需求与回收不确定环境下混合制造与再造系统的回收与生产协同优化

Due to government legislations, increased concerns on environment, and profit of product recovery, closed loop supply chain (CLSC) has received considerable attention and develops rapidly recent years. Many original equipment manufacuturers for high technology electronic products begin to recycle and ramnufacture used products. A classical hybrid manufacturing and remanufacturing system is investigated in this research, and the influence of uncertaities from demand and used product return on quantity, quality, location and timing is analyzed. The mathmatical models for optimizing the joint recycle and production decisions are developed under the consideration of uncertain demand and return on quantity, quality, location, and timing respectively. The properties of the presented models are analyzed, based on which their solusion algorithms are developed. Through a hybrid manufacturing and remanufacturing system for the high technology eletronic product, the models and algorithms are illustrated.

由于环保法规、消费者环境意识和经济利益等多方面因素的推动，闭环供应链近些年来得到了迅速发展，很多高技术电子类产品的原始设备制造企业开始参与废旧产品的回收再造。本课题针对包含新产品制造和废旧产品回收再造两个并行流程的混合系统展开研究，分析需求不确定性以及废旧产品回收在数量、质量、地点和时间等方面不确定性的影响。在同时考虑需求和回收数量/质量/地点/时间不确定性条件下，分别建立混合制造与再造系统在不同情况下回收与生产协同优化的数学模型，分析模型的性质并开发模型的求解算法，以高技术电子类产品的混合制造与再造系统为例对相关模型和算法进行分析验证。

本课题针对包含新产品制造和废旧产品回收再造两个并行流程的混合系统展开研究，在同时考虑需求和回收数量/质量/地点/时间不确定性条件下，分别研究了混合制造与再造系统在不同情况下回收与生产协同优化模型和算法。主要研究成果如下：.（1）研究了回收数量与需求不确定条件下的回收与生产优化问题。废旧电子产品的回收数量是不确定的，随回收价格增加而增加，同时新产品和再造产品的需求也是不确定的，建立了回收与生产协同优化的非线性数学规划模型，基于拉格朗日松弛和启发式算法设计了模型的求解算法，应用电子产品回收再造实例分析了回收数量不确定性对混合系统生产计划的影响。.（2）研究了回收质量与需求不确定条件下的回收与生产优化问题。回收回来的废旧电子产品的质量是不确定的，有些不能达到再造为新产品的标准，同时新产品和再造产品的需求也是不确定的，建立了回收与生产协同优化的非线性数学规划模型，基于拉格朗日松弛和启发式算法设计了模型的求解算法。探讨了该研究在军事领域的扩展，研究了军事后勤装备备件供应与战损件回收修复问题，建立了军需备件供应与战时修复的优化模型。.（3）研究了回收地点与需求不确定条件下的回收与生产优化问题。客户送回废旧电子产品的回收点是不确定的，同时新产品和再造产品的需求也是不确定的，建立了回收点选址与生产协同优化的混合整数规划模型，基于NSGAII与邻域搜索，设计了模型的求解算法，以电子产品闭环供应链网络为基础，验证了模型与算法的有效性。.（4）研究了回收时间与需求不确定条件下的回收与生产优化问题。客户返回废旧电子产品的时间是不确定的，同时新产品和再造产品的需求也是不确定的，将回收时间不确定性问题转化为多周期动态回收与生产优化问题，建立了回收与生产协同优化的数学规划模型，基于拉格朗日松弛和启发式算法设计了模型的求解算法。.（5）研究了考虑客户与回收点距离以及公益广告累积效应的公共废旧电子产品回收网络设计问题。客户返回废旧电子产品的意愿随居住点到回收点距离的增加而降低，同时又受公益广告的影响，随着广告投入的增加而增大。通过将动态设施选址模型和动态广告模型相结合，建立了公共废旧电子产品回收网络与公益广告投入协同优化的动态规划模型，以温哥华地区2008-2014年的数据为基础，进行了实证分析。