单件订单接受和加工调度优化决策问题研究

一些按订单生产的企业，所接收的客户订单由于产品的异质性和在制造加工配置上的不同，主要表征为单件生产模式。客户单件订单具有不同的市场收益、不同的加工时间和明确的交货期。面对众多客户订单和有限的加工能力，企业需要进行订单接受和加工调度优化决策以实现企业全局最大收益目标。本课题拟建立一些单件订单接受和加工调度优化决策模型，其中考虑了两机流水车间加工环境、人力加班、关联单件订单和转包加工等诸多实践因素。由于决策模型属于最复杂的组合优化问题，发展有效的算法需要对问题进行深入的理论研究和方法创新。通过对问题模型结构特征和优化性质的研究，我们拟发展分支定界算法以求解中等规模问题的最优解，发展启发算法和智能算法以求解大规模问题的优化解。本课题的研究成果将推动该领域学术发展，为一些实际企业优化决策提供方法支持和管理启示。

一些行业的市场客户订单，因其异质性和需要特定加工配置而具有单件生产特点。每个单件订单常被描述为具有特定加工收益、加工时间和交货期要求。由于订单交货期要求与制造商短期生产能力有限的不平衡，制造商需要把单件订单接受与加工调度集成决策来实现其收益最大化。这些决策问题本质上是最复杂组合优化问题，具有巨大的理论研究挑战性。另一方面，国内外学术界在该领域的研究成果非常有限。本项目研究既有前沿的科学价值又有潜在的应用价值。. 本项目研究已经取得了一些重要研究成果：（1）本项目对两阶段流水车间订单接受与加工调度优化决策问题进行了深入系统的研究。具体包括构建了问题的混合整数线性规划模型；通过理论推导和结构分析，提出了分支定界算法和启发式算法；通过在初始蜜源选择、工蜂智能搜索策略及自学习识别蜜源技巧等方面对人工蜂群算法进行了一系列分析，提出了改进的人工蜂群算法。计算实验例证了所提方法具有计算速度快和计算效果优良的特性。(2)本项目研究了并行机订单接受与加工调度优化决策问题。针对优化目标是企业总收益的决策问题，我们首先构建了问题的混合整数线性规划模型，理论研究推导了一些优化性质和提出了基于拉格朗日松弛技巧的精确算法和启发式算法；通过计算实验对所提出的算法性能进行了分析。针对优化目标是企业接单数量的优化决策问题提出了一种启发式算法，并推导证明了该启发算法具有紧的4/3的性能界。(3)本项目研究了考虑转包的订单接受与加工调度优化决策问题，其中承包商先提出订单加工承包价格方案，制造商再进行市场订单接受、内部加工或转包加工决策。在假设订单信息透明和决策双方理性自利的情况下，研究了订单线性报价、固定报价与转移支付及数量折扣三种不同报价模式下的决策问题管理洞察。通过理论推导和计算实验分析发现，线性报价方案尽管简单易行，但大多数情况下不能实现系统全局最优；而固定报价与转移支付及数量折扣方案在合适参数设定情况下，可以实现系统全局最优。. 本项目所取得理论方法研究成果有力地推动了该领域的学术发展。由此所撰写和发表的一系列SCI/SSCI学术论文，据Web of Science统计迄今已被国际同行学者引用达25次。本项目所提出的一些优化决策方法能够有效求解大规模优化决策问题，为实际企业决策提供技术方法支持和管理启示。