多目标规划与福利评判标准

福利经济学的目标 ,是评价各种经济状态的“好”与“坏”.经济学家根据福利标准 ,进行政策评价 .因此 ,关于福利标准的研究是福利经济学中的重要问题之一 .帕累托最优是任一社会的最优经济状态都应满足的最起码和最没有争议的福利标准 ,但有时并不能反映真实的经济情况 .本文通过建立社会福利最优的多目标规划模型 ,用多目标规划理论 ,对社会福利最优状态和福利标准进行探讨 ,将帕累托最优标准推广到弱帕累托最优和非支配最优 .     

面向交通监控的动态无人飞机路径多目标优化

考虑到无人飞机在交通监控中存在突发的监测目标,需要动态规划无人飞机的巡航路径.首先,引入时间轴的概念,将动态无人飞机路径规划问题分两阶段解决,第一阶段为初始优化,第二阶段为动态时刻点实时优化,进而转化为静态问题.接着,建立了无人飞机路径多目标优化模型,优化目标为无人飞机广义巡航距离最短、无人飞机的使用数量最少.然后,提出了动态无人飞机可行路径插入法,设计了基于帕累托最优的多目标优化算法.最后,进行了案例分析和算法敏感性分析,分析结果表明,提出的模型和算法是可行、有效的.     

计及需求响应不确定性的综合能源系统多目标优化调度管理

需求响应作为电力系统的重要调节手段,可显著提升系统灵活性和经济性。利用价格弹性构建了包含价格与激励措施的需求响应模型,并在此基础上考虑需求响应的不确定性,以综合能源系统经济性和环保性为优化目标,构建了综合能源系统多目标优化调度模型。利用E约束法将多目标优化模型转化为单目标优化模型,得到Pareto最优解集,运用模糊决策法从中选取最优方案。基于实际案例进行测算,结果表明价格型与激励型需求响应手段的结合能够实现削峰填谷,有效降低系统的运行成本和碳排放量。     

供应链中的多目标经济批量排产和运送问题的求解

当今供应链管理的目标已不再是只追求成本的最小化,越来越多的管理者和研究学者开始关注采用多个目标来对供应链的绩效进行优化.本文从一个供应商的角度出发,考虑了如何安排合理的生产排序来最小化生产周期和运送间隔以及最小化整条供应链中的单位时间的平均成本的批量排产和运送的问题.本文建立了该问题的多目标非线性混合整数规划模型,并提出了求解该问题的帕累托最优解集的方法.示例表明本文的算法是有效的.     

双目标规划问题的像集与求解

经济管理的决策目标往往与成本、收益相关,双目标规划在经济管理中具有广泛应用.然而,尚缺乏成熟的算法确定双目标规划问题的全部解.给出双目标规划问题像集的一般性确定法,以求其解,为研究目的所在.具体而言,构造一个带等式约束的单目标规划问题,以确定双目标规划问题像集之部分边界,并借助拉格朗日乘子符号判断其单调性,据此确定原问题的帕累托解与弱帕累托解.这相当于提供了一个求解双目标规划问题的一般性框架.     

在两用户干扰信道通信中的帕累托最优解

从信息论的角度研究了两用户干扰信道的可达速率问题.将帕累托优化方法应用于耦合两用户干扰信道传输功率分配策略.结果表明:当系统处于帕累托最优时,使用最小发射功率可以达到最大信道速率.此外,每个信道的可达速率相等,且它仅与信道的参数有关.结论提供一个理论工具,应用该工具可以避免使用大量复杂的干扰抑制方法,达到获得最大信道速率的目的.     

基于Epsilon约束法的短纤维生产调度的双目标优化研究

针对短纤维生产行业实际,本文综合考虑客户的需求差异、客户的重要程度、纤维生产设备的准备时间以及交货期差异等因素,研究连续需求下的短纤维生产排序优化问题。首先,本文建立双目标整数规划模型,即最小化客户订单总延迟和最小化机器总准备时间;其次,设计Epsilon约束算法并调用CPLEX精确求解调度方案,即帕累托前沿;最后设计非支配排序的遗传算法(NSGA-II)求解大规模生产下的调度优化方案。通过实验,证明该整数规划模型和算法对解决多客户连续需求问题具有实际价值,进而可以为短纤维生产企业提供参考。     

基于混沌集群智能优化算法的多目标粗糙集属性约减

针对管理实践及大数据处理过程中具有多决策属性的粗糙集属性约减问题,将条件属性依赖度与知识分辨度进行结合构建属性权重,分别建立针对不同决策属性的约减目标函数,引入帕累托最优思想,将基于多决策属性的粗糙集属性约减问题转化为离散多目标优化问题。针对该问题的结构设计了具有集群智能优化思想的元胞自动机求解算法,在算法中引入基于个体的非支配解集平衡局部最优与全局最优的关系,引入混沌遗传算子增加种群多样性。以某铁路局设备安全风险处理数据为案例构建多决策属性粗糙集决策表进行优化计算并进行管理决策分析。研究发现:(1)相对于传统的NSGA-II与MO-cell算法,本文提出的算法具有更强的多目标属性挖掘性能;(2)帕累托最优思想可以较好地解释多决策属性粗糙集在管理实践中的意义。     

