GOALI: Stochastic Optimization Framework for Energy-Smart Re/Manufacturing Systems

GOALI:能源智能再造/制造系统的随机优化框架

基本信息

项目摘要

This Grant Opportunities for Academic Liaison with Industry (GOALI) award will contribute to the national welfare by developing models to support the efficient integration of manufacturing and remanufacturing production lines. Remanufacturing is important to sustainable production by extending product life and reducing the environmental impact of manufacturing. Uncertain customer demand, along with highly variable product returns in both quantity and quality, have proved challenging to manufacturers in planning to allocate production capacity between new and returned products. The project, a collaboration between University of Louisville, Northeastern University, and IBM Corporation, will consider production scheduling and inventory levels, energy impact, uncertainty in demand, returns quantity, and returns quality to produce a production plan that is scalabile to industry-scale problems. The researched modeling approach is expected to inform the way such hybrid systems are designed, operated, and sustained, and will promote awareness of manufacturing-related e-waste considerations. The project will benefit US manufacturing by enabling the development of best practices for production-inventory management and recommendations for energy consumption and minimization of the energy footprint.This research will develop a novel three-stage stochastic optimization model that integrates tactical (production and energy) and operational (inventory) decisions under a single integrated framework. The third-stage operational decisions reflect three levels of uncertainty (demand, returns quantity, and returns quality). The second-stage, NP hard server-to-bank allocation problems (in the second stage) is addressed through a dual bin-packing model approach. The overall solution approach employs a scenario-based decomposition framework. A high-fidelity simulation model for the overall system will allow benchmarking of real-world strategies against solutions generated by the new approach. The industrial partner will pilot an implementation of the most promising policy from the benchmarking exercise, which will enable translation of the findings and fine-tuning of the approach. The project contributes to the training of next generation engineers via computational tools (e.g., optimization, virtual reality and simulation) and case studies to complement in-class instruction.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
这种与行业联络的赠款机会(Goari)奖将通过开发模型来支持制造业和再制造生产线的有效整合,从而为国家福利做出贡献。 再制造对于可持续生产至关重要,通过延长产品寿命并减少制造业的环境影响。 不确定的客户需求以及数量和质量的高度可变产品回报,已证明对制造商计划在新产品和返回产品之间分配生产能力方面具有挑战性。 该项目是路易斯维尔大学,东北大学和IBM Corporation之间的合作,将考虑生产计划和库存水平,能源影响,需求不确定性,返回数量以及返回质量,以制定针对行业规模问题的生产计划。研究的建模方法有望为这种混合系统设计,操作和维持的方式提供信息,并将提高人们对制造相关的电子废物考虑的认识。该项目将通过实现最佳实践来开发用于生产的管理管理,并为能源足迹的最小化提供最佳实践,从而使我们受益。这项研究将开发出一种新型的三阶段随机优化模型,该模型在一个单一的集成框架下集成了战术(生产和能源)和运营(库存)和运营(库存)决策。第三阶段的操作决策反映了三个不确定性(需求,返回数量和返回质量)的级别。第二阶段的NP硬式服务器到银行分配问题(在第二阶段)通过双包装模型方法解决。总体解决方案方法采用基于方案的分解框架。整个系统的高保真模拟模型将允许对新方法产生的解决方案进行现实世界中的基准测试。工业合作伙伴将通过基准练习来实施最有前途的政策,这将使调查结果和微调对方法进行翻译。该项目通过计算工具(例如,优化,虚拟现实和模拟)和案例研究来培训下一代工程师,以补充课堂教学。该奖项反映了NSF的法定任务,并被认为是值得通过基金会的知识分子优点和更广泛影响的审查标准来通过评估来获得支持的。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Faisal Aqlan其他文献

Applying Product Manufacturing Techniques to Teach Data Analytics in Industrial Engineering: A Project Based Learning Experience
应用产品制造技术教授工业工程中的数据分析:基于项目的学习体验
Optimal Cholera Vaccine Allocation Policies in Developing Countries: A Case Study
发展中国家霍乱疫苗的最佳分配政策:案例研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    A. G. Qasem;Abdulrahman Shamsan;Faisal Aqlan
  • 通讯作者:
    Faisal Aqlan
A risk-based optimization framework for integrated supply chains using genetic algorithm and artificial neural networks
使用遗传算法和人工神经网络的基于风险的集成供应链优化框架
Sensor-Based Virtual Reality for Clinical Decision Support in the Assessment of Mental Disorders
基于传感器的虚拟现实用于精神障碍评估中的临床决策支持
  • DOI:
    10.1109/cog47356.2020.9231896
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Bryant Niederriter;Alice Rong;Faisal Aqlan;Hui Yang
  • 通讯作者:
    Hui Yang
AN APPROXIMATION TO THE INVERSE OF LEFT-SIDED TRUNCATED GAUSSIAN CUMULATIVE NORMAL DENSITY FUNCTION USING POLYA’S MODEL TO GENERATE RANDOM VARIATES FOR SIMULATION APPLICATIONS
左端截断高斯累积正态密度函数的反函数的近似,利用Polya模型生成随机变量用于仿真应用
  • DOI:
    10.5937/jaes0-35413
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    M. Hamasha;Abdulaziz Ahmed;Haneen Ali;S. Hamasha;Faisal Aqlan
  • 通讯作者:
    Faisal Aqlan

