基于质量控制的易腐食品供应链调度：模型、算法与应用

Supply chain scheduling considers the coordination of scheduling, batching, and delivery decisions between different parts of a supply chain, and therefore decides the optimal lot-sizing and sequencing strategies. However, the traditional supply chain scheduling methodologies are not completely applicable to the perishable food supply chain due to its unique characteristics and complexity, which restricts its pertinence and effectiveness. . To fill this crucial void, driven by food quality control, we consider the risks in the food supply chain and propose an optimization problem for quality based perishable food supply chain scheduling, with the consideration of perishability, uncertainty and sustainability arising in the supply chain. We use stochastic programming, mixed integer linear programming to construct integrated optimization modes. For the intelligent optimization perspective, a combined simulation optimization solution approach is developed, by integrating variable neighborhood search and fix-and-optimize techniques. The designed algorithms will be tested on simulation data and real-world data by conducting extensive computational experiments. Case study will also be carried out in relevant food companies to provide decision support for industries with similar perishable products.

供应链调度，是指在运作层面对供应链不同环节之间协调调度、批次和分配的决策过程，最终决定各个环节的最优批量和排序。然而，由于易腐食品供应链的独特属性和复杂度，传统的供应链调度理论和方法并不完全适用于易腐食品供应链，导致研究成果的针对性和应用性不足。. 鉴于此，本项目针对易腐食品供应链调度过程中的种种风险，以食品质量控制为驱动，考虑易腐性、不确定性和可持续性等易腐食品供应链属性，提出了基于质量控制的易腐食品供应链调度优化问题。为了解决该问题，本项目将利用随机规划、混合整数规划等方法构建优化模型。并从智能优化的角度，基于变邻域搜索技术和固定优化等方法，设计仿真优化混合算法。最后利用仿真数据和真实数据，对算法的性能进行计算实验和案例研究，以验证算法的有效性和先进性，为易腐食品及具有相似易逝性产品的供应链管理实践提供决策支持。

2020年我国食品类成交额12.54万亿元，占GDP总量的14.23%。在我国国民经济中，食品行业占有重要的地位。随着我国新型城镇化进程的提速和人均GDP的上升，食品供应链管理的重要性也在不断增长。鉴于此，本项目针对易腐食品供应链调度过程中的种种风险，对易腐食品供应链的属性和影响因素进行了量化研究，并使用随机规划和混合整数规划对易腐食品供应链的运作问题和长期决策问题进行了建模分析，建立了易腐食品供应链的多级调度模型。然后，对不同规划模型设计并实现了对应的高性能求解算法，并对选定的食品供应链企业案例进行了实证检验。为易腐食品及具有相似易逝性产品的供应链管理实践提供决策支持。 .取得重要成果有：首先对易腐食品供应链上游集货的决策进行了分析，制定了生鲜农产品库存与定价策略；其次，对易腐食品供应链的供应商选择，多级生产流程的生产排程计划以及考虑路径柔性和可变交通的路径规划问题都建立了对应的属性模型进行研究；最后，我们设计了变邻域算法和禁忌搜索算法，对提出的模型进行求解，结果显示，我们的算法基本可以在10分钟内求解出实际规模的调度问题。.本研究的结果说明易腐食品供应链的独特性可以通过运筹优化的理论方法进行较好的解决。由于易腐性还体现在其他很多产品属性中，如时装等，所以我们的研究思路也可以启发相关领域的研究。.