电力市场环境下计及V2G和多类型需求响应的综合能源系统多目标优化模型

园区综合能源系统(Park integrated energy system,PIES)是满足用户多种用能需求的一种重要途径,但由于内部分布式能源机组出力具有不确定性,且与负荷在时间维度上存在一定的不匹配性,限制了能源利用效率和经济效益的提升.因此,本文首先在构建耦合热电的PIES的基础上,构建了多类型需求响应模型;其次,构建了考虑风光机组出力不确定性的以系统净收益、清洁能源弃能率为多目标函数的优化模型;然后,构建了"不确定性处理-多目标处理-单目标处理"的三阶段求解模型,最后,以V2G和需求响应为考虑条件,设计多情景.算例结果表明:V2G可以为清洁能源不稳定发电提供有效备用,在一定程度上提供清洁能源利用效率;引入电热需求响应,能够改变用户负荷,增加经济效益.     

一种新型劳务众包平台的市场策略与定价研究

定义并研究了自助式空间劳务众包这一新型众包模式,给出相关定义和众包平台的运行规则,提出会员行为仿真算法模拟市场.根据这类劳务众包平台增加利润和扩大市场份额的普遍需求,基于双边市场理论,提出任务打包机制、定价多目标规划模型和抢单顺序多目标规划模型.采用带精英策略的非支配排序的遗传算法(NSGA-Ⅱ)求解问题的帕累托解集(Pareto Front),最后应用逼近理想点法(TOPSIS)根据平台战略目标给出最优解.规划模型在数据集上应用效果良好,任务完成率能在有效控制成本的前提下提升30%至45%,新用户参与率能在保证较高的任务完成率的前提下提升150%至250%.     

基于交互式模糊规划方法的可持续闭环供应链网络规划

在市场需求、设施开设成本和产品回收率不确定的条件下,采用一种交互式可能性规划方法,研究由多个工厂、分销点、市场和废旧点构成的可持续闭环供应链网络设计问题。基于可持续闭环供应链网络结构,构建以企业运营成本和环境伤害最小、社会效益最大为目标的混合整数规划模型。同时,引入改进Epsilon约束方法将多目标优化问题转化为单目标优化问题,在此基础上提出一种两阶段可能性规划方法,基于TH模糊方法对不确定性参数进行处理。最后,通过数值实例,验证本文所建可持续闭环供应链网络模型的有效性,并对悲观-乐观值、不确定参数最低可接受水平β、可调参数γ进行敏感性分析;通过与其他模糊方法对比表明,采用TH模糊方法能得到稳定的最优解。     

集装箱码头泊位计划的鲁棒优化模型

针对集装箱码头作业中的不确定性因素,构建泊位计划的鲁棒优化模型与算法,目的是降低不确定性因素对集装箱码头作业系统的影响。首先,提出泊位计划鲁棒性度量指标,利用算例对各指标的效果进行分析。在此基础上,设计泊位计划鲁棒优化的两阶段优化算法。算法的第一阶段不考虑泊位计划的鲁棒性,以船舶总延误时间最小为目标;算法的第二阶段以所选择的鲁棒性指标最大为目标,以第一阶段获得的船舶总延误时间为约束条件,获得鲁棒调度方案。最后,研究作业资源(装卸桥数量)的变化对泊位计划鲁棒性的影响。算例分析表明,权重松弛量是有效的度量泊位计划鲁棒性的指标,两阶段算法可以有效解决泊位计划鲁棒优化问题。     

A strategic decision support system framework for energy-efficient technology investments

Energy systems optimization under uncertainty is increasing in its importance due to on-going global de-regulation of the energy sector and the setting of environmental and efficiency targets which generate new multi-agent risks requiring a model-based stakeholders dialogue and new systemic regulations. This paper develops an integrated framework for decision support systems (DSS) for the optimal planning and operation of a building infrastructure under appearing systemic de-regulations and risks. The DSS relies on a new two-stage, dynamic stochastic optimization model with moving random time horizons bounded by stopping time moments. This allows to model impacts of potential extreme events and structural changes emerging from a stakeholders dialogue, which may occur at any moment of the decision making process. The stopping time moments induce endogenous risk aversion in strategic decisions in a form of dynamic VaR-type systemic risk measures dependent on the system’s structure. The DSS implementation via an algebraic modeling language (AML) provides an environment that enforces the necessary stakeholders dialogue for robust planning and operation of a building infrastructure. Such a framework allows the representation and solution of building infrastructure systems optimization problems, to be implemented at the building level to confront rising systemic economic and environmental global changes.     

