物联网环境下面向能源效率的制造企业生产计划与排产方法研究

为了应对全球能源危机，实现节能减排目标，提高制造企业能源效率是当务之急。本项目以能源效率与生产管理方法的关系刻画为切入点，研究物联网环境下面向能源效率的制造企业生产计划与排产方法问题。项目揭示制造企业生产计划与排产方法对能源效率的影响机制；借助于物联网技术预测生产流程能耗与碳排放量，据此研究碳排放限额在生产工序各环节的分配方法，并设计基于物联网的高能效生产计划体系；探索面向能源效率的排产规则，提出基于物联网的高能效生产排产方法。项目预期在生产计划与排产方法对能源效率影响机制的刻画，基于物联网的高能效生产计划体系设计，以及基于物联网的高能效排产方法提出等方面取得具有较高的创新性研究成果。相关研究成果有助于丰富企业生产管理理论与方法和制造企业能源效率管理方法，对于制造企业成功实现节能减排目标、提高能源效率将具有一定的实践指导意义。

高能耗、高排放已经成为制造企业生产与经营的现实约束。本项目以能源效率与生产管理方法的关系刻画为切入点，研究物联网等新信息技术下面向能源效率的制造企业生产决策问题，并取得一些研究成果。（1）研究了能源效率（或碳排放）与制造业生产管理方法的关系，从生产运作层面构建碳排放交易机制下企业随机性库存控制模型；运用分层聚类方法对面向能源效率的制造企业进行分类，并构建制造业低碳生产影响因素分析模型。（2）以高能耗企业为例，考虑企业间竞争关系，提出一种大数据背景下，基于ER (Evidential Reasoning)和DEA（Data Envelopment Analysis）交叉效率的制造企业清洁生产绩效评估方法。（3）以离散型生产系统PLM（product lifecycle management）为研究对象，建立一套基于物联网的PLM可视化操控技术体系；以数控机床为例，提出基于智能估算的数控机床生产工艺能耗预测方法；对基于Petri网的汽车生产系统碳排放识别进行建模，给出生产计划确定下生产系统碳排放量计算方法。（4）研究在限额与交易机制下，设计考虑产能约束的制造商生产计划和碳交易决策模型；运用Stackelberg博弈理论，构建限额与交易机制下供应商-制造商的最优生产决策模型。（5）建立多产品竞争环境下再制造商生产策略组合的博弈模型，并分析各策略组合下的产量影响因素、环境绩效以及各策略组合演化趋势。（6）设计低碳经济下政企博弈与政府补贴策略，以及运用动态博弈模型分析制造企业低碳技术创新和政府低碳规制方法。相关研究成果有助于丰富企业生产管理理论与方法和制造企业能源效率管理方法，对于制造企业成功实现节能减排目标、提高能源效率将具有一定的实践指导意义。研究成果包括发表或录用期刊论文26篇，其中三大索引收录10篇，国家自然科学基金委管理科学部重要期刊8篇；授权发明专利2项，实用新型专利4项。培养硕士8名。研究成果得到申请书所提出的目标和要求。