按单装配系统的最优控制策略研究

Assemble-to-Order System (ATO) usually includes multiple components and several final products. Each of the final product requires a particular selection of components. Some or all components are shared by several products. The optimal control of ATO system includes both production and allocation decisions. The mutual influence of decisions makes the optimal decision very difficult. Besides, the dimension of the state of an ATO system is usually very high, which also makes it very difficult to analyze. For these reasons, the results about optimal control of ATO system is fairly few. The applicant wants to do some contributions in the optimal control of ATO system. More specifically, the applicant want to: (1) find the optimal control policy for the ATO system with one product but several different demand classes under the situation of backorder; (2) find the optimal control policy for the ATO system with multiple products; (3) the GPU based parallel value iteration algorithm for ATO systems.

按单装配系统（Assemble-to-Order System，ATO)通常包括多个组件和若干个最终产品。每个最终产品由特定的一些组件装配而成。不同的最终产品可以共享部分或全部组件。ATO系统的最优控制需要从全局考虑组件的生产决策和分配决策，这些相互影响的决策使得最优决策变得非常困难。此外，由于拥有多个组件和最终产品，系统状态需用高维矢量进行描述。由此导致的维数灾难也使分析变得相当困难。由于这些原因，ATO系统的最优控制研究相当的少。申请人希望在此方面有一定的突破。具体而言，希望能在申请人前期工作的基础上进一步研究：（1）缺货补足条件下服务多类需求的单产品ATO系统的最优控制策略和系统配置研究；（2）多产品ATO系统的最优控制策略和不同配置策略和系统配置研究；（3）基于GPU的并行加速的ATO控制策略评估与最优策略求解的高效算法。

按单装配（ATO）系统使得企业可以在提供多种产品的同时保持合理的响应时间和成本，因此在各行业得到普遍应用。在工业4.0时代，消费者和企业的联系更加紧密，顾客可以直接将订单下到企业的生产线，企业则可以直接根据最终客户的订单安排生产。ATO系统最优控制的关键在于两方面：（1）协同的生产或采购决策；由于最终产品的装配需要多个不同组件，每个组件的生产必须相互协同，任一组件的短缺都会导致无法完成最终产品的装配；（2）有效的分配决策；对于ATO系统中的共享组件，由于它被多个最终产品所需要，它的分配决策将决定不同最终产品的被满足的情况，从而导致不同的缺货成本。.在项目的支持下，项目组完成了以下工作：.1.重点研究了缺货补足条件下单产品ATO系统优化控制研究，并开发了相应的利用GPU进行快速计算的数值计算算法；.2.重点研究了市场竞争条件下核心组件再制造的问题，提出了在再制造条件下，核心组件的最优生产策略和竞争策略。.3.重点研究了两阶段供应链条件下，具有有限有效期的产品的生产、分配问题。有限有效期产品的最优控制策略研究一直是研究挑战。我们的研究获得了生产和分配的最优策略，并开发了高效率的启发式策略。..迄今，我们如期完成了课题，在项目的支持下，目前已经有12篇论文发表，包括7篇SCI/SSCI检索论文和5篇中文核心期刊；其中1篇论文在国际旗舰刊物《Production and Operations Management》发表，1篇论文在《Europe Journal of Operations Research》和，1篇论文在《Omega: The International Journal of Management Science》发表。申报专利1项（已授权）。培养博士后1名（合作导师周伟华），培养博士3名和硕士2名（导师周伟华）。此外，2016，2017，2018，2019年在浙大管理学院持续组织学术研讨会（每次参加师生约150人）。