摘要：针对交期随机的批量流车间调度问题,以最小化工件延期期望之和为目标,推导出工件交期符合3类经典随机分布条件下问题目标的闭式计算表达式.建立考虑换模时间与随机交期的问题数学模型,针对模型高度非线性特征对其线性化.设计一种基于逻辑的benders分解(LBBD)与分枝定界相结合的优化算法,提出两种有效加速策略提升算法求解效率.数值实验结果验证了算法的有效性,通过随机交期与确定交期结果的比较,验证了考虑随机的必要性.

摘要：研究了民航客改货飞机的载重平衡问题,分析了客改货飞机与客机和纯货机在载重平衡问题所存在的差异,建立了具备主货舱指派问题和下货舱背包问题组合优化特性的客改货载重平衡问题的线性整数规划模型,实现业载量最大和配载重心偏离指定目标重心最小的多目标函数,包含了实际操作中客改货机型的货舱及其位置约束、各种质量约束、上下舱联合约束与飞机重心包线约束等;设计了benders分解算法对该模型求解,把原问题分为主问题和子问题两部分;设计了改进模拟退火算法求解主问题,改进了离散变量的编码、变异以及个体修正等策略;设计了基于逻辑检查的y-check算法,用于检查子问题的上下舱联合限重、重心包线等复杂约束,给出了benders’Cut约束模型;设计了以B757-200客改货飞机为例的20组不同规模算例,基于Gurobi、Lingo、人工配载和本文提出的算法对模型进行验证。研究结果表明:Gurobi求解质量和速度最好,平均业载量为29 517.3 kg,重心偏差为0.02%,求解时间为0.13 s;人工配载方法最差,平均业载量为27 131.9 kg,重心偏差为5.26%,求解时间为581.75 s;本文提出的算法由于采用了智能启发式算法,平均业载量为28 379.1 kg,与Gurobi和Lingo的最优解相比稍差,但重心偏差为0.05%,可以忽略不计,平均求解速度为20.33 s,远快于Lingo的7 370.65 s。

摘要：发热门诊是抗击疫情最前线,发热门诊中的医生排班对于系统运行效率和医疗服务质量都非常重要,需要科学的排班优化算法。针对发热门诊医生排班调度问题,首先采用逐点稳态流近似方法对系统建模,定量评估系统中等待服务的患者数目,基于此建立了考虑患者排队队长限制的医生排班数学优化模型。进一步,为求解该模型设计了结合benders分解与列生成的高效算法,对此复杂优化问题加以高效求解。最后,利用上海大型医院发热门诊的实际数据加以数值实验分析,验证了所提出算法的排班结果,显示了其在控制患者队长和医生总工作时间上具有优势。数值结果进一步验证所提出方法能适应疫情严重情况下的医生排班优化要求。研究得到的模型和算法对完善疫情中发热门诊的运作管理具有实际意义。

摘要：如何有效地抑制短路电流水平已成为受端电网规划和运行中不可忽视的问题。文中量化和构建了计及超导故障限流器(SFCL)配置与网架结构优化的短路电流约束。在此基础上,提出了一种SFCL配置与网架结构优化协同的短路电流抑制模型,采用基于McCormick包络的交流潮流线性化框架,并通过循环结构最小化松弛误差。为有效求解上述模型,将主问题分解为若干子问题,设计了基于嵌套benders分解算法的求解策略。基于改进的IEEE 39节点系统和河南电网规划系统开展仿真分析,验证了所提策略在经济性和短路电流抑制效果方面的有效性和实用性。

摘要：充分考虑集装箱货物与集装箱班列在时间和数量方面的匹配关系,以集装箱货物送达目的站的总延误最小为目标,构建集装箱班列时刻表优化的线性混合整数规划模型.采用benders分解算法将原问题分解为确定集装箱货物与班列匹配方案的主问题,以及优化班列时刻表的子问题,通过求解子问题的对偶模型不断产生主问题的割平面.为克服割平面有效性较低的缺点,设计改进策略,使每次迭代产生多个割平面同时添加至主问题中.最后,通过算例验证模型和算法的有效性.结果表明:改进策略的运用有效提高了算法的计算效率,利用模型及算法得到的班列时刻表与集装箱货物的数量、时间分布之间具有较好的匹配性,制定的班列时刻表很好地响应了用户需求.

