不确定因素下网络设施选址鲁棒性研究

发布时间：2017-05-16 16:24

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【摘要】：设施选址是长期的战略性问题,设施一旦建立,就要运行相当长的时间,且对日常的运作决策产生深远影响。然而,在设施的生命周期内,其不可避免的会受到不确定因素的影响,运输成本、需求点的位置、需求量等参数都可能发生变化。传统的选址模型一般假设参数是确定已知的,然而,在设施运行过程中如果参数发生变化,由传统选址模型得到的解可能不再是最优解,甚至可能成为不可行解,这将导致设施的运行效率和服务水平低下,以及资源的浪费等。因此,在设施选址问题中考虑不确定因素至关重要。基于此,本文研究了考虑不确定参数概率分布未知的鲁棒设施选址问题,并深入探讨了不确定因素对选址决策和选址成本造成的影响。 论文首先介绍了本文的研究背景,分析了在设施选址问题中考虑不确定因素的必要性,提出了本文要研究的内容以及主要创新点。 其次,总结和回顾了国内外基本设施选址模型和考虑不确定因素的设施选址问题。 第三,研究了需求不确定的固定费用设施选址问题。假设不确定需求取值于有界的对称区间上,采用基约束鲁棒方法,通过调节不确定预算来控制解的鲁棒水平,提出固定费用设施选址鲁棒模型,并设计禁忌搜索算法求解鲁棒模型。通过数值算例分析了解的鲁棒性与选址成本之间的关系。 第四,研究了需求不确定的多阶段固定费用设施选址问题。将固定费用设施选址问题与后续的生产库存问题相结合,综合考虑了初始阶段的选址成本和后续阶段的生产库存成本,将传统的选址模型一般化。假设需求取值于有界的对称区间上,提出了多阶段固定费用设施选址鲁棒模型。通过随机生成的数值算例,说明了不同的鲁棒水平下,设施网络的拓扑结构截然不同。并深入分析了设施的服务水平对设施网络设计的影响,得出服务水平与选址成本、运作成本和总成本之间的权衡关系。 第五,研究了供应量不确定的鲁棒设施选址问题。假设在实际运行过程中,设施的供应量不等于初始设立的供应量,即设施的供应量有不确定波动。在建立设施选址问题的鲁棒模型时,引入机会约束,保证即使在设施的供应量有波动时,系统仍然能以一定的概率正常运行。然后,利用Hoeffding's不等式将机会约束规划安全近似转化为确定的数学规划来求解模型。通过随机生成的数值算例,说明了选址成本随置信水平的变化。 第六,研究了基于设施中断不确定的覆盖选址问题及鲁棒性。首先,假设设施中断的概率已知,定义了α-覆盖约束,保证即使在设施中断发生时,每个需求点至少被覆盖一次的概率不低于α,用概率约束代替传统覆盖模型中的覆盖约束。然后,假设设施中断概率的信息不完全,即中断概率有波动,定义了Γ-鲁棒α-覆盖约束,即当最多有Γ个中断概率的值等于最差情景时,需求点至少被覆盖一次的概率不低于α。经过数学变换将Γ-鲁棒α-覆盖约束转化为等价的线性约束。通过随机生成的数值算例,说明了最优选址决策和选址成本随参数α和Γ的变化。 最后,对全文做了总结,同时提出未来需要进一步研究的问题。
【关键词】：设施选址 鲁棒线性优化 基约束 设施中断
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：C934;F224.3
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 研究背景和意义10-11
• 1.2 问题的提出11-12
• 1.3 主要创新点12-14
• 1.4 论文的结构14-16
• 2 国内外相关研究综述16-31
• 2.1 基本选址问题与扩展选址问题16-19
• 2.2 随机选址问题19-23
• 2.3 鲁棒选址问题23-26
• 2.4 鲁棒线性优化理论26-31
• 3 需求不确定的固定费用设施选址鲁棒模型研究31-51
• 3.1 问题背景31-33
• 3.2 模型的建立与分析33-38
• 3.3 模型的求解38-41
• 3.4 数值算例与分析41-49
• 3.5 本章小结49-51
• 4 需求不确定的多阶段固定费用设施选址鲁棒模型研究51-77
• 4.1 问题背景51-53
• 4.2 基本模型53-55
• 4.3 Soyster鲁棒模型55-57
• 4.4 基约束鲁棒模型57-62
• 4.5 数值算例与分析62-75
• 4.6 本章小结75-77
• 5 供应量不确定的设施选址鲁棒模型研究77-96
• 5.1 问题背景77-78
• 5.2 模型的建立与分析78-85
• 5.3 数值算例与分析85-95
• 5.4 本章小结95-96
• 6 基于设施中断不确定的选址问题及鲁棒性研究96-119
• 6.1 问题背景96-97
• 6.2 设施中断概率已知的选址模型97-105
• 6.3 设施中断概率信息不完全的选址模型105-117
• 6.4 本章小结117-119
• 7 总结与展望119-122
• 7.1 全文总结119-120
• 7.2 研究展望120-122
• 致谢122-123
• 参考文献123-134
• 附录1 攻读博士学位期间发表和完成的学术论文134-135
• 附录2 攻读博士学位期间参与的研究课题和获得的奖励135

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 田俊峰;杨梅;岳劲峰;;具有遗憾值约束的鲁棒供应链网络设计模型研究[J];管理工程学报;2012年01期

2 黄小原;晏妮娜;;供应链鲁棒性问题的研究进展[J];管理学报;2007年04期

3 胡丹丹;杨超;杨s，

本文编号：371357