管理科学与工程专业建模优化实践课程建设探索

进入数字经济时代,业界将运筹优化技术更广泛地应用于生产和管理中,对管理科学与工程类专业学生的建模与优化的实践能力提出更高要求。该文分析我国管理科学与工程学科排名前50高校的相关专业培养方案,发现大部分学校侧重运筹学理论基础的教学,缺少建模与优化的实践课程。该文从业界需求和运筹学课程体系建设出发,结合教学实践,讨论建模优化实践课程的建设目标、课程内容、教学方法。建模优化实践课程的内容包括优化软件(通用求解器)的使用、管理科学与工程常见优化问题的建模,以及求解优化模型的精确/启发式算法;采用课堂上机练习、课程报告等方式,促使学生较快上手优化软件,提升学生发现优化问题、建立优化模型、编程求解模型的能力。通过建模优化实践课程的建设,形成管理科学与工程专业运筹优化类课程“基础理论+应用实践”的培养模式,弥合数字经济时代业界人才需求与高校人才培养之间的差距。

数字经销平台统采共配双层拍卖机制设计

针对当前都市圈经销商因“孤立式发展、分散化建网”而导致无法满足碎片化订单、多渠道履约及高频高效配送要求等痛点,提出了一种数字经销平台统采共配双层拍卖机制。在上层机制中,考虑一家数字经销平台(卖者)与多家经销商(买者),以社会福利最大化为目标,构建了单边组合Vickery-Clarke-Groves(O-VCG)拍卖机制,实现了多物品多单元环境下的供需匹配。在下层机制中,考虑一家经销商(卖者)与多家承运商(买者),基于O-VCG拍卖机制的思想,实现了从城市集拼仓到门店、从门店到客户的两级城配运输服务采购。特别地,下层机制采用多轮O-VCG竞拍以满足多家经销商的运输需求。所提出的O-VCG拍卖机制可以实现激励相容、个体理性和配置效率。经销商构建基于需求预测及控制合理库存的上层拍卖投标策略。构建两级基于车容的城配车辆路径问题(Two-Echelon Capacity-Based Vehicle Routing Problem,2E-CVRP)近似优化算法,用于求解下层拍卖机制中基于库存限制的竞价生成问题(Bid Generation Problem,BGP)。针对双层拍卖中的胜者确定问题(Winner Determination Problem,WDP),提出有效的WDP算法。最后,基于全球最大的医药流通集团的真实数据进行数值仿真实验,结果表明:数字经销平台统采共配的双层拍卖机制可以高效分配货权及运单,合理确定批发价及城配运价,提高社会总效益,降低两级城配运输成本。

电动汽车充电与换电模式定价及投资策略

考虑消费者对电动汽车充电与换电模式的不同价值偏好,以电动汽车制造商和换电站投资商为视角,构建三方博弈决策分析模型,揭示充电、换电模式下电价与投资均衡的机理。通过引入投资商的投资建设水平,构建由充电汽车制造商、换电汽车制造商和换电站投资商三方组成的3级斯坦科尔伯格模型,得到电动汽车充电与换电模式的最优定价及投资策略。对影响电动汽车市场需求、充换电模式的最优定价及最优投资水平的主要因素进行敏感性分析,探究换电汽车制造商与投资商合作与否对换电站的投资建设水平及充电与换电模式定价的影响。研究发现,换电汽车制造商和换电站投资商的合作能降低竞争对手(充电汽车制造商)的利润。不合作时的投资建设水平会受到换电模式的利润分成比例影响,出现投资过低或投资过高的现象。

双渠道多级分销网络库存整合优化配置

针对拥有线下、线上销售渠道的实体零售企业分销网络运作成本居高不下的现状,研究综合渠道整合和线上订单履行问题下的双渠道库存优化配置问题。在“双渠道库存独立管理、线上订单分散履行”和“双渠道库存整合管理、线上订单集中履行”2种不同分销网络运作模式下分别建立数学模型,并利用基于实数编码的遗传算法进行求解。通过对比这2种不同运作模式下的运作成本,同时在需求波动率增加条件下对运作成本进行敏感性分析,发现渠道库存整合、线上订单集中履行方法能够将库存总费用降低17.25%,能够将库存总费用从中下游往上游转移,减缓中下游节点的库存总费用。

基于组合拍卖与统一价格的停车位最优分配研究

考虑停车服务平台同时提供预约和即到即停两类停车模式,建立基于组合拍卖与统一价格的停车位最优分配整数规划模型,实现最大化竞标者与平台的整体效用。将长期停留在以竞价分配为目标的传统拍卖机制拓展为竞价分配与统一价格分配相结合的新式单边Vickrey-Clarke-Groves(O-VCG)组合拍卖机制,对预约与即到即停模式进行最优分配与定价,同时保证了激励相容、个体理性及配置效率这3个重要属性。通过算例分析,探讨了竞标者的出价分布、竞标者人数对两类模式停车分配策略及整体效用的影响。结果表明,当竞标者对单个停车时段出价的均值与单个停车时段的统一价格接近时,O-VCG组合拍卖机制能够实现两类停车模式的最优分配和系统鲁棒性。

物联网驱动的停车位共享云平台

针对目前大城市在工作时间停车难的问题,基于最近大热的共享经济的理念并结合物联网技术与云技术,提出建立一个物联网驱动的停车位共享云平台。在分析大城市工作时间停车的特点和现状的基础上,以共享工作时间闲置停车位为研究对象,以提高工作时间城市中心停车资源利用率为总体目标,设计一种基于物联网的停车位共享云平台架构以及相关技术。最终实现在不新建停车位的前提下,缓解停车难的问题。所提出的方案和技术在构建智慧城市具有重要的借鉴作用。

知识产权保护下数字产品定价策略研究——考虑利益共享与网络外部性的分析

随着我国数字经济的快速发展,数字产品定价在数字经济中的重要性越来越凸显。本文从生产数字产品的企业角度出发,结合数字产品的特性和知识产权保护策略,构建考虑网络外部性的博弈模型,探索初创型数字产品公司以固定费用购买版权使用权(固定支付模式)和以一定比例利润购买版权使用权(利益共享模式)两种模式下数字产品的最优定价策略。通过仿真分析发现:在利益共享模式下版权所有公司的产品定价低于固定支付模式下的产品定价,而利益共享模式下初创公司产品定价高于固定支付模式下的产品定价。因此,初创数字产品公司以利益共享模式购买版权的行为实现了和版权所有公司之间的收益双赢,并在一定程度上保护了版权所有公司的版权权益。