摘要：以汽车租赁业的日常车辆调配为背景,研究租赁车队的战术规划问题。将车辆调配情况抽象到时空网络结构中,并根据车辆需求的供应策略和时空节点的流量平衡得到约束条件,以企业运营成本最小为目标建立优化模型。针对模型特点采用benders分解算法将原问题分解为两类子问题,给出对应的算法步骤。以一周为战术规划期设计算例,对模型和算法的有效性进行检验,结果表明能够为优化车队调配提供较好的辅助决策支持。

摘要：煤炭供应链网络设备的预防性维护带来的作业中断会在一定程度上影响网络的总流量,实践中通过有效的调度来减少网络中断带来的影响,然而目前的人工调度不但效率低,而且可处理的时间区间有限。因此以煤炭供应链的网络流特征为基础,结合弧中断调度特点,构建了混合整数规划模型。针对问题特殊的网络流和调度相结合的结构,使用CBD和B&BC两种benders分解算法求解该问题并进行对比分析,最后基于B&BC分别设计了融合预流推进和加入有效不等式的求解改进方案。两组算例的结果表明,B&BC比CBD具有更好的求解效果,且基于B&BC改进后的算法求解效率显著提升。

摘要：为了实现纺织企业跨境供应链网络的利润最大化,在考虑原产地规则的基础上,综合考虑工厂布局、供应商选择、生产及运输等重要决策,构建了最大化利润的混合整数非线性规划模型,并将其等价转化为可最优求解的线性规划模型,设计相应的benders分解算法实现对模型的最优求解。最终通过仿真,针对不同的贸易制度安排,特别是即将实施的“区域全面经济伙伴协定”中的区域累积原产地规则,研究了其对企业跨境供应链网络设计决策及利润的影响。研究结果表明:随原产地规则比例要求的提高,会导致企业利润的下降,而在区域累积的原产地规则下,企业能够更自由地进行选址及生产采购决策,有利于实现全球供应链的最优配置。

摘要：多种类、可分批的工件生产调度问题是目前车间制造的关键问题之一,需同时考虑分批和调度两方面的优化决策。进一步地,在实际生产环境下还存在子批切换和工件的来料时间不确定的问题,大大增加了生产调度的困难,目前对此类问题的研究也尚未开始。鉴于此,以最小化最大完成时间为优化目标,基于场景采用样本均值近似(SAA)方法建立了考虑换模时间与随机来料的批量流调度模型,对问题分别设计了基于benders分解的精确求解方法,以及结合benders分解和禁忌搜索的启发式算法,实现了分批与调度两个问题的优化,通过数值实验验证了方法的有效性。

摘要：省内电力市场无法获得外网出清或出力计划,不能保证联络线各支路未来潮流的准确性,尤其是无法有效考虑需省间互济的大功率缺失N-1校核,因此需要进行区域电网的安全校核和校正。为此,考虑基态潮流、未功率缺失N-1故障和功率缺失N-1故障的3种场景约束,建立考虑省级电力现货市场的区域电网安全校正模型;在模型中,考虑省级市场出清特点,提出机组调整价值分析方法;采用奔德斯(benders)分解方法形成了功率缺失N-1场景子问题,提高计算效率;基于此模型,获得满足安全约束要求的机组组合和越限调整信息,设计分省关键安全约束集,各省基于调整后的机组组合和关键安全约束集重新出清,由此实现区域全网运行安全。以2×IEEE39节点联合算例对所提方法进行验证。