基于熵的不确定性敏感性分析

为确定影响维修保障信息分析结果不确定性的关键输入参数,提出一种基于熵的不确定性敏感性分析方法.首先分析了模型输出结果的不确定性的表现形式、度量方法、产生机制;其次基于条件熵思想给出分析不确定性的敏感性参数以及敏感性分析方法;然后,简单介绍了盲数理论在计算不确定性数据中的应用;最后,结合平均维修时间模型进行了案例研究,说明了基于熵的不确定性敏感性分析方法的可用性,并证明了不确定性敏感性分析与求导不能等同的结论.     

关于跳台跳水体型系数设置的建模分析

主要研究了运动员的体型对跳水动作难度系数影响的问题.首先,根据附件1的信息,建立四种分析模型,得到受体型影响的主要跳水动作是翻腾和转体,它们的难度系数需要分段进行体型系数校正;其次,根据斜抛运动、机械能守恒定律、平行轴定理和角动量定理等相关物理知识,分别建立了基于身高、体重的完成跳水动作的两个时间模型,得到入水时间限制,以及体型限制每一个运动员入水前可进行翻腾转体动作的最大半周数;然后,确定校正系数设置的必要性,并利用多元非线性回归方法,及采集到的运动员身高、体重和成绩等数据,构建了体型校正系数确定方法的模型,得到与每一位运动员体型匹配的校正系数;最后,基于问题二约束条件、问题三所建立的模型,计算运动员的动作难度系数校正结果.建立的关于跳台跳水体型系数设置的模型,有效避免了体型对跳水动作难度系数的影响,使得难度系数的设置更加合理.     

台商投资大陆区位选择影响因素的实证分析

台商对大陆投资区位选择受地区市场因素、集聚因素、劳动力因素及基础设施基本政策等因素的影响.研究利用1995年至2007年台商投资区位选择的面板数据,首先验证了台商投资区位选择受到经济规模、区域开放程度、台商集聚度、劳动成本等关键因素的影响;并在此基础上,采用变系数面板数据模型重点分析了影响因素的时变特征.主要结论包括:外贸依存度指标的变化表现了台商投资由向外出口产品的模式逐渐转向在国内市场销售的模式;区域资金配套能力表明台商企业近些年呈现了对当地资金配套的需求;集聚因素影响显著性极高,说明台资企业的集聚现象非常显著,这与当前实际发展情况相似;劳动力因素结果说明台商对于劳动力的关注已从劳动力成本向劳动力质量转变等等.这些因素的时变特征,对台商投资大陆区位选择的行为是具有较强的解释力度.     

城市化进程中地铁晚高峰经济出行模式分析

城市交通有早高峰与晚高峰之分,我国城市晚高峰有区别于早高峰的不同特征。因为晚高峰不需要像早高峰一样考虑直接迟到成本,只需要考虑相对晚到成本,如身体上的疲劳,晚间休息活动时间的减少等因素;并且在大城市,会分流一部分人群在回家前参加晚间活动。本文对晚高峰的这些特点进行分析,通过运筹学最优化方法建立实现社会收益最大化的基于地铁多方式经济出行模型并进行求解,对城市地铁出行经济模式和地铁站联合运营自行车及私家车停车场定价给出了参考性意见。     

基于时间敏感需求及随机完工期的承诺交货期决策

在新的经济形势和高新技术指引下,产品更新换代的速度加快,基于时间的竞争成为供应链竞争的焦点.在制造商为核心的供应链中,产品需求除了与价格有关外,与承诺交货期也有一定关联,且部分客户愿意为快速交货而支付更高价格.当需求与时间及价格具有敏感性且实际完工期服从一定的随机分布时,建立利润最大化及服务水平约束的承诺交货期决策模型,并对模型进行讨论及优化分析.通过算例验证了模型的有效性,通过参数敏感性分析得出的结论是:当客户服务水平达到一定阈值时,最优承诺交货期将发生改变;价格及交货期敏感系数不影响承诺交货期,但影响产品需求及最终利润;最优承诺交货期与单位提早完工成本是反向变动的关系而与单位延迟完工成本是正向变动的关系;随着完工期均值及标准差的不断增大,最优承诺交货期呈上升趋势,利润、市场需求及价格不断下降.     

活动执行时间可提前的多模式反应性项目调度优化

研究不确定活动工期下活动执行时间可提前的多模式反应性项目调度问题。首先对反应性研究现状进行综述;其次建立以最小化反应性总成本为目标的优化模型;随后基于问题特点设计禁忌搜索算法;最后通过具体案例分析关键参数对反应性成本的影响,并得出结论:执行时间提前得到的反应性成本及完工时间明显低于执行时间不可提前的结果;随着项目推进,总成本及影响的活动数量总体上呈减小趋势,但项目完工时间在某些时刻维持不变;对于工期增加较大的活动,将其本身或紧前活动提前启动,或将其转换至活动工期较短的模式可降低反应性成本。研究可为不确定环境下反应性计划制定提供决策支持。     

