集成运输资源优化配置的生产与运输计划协同决策研究

As the product life cycle is shortened and globalization trend increases, enterprises urgently need to collaborate in production planning and transportation planning process in order to reduce operating cost and improve the competitiveness of their product. Current relevant research mainly focuses on coordination of production planning and transportation planning based on vehicle path and inventory management, transportation capability is assumed to be infinite. In practice, transportation resource is limited; there exists the bottleneck between the transportation capability and scale. This project focuses on the coordination of production planning and transportation planning integrating optimal allocation of transportation resources. The project includes: construct mathematical model and methods for the coordination of product planning and transportation planning integrating optimal allocation of transportation resources under the condition of variable product types, multi-mode and limited transportation resources; study the impact of some factors raised in practice, such as product weight, size and time, on the coordination decision-making process. In addition, a case study in China's oil industry is analyzed. The industry characteristics are mapped to the previous theoretical models to amend and improve the results of theoretical study. Therefore, this project is of great significance not only to promote the theoretical study in coordination decision-making process, and has important value in guiding industrial practice.

随着产品生命周期的缩短和企业国际化趋势的加剧，企业迫切需要加强生产部门与运输部门的协同决策以降低运作成本，提高产品的竞争力。目前，相关的研究主要局限于基于路径和基于库存管理的协同决策，认为运输能力与资源、规模完全匹配。?而现实中，企业可以调配的运输资源有限，存在运输能力与规模的瓶颈问题。本项目基于有限的运输资源，对集成运输资源优化配置的生产与运输协同决策问题展开深入研究。具体研究包括：针对多类型产品、多类型运输工具，探索和构建集成运输资源优化配置的协同决策模型和方法体系；深入探讨具有现实意义的因素对协同决策的影响，譬如产品重量、大小、时间，展开集成以上因素的决策模型和方法研究；同时，在我国石油行业展开案例研究,将行业特征映射到理论研究模型中,为企业提供战术层的决策方案。因此，本项目不仅对推动协同决策模式的理论研究具有重要意义，而且对指导企业实践具有重要的实际价值。

与传统的分阶段决策相比，协同决策被广泛认为可以降低企业的运作成本，提高企业的竞争力。本项目基于有限的运输资源，对集成运输资源优化配置的生产与运输协同决策问题展开深入研究，目前已完成全部计划内容。所取得的研究成果包括：（1）基于多产品类型、多运输方式、运输资源有限情境，刻画出其运输成本函数，证明了运输成本函数具备的一些性质。并建立了混合整数线性规划模型及非线性规划模型。分别提出了基于分解机制的启发式算法和基于拉格朗日松弛的启发式算法来求解该问题，为企业制定生产与运输协同计划提供决策支持。（2）将产品重量、大小因素纳入生产与运输计划协同决策研究中，我们前期的基础研究考虑产品的重量、大小对运输决策的影响。建立了数学模型，并且开发了基于动态规划思想的启发式算法。应用动态规划中的全局优化思想，在每一次迭代中提取一个装载方式，直到所有的物品都完成了装载。在上述基础上，我们进一步纳入生产计划的制定到上述所描述的问题中，考虑产品重量、尺寸条件下的生产与运输协同。我们建立了数学模型，并且拓展了上述基于动态规划的启发式算法，进一步定义了动态规划算法框架中的凝聚点，每一个凝聚点代表了对应的一种装载方式。（3）将时间因素纳入生产与运输计划协同决策研究中，以易腐品为研究对象，考虑易腐品在仓储中会随着时间的流失而产生损耗的情境下，生产与运输的协调决策问题。建立了易腐品的生产与运输协调决策模型。并从理论上证明了最佳运输批量序列需要满足单调不减、生产商第一次发货需将所持有的库存量全部发出这两个性质。并且在此基础上，提出了一种先增后等的运输策略。进而通过解析的方法，求得了在该策略下使生产商和零售商总成本最小的生产批量和运输批量。研究成果（1）已投稿至International Journal of Production Research期刊上，目前处于第三轮修改中。（2）的前期基础研究成果已发表在International Journal of Production Research上，后续研究也已投稿至International Journal of Production Research期刊上。研究成果（3）已投稿至中文期刊《运筹与管理》。在项目经费支持下，项目主持人及参与人多次参加国内学术会议及赴国外进行学术交流，参与项目的研究生也多次开展企业调研，提高了项目组成员的理论研究与实践能力。