF(629KB) ( 5455 )

在不确定需求下，考虑需求的时间和价格敏感性，研究两周期供应链定价及订货联合决策问题。利用分段函数构建需求的价格和时间敏感性，并采用区间不确定集描述需求不确定性。根据制造商是否给予零售商回扣，分别建立主从对策鲁棒优化模型，并转化为可解的数学规划。结果表明，需求不确定性以及需求的时间和价格敏感性对双方的定价、订货和利润具有影响。具有回扣的主从策略使双方获得更高利润，需求的不确定性以及需求的时间和价格敏感性增加会降低双方利润。

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具有促进销售作用业务的供应链外包模式决策研究

王磊, 盛莹

2021, 24 (6): 102-107,115. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2021.06.013

摘要 ( 1162 )

HTML ( 20 )

PDF(1046KB) ( 4829 )

分析外包业务的特点对供应链外包模式决策的影响。构建博弈模型，探讨外包业务的销售促进作用对外包模式决策及利润的影响。研究发现，当外包业务不具有销售促进作用时，多数情况下双方偏好同样的外包模式。即使不一致时，对于外包控制权也会互相“谦让”，而非“争夺”。当外包业务具有销售促进作用时，则双方在许多情况下偏好相反，且会出现 “争夺”外包控制权的情形。生产商和分销商的业务外包商在业务成本方面的差异对于双方外包模式的偏好具有重要的影响。

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基于分布式光伏发电的多目标分时电价优化策略

杨坤, 伏跃红, 江志斌

2021, 24 (6): 108-115. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2021.06.014

摘要 ( 1259 )

HTML ( 29 )

PDF(919KB) ( 4937 )

现有电力定价研究大多为峰谷分时定价，时段划分方式单一且大多采用传统非支配排序遗传算法-II求解多目标问题。针对这个问题，提出一种基于分布式光伏发电的多目标分时电价优化策略。建立用电量与电价响应模型，基于等效负荷进行时段划分，以负荷方差最小，等效负荷的峰谷差最小，用户满意度指数最大为目标，建立多目标非线性分布式光伏分时定价模型，并提出基于邻域搜索的多目标遗传算法求解。数值实验结果表明，供电稳定性提高了37.77%，分布式光伏发电的利用率提高了4.51%，用户满意度为74.3%；且提出的求解算法要优于常用的非支配排序遗传算法-II，表明本文提出的定价策略是有效的。

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负载预测更新下的实时电价Stackelberg博弈模型

吴志强, 高岩, 王波, 李雷

2021, 24 (6): 116-122. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2021.06.015

摘要 ( 1399 )

HTML ( 26 )

PDF(749KB) ( 4808 )

智能电网环境下，在实时电价Stackelberg博弈模型的基础上引入负载预测，以匹配实时负载和预测负载为目标，设计售电商与用户之间的主从博弈模型以及负载预测更新下的实时定价机制，得到双方的最优实时电力价格和最优用电行为。通过将当日实时电价机制均衡状态下的负载时间序列融入电力供应商电力价格权重时间序列向量，得到进一步优化的日前定价实时电价下的均衡负载时间序列，构成整体不断推进不断优化的闭环。同时，给出实时负载与预测负载序列的匹配程度评价指标与判断标准。通过数值仿真分析，在与未优化的实时定价机制对比以后，发现所提出的负载预测更新下的实时定价机制能够在提高电网运行效率的同时显著降低电力用户用电成本。

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基于制造商生产成本扰动的不同主导权下供应链脆弱性研究

张萌萌, 闫秀霞, 董友衡

2021, 24 (6): 123-131,149. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2021.06.016

摘要 ( 1315 )

HTML ( 22 )

PDF(885KB) ( 4832 )