Faisal Aqlan的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Faisal Aqlan', 18)}}的其他基金

REU Site in Advanced Manufacturing and Supply Chain
REU 先进制造和供应链基地
  • 批准号:
    2244119
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 47.29万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: An Extended Reality Factory Innovation for Adaptive Problem-solving and Personalized Learning in Manufacturing Engineering
协作研究:制造工程中自适应问题解决和个性化学习的扩展现实工厂创新
  • 批准号:
    2302833
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 47.29万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Integrating Undergraduate Learning in Engineering and Business to Improve Manufacturing Education
将工程和商业本科学习相结合以改善制造教育
  • 批准号:
    2211066
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 47.29万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Replication of a Community-Engaged Educational Ecosystem Model in Rust Belt Cities
合作研究:在铁锈地带城市复制社区参与的教育生态系统模式
  • 批准号:
    2111377
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 47.29万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Research Initiation: Advanced Modeling of Metacognitive Problem Solving and Group Effectiveness in Collaborative Engineering Teams
研究启动:协作工程团队中元认知问题解决和团队有效性的高级建模
  • 批准号:
    2208680
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 47.29万
  • 项目类别:
    Standard Grant
RET Site in Manufacturing Simulation and Automation
制造仿真和自动化中的 RET 站点
  • 批准号:
    2055384
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 47.29万
  • 项目类别:
    Standard Grant
RET Site in Manufacturing Simulation and Automation
制造仿真和自动化中的 RET 站点
  • 批准号:
    2204719
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 47.29万
  • 项目类别:
    Standard Grant
RET Site in Manufacturing Simulation and Automation
制造仿真和自动化中的 RET 站点
  • 批准号:
    2204601
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 47.29万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Replication of a Community-Engaged Educational Ecosystem Model in Rust Belt Cities
合作研究:在铁锈地带城市复制社区参与的教育生态系统模式
  • 批准号:
    2152282
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 47.29万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Integrating Undergraduate Learning in Engineering and Business to Improve Manufacturing Education
将工程和商业本科学习相结合以改善制造教育
  • 批准号:
    2021303
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 47.29万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

多目标随机优化在源荷不确定新能源热电耦合微电网中的典型问题研究
  • 批准号:
    62376239
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
随机多目标优化及其应用
  • 批准号:
    12261160365
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    100.00 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
平均场随机多目标优化中Pareto合作差分博弈问题研究
  • 批准号:
    62203247
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
平均场随机多目标优化中Pareto合作差分博弈问题研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于多目标优化与贝叶斯更新的滑坡智能动态随机反演理论与方法研究
  • 批准号:
    42174053
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    58.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

CAREER: Stochastic Optimization and Physics-informed Machine Learning for Scalable and Intelligent Adaptive Protection of Power Systems
职业:随机优化和基于物理的机器学习,用于电力系统的可扩展和智能自适应保护
  • 批准号:
    2338555
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 47.29万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
NOVEL DECOMPOSITION ALGORITHMS FOR GUARANTEED GLOBAL OPTIMIZATION OF LARGE-SCALE NONCONVEX STOCHASTIC PROGRAMS
确保大规模非凸随机程序全局优化的新颖分解算法
  • 批准号:
    2232588
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 47.29万
  • 项目类别:
    Standard Grant
植物-微生物叢相互作用のマルチオミクス階層モデリングとその高速アルゴリズムの開発
植物-微生物群相互作用的多组学分层建模和高速算法的开发
  • 批准号:
    22KJ0656
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 47.29万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Collaborative Research: Calibrating Digital Twins in the Era of Big Data with Stochastic Optimization
合作研究:利用随机优化校准大数据时代的数字孪生
  • 批准号:
    2226347
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 47.29万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: AMPS: Deep-Learning-Enabled Distributed Optimization Algorithms for Stochastic Security Constrained Unit Commitment
合作研究:AMPS:用于随机安全约束单元承诺的深度学习分布式优化算法
  • 批准号:
    2229345
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 47.29万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了