基于切换系统的供应链网络牛鞭效应控制研究

发布时间：2017-03-18 18:03

  本文关键词：基于切换系统的供应链网络牛鞭效应控制研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：作为经济价值链的重要表现形式,供应链网络系统的有效管理对企业的发展至关重要。有效的供应链管理能够使企业快速响应市场变化、优化资源配置、降低生产成本、提高经济效益,并为企业带来持久的竞争优势。然而,在供应链管理系统中,因信息传递错误而引起的产品需求量随供应链上下游逐级失真放大甚至失稳的现象,即牛鞭效应现象的普遍存在,使得供应链管理变得低效,增加了企业管理的难度。因此,设计有效的抑制牛鞭效应策略是牛鞭效应问题研究的关键,同时也为供应链网络系统经济运行尤其是供应链库存高效管理提供优化方案,具有重要的理论与现实意义。本文通过对供应链网络系统牛鞭效应形成原因的分析,从供应链网络系统的稳定性角度出发,针对供应链网络系统中信息传输的时变和供需关系的拓扑结构切换等特性,利用切换系统方法来研究抑制牛鞭效应的稳定化控制问题。本文的主要工作和成果如下:(1)针对供应链系统运作过程中订单补偿决策信息不能及时获取的问题,通过将订单补偿决策信息是否获取描述为不同子系统间的切换关系,从而将对应的牛鞭效应抑制问题转化为一个切换系统的稳定化控制问题,给出了一个使得供应链库存波动切换系统指数稳定的充分条件,以及订单补偿控制策略的设计方法。(2)针对供应链网络系统中的时变时滞等因素,构建了含有时变时滞的供应链库存系统模型,并根据时滞的时变特性,将对应的牛鞭效应抑制问题转化为一类具有有限个子系统的切换系统稳定化控制问题,给出了一个保证闭环供应链系统指数稳定的充分条件,以及订单补偿控制策略的设计方法。(3)针对供应链网络系统运作过程中存在的诸如库存、产能等约束,进一步将对应的牛鞭效应抑制问题转化为同时具有时变时滞和约束的供应链网络系统稳定化控制问题。通过建立该问题的切换系统模型,采用切换模型预测控制方法,给出了一种具有经济性能指标优化和企业订单变化量约束的订单补偿控制策略设计方法。(4)针对供应链网络系统中企业面临的供应商变换现象和不确定客户需求,将牛鞭效应的抑制问题转化为含有网络拓扑切换和外部扰动的一类切换系统稳定性控制问题。基于鲁棒控制方法和Laypunov稳定性理论,给出了订单补偿控制策略的设计方法。(5)针对供应链系统运作中引起牛鞭效应的诸如客户需求变动、生产计划变动等不确定因素,用一类具有范数有界不确定性的切换系统模型来描述具有时变时延和这些不确定因素的供应链系统,提出了一种使得系统具有二次稳定的保性能控制器设计方法。仿真验证了以上算法的有效性。最后,对全文进行了总结,并对进一步的研究提出了一些展望。
【关键词】：供应链网络 牛鞭效应 切换系统 平均驻留时间 保性能控制 模型预测控制
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP13;F274
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 绪论11-29
• 1.1 研究背景与意义11-16
• 1.1.1 研究背景11-14
• 1.1.2 研究意义14-16
• 1.2 研究现状和文献综述16-25
• 1.2.1 牛鞭效应研究的主要内容16-20
• 1.2.2 牛鞭效应研究的主要方法20-22
• 1.2.3 切换系统概述22-25
• 1.3 本文主要工作和结构25-29
• 第2章 基于平均驻留时间方法的牛鞭效应稳定化控制29-43
• 2.1 引言29
• 2.2 问题描述与建模29-33
• 2.3 订单补偿控制策略设计33-36
• 2.4 仿真算例36-41
• 2.5 小结41-43
• 第3章 时滞供应链网络系统的牛鞭效应切换控制43-57
• 3.1 引言43-44
• 3.2 问题描述与建模44-47
• 3.3 稳定性分析与控制器设计47-50
• 3.4 仿真算例50-55
• 3.5 小结55-57
• 第4章 时滞供应链网络系统的切换模型预测控制57-71
• 4.1 引言57
• 4.2 问题描述与建模57-60
• 4.3 切换模型预测控制60-65
• 4.4 仿真算例65-69
• 4.5 小结69-71
• 第5章 具有传输时延和切换拓扑的供应链稳定化控制71-83
• 5.1 引言71
• 5.2 问题描述与建模71-74
• 5.3 控制器设计与H∞性能分析74-78
• 5.4 仿真算例78-82
• 5.5 小结82-83
• 第6章 时滞供应链不确定系统的鲁棒保性能控制83-97
• 6.1 引言83
• 6.2 问题描述与建模83-86
• 6.3 保性能控制86-89
• 6.4 仿真算例89-95
• 6.5 小结95-97
• 第7章 结论与展望97-99
• 7.1 结论97-98
• 7.2 展望98-99
• 参考文献99-109
• 致谢109-111
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果111-112

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