结合供应链设计的产品族模块配置的主从优化

针对考虑供应链设计的产品族配置优化问题,根据对产品族模块配置与供应链协同优化问题的属性分析,提出一种新的设计理念,即产品族的模块配置与供应链设计是主从关联的。基于主从对策的决策机制,建立了这种关联协同优化的混合0-1非线性双层规划模型,该模型上层是整个产品族的配置优化,以顾客效用与成本之比为优化目标,决策产品族的模块配置;下层是相应生产供应链的设计优化,选择不同的模块供应商与不同产品的制造商并以整个生产供应链过程的成本最低为优化目标。针对模型为0-1混合非线性的特点,上下层分别采用遗传算法设计求解,并以一个简化的发电机产品族的例子来加以说明,结果表明所提双层模型能够有效解决产品族模块配置与供应链协同优化问题,并能得到较优的产品族配置方案。

基于供应商选择的模块化产品族配置双层优化模型

研究了供应商选取在模块化产品族配置过程中的影响,将产品族配置与供应商选择归类为主从关联优化,并建立对应的双层模型。模型上层进行产品族配置优化,以顾客效用与成本之比为优化目标,决策产品族的模块配置;模型下层进行相应模块供应商的选择优化,考虑供应商选择及供应模块的价格折扣,追求每个供应商的最大利益。针对模型为0-1混合非线性的特点,采用遗传算法求解,并以一个简化变压器产品族为例对该方法进行了说明。

基于工艺多样性的产品族配置主从优化

为对由生产工艺差异性而产生的产品族进行产品族优化配置研究,以纪念台钟为例,基于主从对策的决策机制,对依赖于工艺多样性的纪念台钟产品族配置问题的优化主体与各种属性进行分析,得出纪念台钟产品族配置与对应工艺配置存在主从关系的结论。提出了基于工艺的产品族配置双层模型,并设计了上下层分别采用遗传算法求解的层次遗传算法。通过对纪念台钟产品族与工艺协同配置方案计算结果的分析,验证了模型与算法的有效性。

吸导结构耐撞性的主从关联拓扑优化

传统的抗撞结构只需满足安全性指标要求,虽然它既要求碰撞最大加速度小,又要求结构最大变形量小,但可行域有交集。随着国家标准的完善,新增对刚度有极高要求的导向性指标,使同时满足安全性与导向性要求的可行域为空集,现有方法不能解决此问题。本文中提出一种吸能导向抗撞结构的主从关联耐撞性拓扑优化方法。首先,针对安全性指标,建立安全从属模型。然后,根据安全从属模型的传力路径,引入导向刚度补偿装置,将其与安全从属模型结合而建立了主模型并通过拓扑优化获取其拓扑构型。最后,利用实例验证了所提出方法的适用性,结果表明,车辆在25%重叠率碰撞中导向性优越,且在100%正面碰撞中吸能效果良好,为抗撞结构的优化设计提供了一种新方法。

委托代理模式下投资组合选择的主从关联优化

随着经济的发展和财富的增加,投资的大众化和分工的专业化趋势日益明显,委托代理成为重要投资决策模式。在分析了委托代理模式下投资组合选择优化问题属性的基础上,建立了Stackelberg博弈机制下投资组合选择的双层规划模型。模型上层是委托方选择投资方向的决策,下层是代理方选择投资品的决策,上下层分别以委托方和代理方的收益率最大化为目标,风险成本和代理费用对委托方的收益率产生重要的影响。针对该双层规划模型的特点,采用双层嵌套遗传算法进行求解,并以银行委托外部投资的应用案例说明了模型和方法的可行性。

产品族配置与考虑升级的再制造设计主从关联优化

针对产品族配置与考虑升级的再制造设计协同问题,提出一种主从关联优化方法,建立了一个双层规划模型。该模型以产品族配置设计为主优化问题(主者),并以产品族的全生命周期利润最大化为目标建立上层模型;下层优化问题则是以再制造利润最大化为目标,决策如何选择产品的升级模块和再制造模块(从者)。为了求解该模型,开发双层嵌套遗传算法及其相应的编码策略。最后,将该模型和求解算法应用于台式电脑产品族案例中,将所得的结果与两阶段方法进行比较,验证了其有效性及可行性,并说明了所提主从关联优化方法在解决产品族配置与考虑升级的再制造设计关联优化问题方面的优势性。

考虑再制造的产品族配置主从关联优化

针对考虑再制造的产品族配置优化问题,建立了以产品族配置设计为主,再制造企业选择决策为从的混合整数非线性双层规划模型。该模型的上层以产品族的单位成本效用为优化目标,决策产品族的配置设计;下层以产品族的再制造成本为目标,优化再制造企业的选择。针对该双层规划模型,设计了一个双层嵌套遗传算法及相应的编码策略,并以一个简化的手机产品族为例验证模型的合理性和有效性,结果表明所提双层模型能够有效解决考虑再制造的产品族模块配置优化问题,并能得到较优的产品族配置方案。

云平台数据驱动的产品与供应商资源主从协同优化

针对传统产品和供应商资源协同研究以历史数据或经验为输入,基于“归一化”或“层次优化”方法造成需求响应滞后和失真等问题,在分析两者正反向交互特征、解析数据传播途径的基础上,提出了基于云平台数据驱动反向设计(DID)的产品与供应商资源主从协同优化系统决策方法。构建了基于云平台DID的产品和供应商资源协同配置框架;建立了基于云平台DID的主从协同优化决策模型,其中,基于正向客户需求的产品配置充当上层主者,下层供应商联合配置充当从者,反向影响产品配置的决策;利用双层嵌套遗传算法进行模型权衡解优化;最后给出了汽车座椅的产品与供应商资源协同优化案例。结果表明,所提方法在真实表征产品和供应商资源联合配置过程的数据传递、协同关系方面具有显著优势。

面向柔性定制的并行不等效客车混装线生产计划主从联合优化

针对客车制造过程中多条异构混装线之间加工能力、作业时间不等效的特征,提出面向柔性定制的并行不等效客车混装线生产计划模型。分析订单分解和投产排序的耦合关联机理;以产品紧急度、匹配度以及产线负荷为目标,建立以订单分解为主、投产排序为从的主从联合优化模型。针对模型特征提出一种结合Pareto前沿解的双层交互式遗传算法。为了提高遗传算法的性能,引入自适应调整方法对交叉概率和变异概率进行改进,并采用小生境技术保证种群多样性。利用客车混装线中的案例对提出的模型进行了验证,并与多阶段遗传算法以及企业的实际方案进行了比较。所提出的使用双层交互式遗传算法的模型可以真实地代表企业的实际情况,并最大限度地提高混装线的效率。