基于AGV的智能仓库系统订单分批问题研究

研究了基于自动引导小车(AGV)的“货到人”智能仓库订单分批拣选问题, 在同时考虑工作人员拣选商品成本和AGV搬运货架成本的前提下, 建立了以总成本极小化为目标函数的订单分批问题整数规划模型。根据订单中包含的商品信息和商品所在的货架信息构建了描述订单之间关系的加权相似度指标, 分析了加权相似度与总拣选成本之间的正相关关系。基于订单之间的加权相似度设计了求解模型的贪婪算法。利用具体算例进行模拟计算, 分析了加权系数的变化对订单分批结果的影响, 以及加权系数λ的取值与工作人员拣取一件商品的成本c₁和AGV搬运一次货架的成本c₂之间的关系, 得到了贪婪算法中加权系数λ的确定方法。进一步分析了贪婪算法的计算时间和计算效果, 结果显示, 通过适当选取加权系数, 利用贪婪算法可以在短时间内得到订单分批问题的近似最优解;对于小规模算例, 贪婪算法在最坏情况下近似比不超过1.35。利用本文的模型和算法进行订单分批, 兼顾了工作人员拣取商品的成本和AGV搬运货架的成本, 可以有效提高订单拣选效率, 降低订单拣选总成本。     

不确定环境下基于时间、费用及鲁棒性权衡的多目标项目调度优化

项目调度中的时间和费用是两个重要的指标,而在不确定环境下进度计划的鲁棒性则是保证项目平稳实施的关键。本文研究不确定环境下的多目标项目调度优化问题,以优化项目的工期、鲁棒值和成本为目标安排各活动的开始时间。基于此,作者构建多目标项目调度优化模型,将模型分解为三个子模型分析目标间的权衡关系,然后设计非劣排序遗传算法进行求解,应用精英保留策略和基于子模型权衡关系的优化策略优化算法,进行算法测试和算例参数敏感性分析。最后,应用上述方法研究一个项目实例,计算得到非劣解集,实例的敏感性分析结果进一步验证了三个目标间的权衡关系,据此提出资源的有效利用策略。本文的研究可以为多目标项目调度制定进度计划提供定量化决策支持。     

基于购买力平价的我国城市薪酬差异系数研究

我国经济的快速发展造成了地区间的差异不断加大,对劳动力的流动也造成了深远的影响.城市薪酬差异系数代表了城市的整体薪酬水平,了解城市的生活成本差异、了解实际工资水平,宏观上有利于了解劳动力流动趋势,微观上有利于企业制定更接近当地实际情况的薪酬策略,因此基于购买力平价通过构建一篮子物品和服务来衡量我国大中城市的生活消费成本,进而得到城市薪酬差异系数,帮助企业准确的、直观的了解中国各地的薪酬水平及差异,了解生活成本对劳动力流动的影响,为全国性企业在各地区的薪酬策略提供依据.     

基于LiToSim平台的疲劳寿命评估LtsFatigue软件开发及应用

针对结构的疲劳问题,考虑随机载荷作用,在自主开发的LiToSim平台基础上,嵌入结构疲劳分析数值计算程序。基于LiToSim平台开发LtsFatigue疲劳软件,运用时域疲劳算法,通过雨流计数法对应力时程曲线处理并计算结构疲劳寿命;引入频域疲劳算法,基于应力响应功率谱根据应力循环分布估算疲劳寿命;通过齿轮算例进行疲劳分析,与商业软件对比,验证了LtsFatigue定制化疲劳软件时域法、频域法的计算精度,同时,频域算法有效提高了计算效率,凸显了LtsFatigue软件的优势。基于LiToSim平台的LtsFatigue定制化疲劳软件开发,对大型复杂结构的疲劳仿真具有重要的应用价值。     

Incorporating human fatigue and recovery into the learning–forgetting process

The available learning and forgetting models do not consider the physical loading that performing a task requires. In some situations, physical loading results in workers’ fatigue on the job that is followed by rest breaks to alleviate it. The aim of this paper is to present the “learning–forgetting–fatigue–recovery model” (LFFRM) that addresses possible issues relating to workers’ capabilities and restrictions in manufacturing environments. Numerical examples are solved to address some research questions regarding the model optimization and its constraints. The main results show that incorporating learning into a production process decreases fatigue and improves the performance of the system. Worker fatigue, on the other hand, increases production time and decreases production output. A recovery break must be of enough length to alleviate some of the accumulated fatigue. However, longer recovery times extend the lead time and deteriorate the production performance due to forgetting.     

An elaborative unit cost structure-based fuzzy economic production quantity model

The purpose of this paper is to investigate and propose a fuzzy extended economic production quantity model based on an elaboratively modeled unit cost structure. This unit cost structure consists of the various lot-size correlative components such as on-line setups, off-line setups, initial production defectives, direct material, labor, and depreciation in addition to lot-size non-correlative items. Thus, the unit cost is correlatively modeled to the production quantity. Therefore, the modeling or the annual total cost function developed consists of not only annual inventory and setup costs but also production cost. Moreover, via the concept of fuzzy blurred optimal argument and the vertex method of the α-cut fuzzy arithmetic (or fuzzy interval analysis), two solution approaches are proposed: (1) a fuzzy EPQ and (2) a compromised crisp EPQ in the fuzzy sense. An optimization procedure, which can simultaneously determine the α-cut-vertex combination of fuzzy parameters and the optimizing decision variable value, is also proposed. The sensitivity model for the fuzzy total cost and thus EPQ to the various cost factors is provided. Finally, a numerical example with the original data collected from a firm demonstrates the usefulness of the new model.     

