碳排放约束下生产与路径集成优化问题及其算法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    71571092
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    48.0万
  • 负责人：
    邱玉琢
  • 依托单位：
    南京财经大学
  • 学科分类：
    G0102.运筹与管理
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2015
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Integrated optimization of production routing problem under the restriction of carbon emission is a key point for modern logistics management, and a key foundation of low carbon logistics. This proposed research aims to explore the method of low carbon integrated optimization for production routing problem, based on carbon emission regulation, mixed fleet with low emission vehicles, and reversed logistics management, by utilizing the modeling approach of mixed integer programming, robust optimization and stochastic programming, and thereby perfect the theory of integrated optimization for production routing problem. First, integrated optimization of production routing problems under carbon emission regulation are proposed, and the carbon footprints in the integrated decision of production inventory and routing are analyzed thoroughly. Deterministic, stochastic and dynamic mathematical programming models are established and corresponding exact algorithms and heuristics are designed. Secondly, the production and mixed fleet routing problems with low emission vehicles as well as their algorithms are investigated. Thirdly, the production routing problems in the system of re-manufacturing reversed logistics as well as their algorithms are studied. Finally, the prototype system of integrated optimization for production routing is designed and tested according to the empirical study and the results of the models, to guide the management practice of logistics and popularize the theory and method of low carbon integrated optimization for production routing..This research conforms to the trend of low carbon and integration for logistics industry, helps to promote the method of integrated optimization for production routing in modern logistics management, and helps to provide a brand new approach to logistics management theory and method.
碳排放约束下的生产与路径集成优化是现代物流管理的重要内容，也是实现低碳物流的重要基础。本研究利用混合整数规划、鲁棒优化、随机规划建模方法，探索基于碳排放规制、低排放车辆和逆向物流管理的生产与路径低碳集成优化方法，在此基础上完善生产与路径集成优化理论。首先，提出碳排放规制下的生产与路径问题，深入分析生产、库存和配送集成决策中的碳排放足迹，建立确定、随机和动态随机型数学规划模型，并设计相应的确切算法与启发式算法。其次，研究生产与低排放车辆混合车队路径选择问题及其算法。然后，研究再制造逆向物流系统中的生产与路径问题及其算法。最后，根据实证研究和模型运行结果，设计生产与路径集成优化的原型系统，并进行检验，用以指导管理实践并推广生产与路径低碳集成优化的理论与方法。本研究符合我国物流业低碳化发展趋势，有助于促进生产与路径集成优化方法在现代物流管理中的应用，有助于物流管理理论与方法的创新。

结项摘要

结合“十三五”时期我国经济“中高速”增长“新常态”下物流业发展面临碳排放约束和应对雾霾等空气质量问题的挑战，本项目围绕“以系统科学思想为指导，综合运用整数规划理论、组合优化理论与参数化建模方法，建立完备的模型及其算法，并建立原型系统进行检验”的思路，从降低碳排放视角对生产与路径集成优化问题进行研究。本项目主要围绕五个问题进行了研究：（1）研究了碳排放限额与交易机制下生产与路径集成优化问题；（2）研究了易腐品的生产与路径集成优化问题；（3）研究了考虑逆向物流与再制造的生产与路径集成优化问题；（4）研究了带时间窗口的生产与路径集成优化问题；（5）研究了多产品生产与路径集成优化问题。研究主要结论表明：（1）在有碳排放限制的情况下，集成优化在运营成本和碳排放水平方面优于单独优化。但集成优化的运营成本和碳排放水平对碳价格的变化更为敏感。当运输成本增加时，以生产、库存和运输路线集成优化为运营目标的企业或供应链可能对碳价格的平均变化更为敏感。运营规划周期较短的企业或供应链往往对碳限额和交易监管更加敏感。如果销售损失的单位成本较高，那么企业或供应链往往对碳价格的变化不那么敏感。（2）如果基准腐化率保持不变，那么总成本就会随着库存成本基准率增加而增加。然而，当库存成本基准率保持恒定时，总成本意外地随着基准腐化率增加而增加。如果我们不考虑库存腐化的环境影响，忽略处置成本，最优决策会导致更多的腐化库存和更低的库存持有成本。将库存腐化的环境影响纳入易腐品生产路径问题的框架将导致更合理的库存管理实践。（3）在闭环生产路径问题中，单位制造成本和再制造成本的绝对值并不影响制造和再制造决策。再制造的好处随着运输成本的增加而下降。再制造的好处随着库存成本降低而下降。（4）再制造活动主要受制于再制造能力。然而，当制造和再制造活动的平衡以及库存管理和车辆路径选择决策达到最佳时，额外的再制造能力是不必要的。

项目成果

期刊论文数量（22）
专著数量（2）
科研奖励数量（2）
会议论文数量（2）
专利数量（0）
中国铁路运输效率研究——基于网络DEA-RAM模型的视角
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    铁道科学与工程学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    谭玉顺;陈森发
  • 通讯作者：
    陈森发
Observer-based robust control for fractional-order nonlinear uncertain systems with input saturation and measurement quantization
具有输入饱和和测量量化的分数阶非线性不确定系统的基于观测器的鲁棒控制
  • DOI：
    10.1016/j.nahs.2019.05.002
  • 发表时间：
    2019-11-01
  • 期刊：
    NONLINEAR ANALYSIS-HYBRID SYSTEMS
  • 影响因子：
    4.2
  • 作者：
    Tan, Yushun;Xiong, Menghui;Fei, Shumin
  • 通讯作者：
    Fei, Shumin
Asynchronous adaptive event-triggered tracking control for multi-agent systems with stochastic actuator faults
具有随机执行器故障的多智能体系统的异步自适应事件触发跟踪控制
  • DOI：
    10.1016/j.amc.2019.03.009
  • 发表时间：
    2019-08-15
  • 期刊：
    APPLIED MATHEMATICS AND COMPUTATION
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Tan, Yushun;Fei, Shumin;Zhang, Dan
  • 通讯作者：
    Zhang, Dan
Formulations and branch-and-cut algorithms for multi-product multi-vehicle production routing problems with startup cost
具有启动成本的多产品多车辆生产路径问题的公式和分支切割算法
  • DOI：
    10.1016/j.eswa.2018.01.006
  • 发表时间：
    2018-05
  • 期刊：
    Expert Systems with Applications
  • 影响因子：
    8.5
  • 作者：
    Yuzhuo Qiu;Liang Wang;Xiaoling Xu;Xuanjing Fang;Panos M. Pardalos
  • 通讯作者：
    Panos M. Pardalos
Formulations and branch-and-cut algorithms for production routing problems with time windows
带时间窗的生产路径问题的公式和分支切割算法
  • DOI：
    10.1080/23249935.2018.1427157
  • 发表时间：
    2018-01
  • 期刊：
    Transportmetrica A-Transport Science
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    Yuzhuo Qiu;Liang Wang;Xuanjing Fang;Panos Pardalos;Boris Goldengorin
  • 通讯作者：
    Boris Goldengorin

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其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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