基于排队论和数学规划的资源配置优化方法

为解决零件加工系统资源优化配置问题,提出一种计算方法.针对零件加工系统的特点,总结出串联、循环、选择3种基本结构.在零件加工时间服从指数分布的假设下,根据排队论求出零件在系统中平均排队时间.优化目标是零件在系统中平均排队时间最短.在资源数量约束下,依次让各工序资源数量增一,使零件在系统中平均排队时间减少最大的工序首先分配资源.在资金约束情况下,通过0-1规划方法,列出目标函数和约束方程并求解.最后通过一个实例说明如何综合利用这两种方法进行资源优化配置.

含选择结构工作流关键路径问题的研究

针对含有选择结构的工作流模型,提出分析其关键路径的方法.首先将工作流转化成二叉树结构,然后对二叉树中不含选择结构的子树进行等效化简;分析二叉树并行结点两支的特点,对二叉树进行进一步化简.最后通过分析化简后的结构,求解原工作流的关键路径长度,为工作流程优化提供基础.

全生命周期成本分析框架下的电动公交充电器部署和车队管理

尽管城市交通电气化快速发展,但电动公交车(EB)车队的系统规划和管理进展却很落后。本研究首先综述了影响新生EB系统的基本问题,包括充电站部署、电池尺寸、公交车调度和生命周期分析。目前,EB系统的规划和运行是按顺序进行的,公交车调度是在公交车队和基础设施部署完毕后进行的,这导致了资源利用率低和资源浪费。对此,本文提出了混合整数规划模型,以尽可能低的生命周期成本(LCC)整合充电站部署和公交车队管理,包括所有权、运营、维护和排放费用,从而缩小了最佳规划和运营之间的差距。进一步引入了分支定价算法,以减少寻找最佳解决方案所需的计算工作量。本研究还通过分析真实案例,与目前的公交运营策略和充电站布局相比,一条公交线路的LCC可显著降低30.4%。提出的研究不仅可以进行生命周期分析,还可以为交通当局和运营商提供可靠的充电站部署及单线和多线服务的公交时刻表,这两者都是未来具有高电气化普及率的交通系统中决策支持的关键要求,本研究也有助于推动可持续交通的发展。

排放控制区限制下邮轮航线及速度优化

近年来,邮轮行业发展突飞猛进,但随之而来的航运污染问题也不容小觑。国际海事组织设立了排放控制区(Emission Control Area,简称ECA)以限制船舶硫排放,包括邮轮在内的所有船舶在ECA内均需使用昂贵的低硫油,这就使得船舶航行方案需要进行重新规划。本文提出了一个有到港时间限制的邮轮航线和速度优化模型,优化船舶在ECA内外的航线及速度,以最小化总燃油成本。同时引用西北大西洋沿岸一条代表性的邮轮航线,通过计算决策出合理的航行方案,并评估ECA对航运的影响,证明模型的有效性和实用性。

区块链技术在航运业的应用综述

航运是国际贸易的重要桥梁,全球超过80%的货运量由海上运输完成。相比于其他运输方式,航运的主要优势体现在运输能力、运输网络和运输价格。航运是较为传统和保守的行业,数字化程度低、进程慢,尚有大量的业务场景可以通过物联网、大数据、人工智能和区块链技术进行优化,本文着重讨论区块链技术在航运中的应用。区块链作为一种典型的分布式交易账本,具有去中心化、公开透明、永久存储且不可篡改和可溯源性等特征,适合于解决航运业中信息不互通、商品信息可追溯性差、交易过程中存在大量纸质文件且相关文件被伪造、篡改和丢失的风险高等问题。本文总结了现有的航运区块链相关平台和项目,并对相关学术文献按照内容进行分类,从具体应用案例、应用现状及前景和对航运业的影响等方面进行了综述,然后讨论了区块链技术在航运中的应用情况、前景和挑战,最后提出了未来的相关研究方向。

面向绿色航运的邮轮废弃物排放随机优化

邮轮产业的蓬勃发展带来了一系列的海洋环境问题,邮轮运营及船上乘客皆会产生不定量的废弃物,通常废弃物总量远大于其承载容量,需要在航线的多个港口处理废弃物并向港口缴纳一定费用.因此,与哪些港口签订长期合同,在哪个港口排放多少废弃物等决策将会影响邮轮公司的运营成本;这些决策需要通过一些优化模型进行科学地计算和分析.本文基于系统工程的思维对上述决策问题背景进行了分析,并运用数学规划的理论与工具,先后构建了确定性模型、适用于排污量参数服从任意概率分布的随机规划模型和适用于不确定参数区间的三阶段鲁棒优化模型.随后,本文结合上述问题与模型的特征,设计了定制化的禁忌搜索算法和粒子群算法分别求解随机模型和鲁棒模型中的大规模问题;并通过一些基于实际问题规模和数据特征的实验,验证了本文所构建的决策模型的有效性和所设计算法的求解效率.本文研究所提出的邮轮废弃物排放决策方法论对当前全球绿色航运事业的推广与发展具有一定应用价值和指导意义.

考虑定价和需求关系的供应链网络优化研究

本文通过引入价格-需求函数描述产品价格变化对消费者需求的影响,构建了一个由制造商、仓库和消费者组成的三级供应链网络。在此基础上,以最大化供应链总利润为目标、以定价和需求为决策变量,建立了混合整数非线性规划(MINLP)模型。基于该模型目标函数非线性的复杂性,采用外部近似法将目标函数近似线性化,即切割成有限条切线,使其可以求解。最后通过不同规模的算例分析验证了模型和算法的可行性与有效性,从而指导供应链上的企业权衡其成本和收益,提高顾客的满意度。