Optimality criteria coupled adaptive mesh method for optimal shape design of Stokes flow

An adaptive mesh method combined with the optimality criteria algorithm is applied to optimal shape design problems of fluid dynamics. The shape sensitivity analysis of the cost functional is derived. The optimization problem is solved by a simple but robust optimality criteria algorithm, and an automatic local adaptive mesh refinement method is proposed. The mesh adaptation, with an indicator based on the material distribution information, is itself shown as a shape or topology optimization problem. Taking advantages of this algorithm, the optimal shape design problem concerning fluid flow can be solved with higher resolution of the interface and a minimum of additional expense. Details on the optimization procedure are provided. Numerical results for two benchmark topology optimization problems are provided and compared with those obtained by other methods. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

考虑订单合并和货物转运的多式联运路径优化研究

为了获得运输的规模经济效应,本文研究了一种考虑订单合并和货物转运的零担多式联运路径优化问题。首先,以总运输成本为目标函数,以网络中的运输工具容量、可以提供的运输工具最大数量、运输工具服务的关闭时间以及订单时间窗为约束,构建混合整数规划模型,在模型中允许多个订单进行合并运输并考虑运输过程中的转运成本。其次,由于多式联运路径优化问题是典型的NP-hard问题,为了快速求解该模型,开发了一种可以快速为该问题提供近似最优解和下界的列生成启发式算法。最后,生成并测试了大量算例,结果表明所开发的列生成启发式算法可以在较短的时间内提供高质量的近似最优解。文章所构建的模型和开发的列生成启发式算法可以为零担自营多式联运物流企业提供高效的决策支持。     

多目标应急物流中心选址的鲁棒优化模型

针对重大突发事件的应急物资救援,研究了应急物流中心的选址及应急物资的调运问题。利用离散的情景集合描述受灾点应急物资需求的不确定性以及应急物资运输成本和运输时间的不确定性,同时考虑应急救援成本和应急救援时间两个目标,建立了多目标应急物流中心选址的确定型模型和鲁棒优化模型。为将多目标问题转化为单目标问题,利用成本单目标和时间单目标的最优结果将多目标转化为相对值再加权处理,该方法既可消除多个目标之间的单位及数量级差异,还可以根据问题的数据变化进行动态调整。以提供应急物资救援服务的设施作为编码,设计了一种通用的混合蛙跳算法。为检验模型和算法的有效性,设计了一个多情景的算例,结果表明两个模型和算法具备良好的可行性和有效性,且鲁棒优化模型能较好地保持对各种不确定性的抗干扰能力;最后,讨论分析了成本偏好权重和鲁棒约束系数的影响,结果表明可根据成本偏好权重的取值范围来区分各种应急救援阶段,体现不同救援阶段的救援要求及特征,并给出了成本偏好权重和鲁棒约束系数的取值建议。     

Vortex control in channel flows using translational invariant cost functionals

The use of translation invariant cost functionals for the reduction of vortices in the context of shape optimization of fluid flow domain is investigated. Analytical expressions for the shape design sensitivity involving different cost functionals are derived. Channel flow problems with a bump and an obstacle as possible control boundaries are taken as test examples. Numerical results are provided in various graphical forms for relatively low Reynolds numbers. Striking differences are found for the optimal shapes corresponding to the different cost functionals, which constitute different quantification of a vortex.     

A domain optimization problem with boundary penalty cost functional

In this paper, we deal with a domain optimization problem governed by a boundary-value problem of Laplace equation. We prove the existence of the optimal domain for the given cost functional with a boundary penalty. At the same time, we also point out that there is no optimal domain in the absence of the boundary penalty. At last, necessary condition of the optimal domain is given.     

A knowledge-based multi-role decision support system for ore blending cost optimization of blast furnaces

Literature illustrates the difficulties in obtaining the lowest-cost optimal solution to an ore blending problem for blast furnaces by using the traditional trial-and-error method in iron and steel enterprises. To solve this problem, we developed a cost optimization model which we have implemented in a multi-role-based decision support system (DSS). On the basis of analyzing the business flow and working process of ore blending, we propose an architecture of DSS which is built based on multi-roles. This DSS construction pre-processes the data for materials and elements, builds a general database, abstracts the related optimal operations research models and introduces the reasoning mechanism of an expert system. A non-linear model of ore blending for blast furnaces and its solutions are provided. A database, a model base and a knowledge base are integrated into the expert system-based multi-role DSS to meet the different demands of data, information and decision-making knowledge for the various roles of users. A comparison of the results for the DSS and the trial-and-error method is provided. The system has produced excellent economic benefits since it was implemented at the Xiangtan Iron & Steel Group Co. Ltd., China.