为了定量研究生产成本扰动和不同权利结构下的供应链脆弱性，分别构建集中决策、制造商主导和零售商主导的线上线下双渠道供应链和直销供应链两种供应链博弈模型。采用使供应链最优决策保持不变的制造商生产成本扰动区间长度来衡量供应链脆弱性的大小，区间长度越大，供应链脆弱性越小。结果表明：1)对线上线下双渠道供应链而言，集中决策和制造商主导时的成本扰动区间长度相等，即脆弱性相同，且大于零售商主导时的脆弱性；2)对直销供应链而言，制造商主导时的成本扰动区间长度大于集中决策时的区间长度，即制造商主导时的供应链脆弱性小于集中决策时的脆弱性，而零售商主导时脆弱性的大小与参数β、k有关。最后通过数值仿真验证了该方法的可行性。

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基于随机演化博弈的异质性主体中低碳扩散稳定性的仿真分析

董莉莉, 范如国

2021, 24 (6): 132-139. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2021.06.017

摘要 ( 1253 )

HTML ( 26 )

PDF(812KB) ( 4873 )

为了分析不确定性因素对异质性主体中低碳扩散过程的影响，构建以企业和消费者为主体的随机演化博弈模型，并对其进行稳定性分析，得到3种低碳扩散稳定情形，且以新能源汽车比亚迪E6为例进行仿真验证。研究结果表明，当采取低碳策略的企业比例和采取低碳消费的消费者比例较低时，在不同的噪声强度下，低碳扩散最终都不能实现有效稳定；随着两者比例的增大，在经历混沌状态后，低碳策略和低碳消费能分别在企业和消费者中成功扩散，且在不同噪声强度下实现有效稳定。

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基于消费者异质性需求的闭环供应链再制造授权模式研究

程红亚, 孟丽君, 扈裕晴, 黄祖庆

2021, 24 (6): 140-149. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2021.06.018

摘要 ( 1288 )

HTML ( 35 )

PDF(1258KB) ( 4980 )

在消费者异质性需求的市场中，为了探讨最佳的再制造授权模式，基于原始设备制造商(original equipment manufacturer, OEM)与第三方再制造商((third party remanufacturer, TPR)同时进行再制造的闭环供应链(closed loop supply chain, CLSC)，采用博弈论分别讨论TPR独立再制造和OEM专利授权再制造(包括单位费用授权和固定费用授权)的CLSC决策模型，对比3种模型的均衡解及最优利润，并分析TPR再制品市场接受度、再制造成本节约对均衡解及企业利润的影响。研究表明，授权增加了OEM利润，故OEM更倾向于对TPR进行授权，并根据固定授权费的大小来决定授权模式；CLSC总利润在固定费用授权模式下最大，且该模式下消费者的购买成本最低；TPR再制品市场接受度及再制造成本节约的增加可提高TPR利润，但会加大对OEM再制品的挤兑程度，最终导致OEM提高授权费来弥补利润损失。

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公平关切下“前置仓模式”生鲜供应链决策与协调研究

张娜娜, 卢丽娟, 简兆权

2021, 24 (6): 150-157. doi: 10.3969/j.issn.1007-7375.2021.06.019

摘要 ( 1154 )

HTML ( 27 )

PDF(2004KB) ( 4737 )

针对由生鲜产品供应商和“前置仓模式”下的生鲜电商组成的二级供应链保鲜努力水平和“最后一公里服务”努力水平偏低的问题，从公平关切视角探究其原因。运用博弈论方法，通过建立Nash讨价还价模型，分析与比较不同公平关切情形下供应链主体的最优决策以及与之对应的收益和效用。结果表明，供应商的公平关切会降低生鲜电商保鲜努力水平和“最后一公里服务”努力水平，而且供应链成员的公平关切总是伴随着各自渠道收益比的提升和供应链总效用的损失。最后，通过设计“收益共享+成本分担”混合契约，提高电商保鲜努力水平和“最后一公里服务”努力水平，使供应链总效用达到最优。数值分析验证了相关结论。

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