需求预测更新条件下两阶段电子商务供应链契约协调

研究了一类在贝叶斯需求预测更新情形下,生命周期中采用B2C与C2B两阶段进行产品销售的供应链模型,研究发现无法使用单一契约来协调供应链。在此基础上,设计了具有供应商价格折扣契约与零售商承诺订购契约的两阶段供应链契约协调机制,证明了两阶段协调机制能够实现供应链的帕累托改进。算例分析表明了两阶段契约协调机制的有效性,并发现能够实现供应链完美协调的契约参数不一定在帕累托集合内,供应链不一定能够达到完美协调;且由于零售商与供应商的最优契约参数不同,需要通过零售商与供应商之间的谈判达到纳什均衡。     

基于随机规划的建筑集群冷热电联供系统优化研究

面向建筑集群的冷热电联供系统的设计和优化是实现建筑楼宇能源成本节约的重要途径。随机因素对该联供系统的优化决策,具有显著的影响。考虑建筑楼宇的能源需求为随机变量,构建随机混合整数规划模型,解决以最小化建筑楼宇总费用为目标时建筑集群冷热电联供系统的优化问题;其次,提出采用Benders多割平面方法求解多目标规划问题,从而寻找冷热电联供系统的设备配置和系统运行的Pareto最优决策;最后,通过实验验证了模型和算法的有效性。实验结果表明建筑集群在协作模式下,相比于非协作模式,具有更低的总费用。     

Integrated multi-site aggregate production-pricing planning in a two-echelon supply chain with multiple demand classes

This paper proposes a production and differential pricing decision model in a two-echelon supply chain that involves a demand from two or more market segments. In this framework, the retailer is allowed to set different prices during the planning horizon. While integrated production-marketing management has been a key research issue in supply chain management for a long time, little attention has been given to set prices and marketing expenditures in integrated multi-site (parallel) manufacturing systems and multiple demand classes. Generally, the presence of multiple demand classes induced by different market segments may impose demand leakage and then change production plan and ordering policies throughout the supply chain system. To tackle this problem, this paper develops a novel approach in order to provide an optimal aggregate production and marketing plan by interconnecting the sales channels of the retailer and demand. A non-linear model is established to determine optimal price differentiation, marketing expenditures and production plans of manufacturing sites in a multi-period, multi-product and multi-sale channels production planning problem by maximizing total profit of the supply chain. To handle the model and obtain solutions, we propose an efficient analytical model based upon convex hulls. Finally, we apply the proposed procedure to a clothing company in order to show usefulness and significance of the model and solution method.     

时变需求等量进货情形下集成供应链生产订货策略研究

构建了一个包含原料采购、生产和销售过程的集成供应链模型,研究了由原料、生产商和销售商产品构成的三层库存系统的生产订货问题。在有限的规划期内,销售商每次进货量相同,生产商按照EOQ模型采购原材料。以最小化供应链系统的总运营成本为目标,构建一个混合整数非线性规划模型,寻找销售商最优订货方案和生产商最佳生产策略。首先利用网络优化方法求解生产商的最优生产计划,其次利用定界穷举法寻求销售商最优的订货周期,给出了具体的计算方法和Matlab程序。通过算例分析验证了算法的有效性,并研究了各参数对最小费用及最优解的影响。     

面向突发事件的安保巡逻选址-路径优化研究

安保巡逻任务要求以中心会场为保卫目标,进行指挥中心的选址、巡逻线路的规划。考虑区域环境、安保主体及突发事件对巡逻线路优化的影响,依据警方安保任务的规划流程,建立了多约束条件下安保指挥中心选址-巡逻路径规划的优化模型。设计了基于真实安保区域特征的安保中心模拟试验,各区域由专家依据CPTED理论进行评定分级,利用遗传算法求解并对结果进行了模拟检验,提出了基于整体应急水平最优的安保巡逻策略。     

混流无等待流水线批次批量生产计划方法

在两阶段混流无等待流水装配环境下,为解决任务组批生产导致的订单按期交付能力弱,以及产品需求与部件供应无法准确衔接的问题,以最小化在制品库存成本和产品提前拖期惩罚为目标,建立了两阶段批次批量生产计划数学模型。设计了双目标蚁群求解算法,构造了每只蚂蚁对不同目标的偏重算子,以及基于批次的可行解生成方法和信息素更新机制,提高了解的局部和全局搜索能力。通过与NSGA-II进行对比,验证了本算法在同等时间内计算精度优于后者,为提高两阶段多条生产线组批生产计划的可执行性提供方法支持。