隨機多級庫存成本管理的風險建模與最佳化方法及其套用

《隨機多級庫存成本管理的風險建模與最佳化方法及其套用》是依託清華大學，由宋士吉擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：隨機多級庫存成本管理的風險建模與最佳化方法及其套用
• 依託單位：清華大學
• 項目負責人：宋士吉
• 項目類別：面上項目

項目摘要

本項目背景為大型鋼鐵原料採購複雜物流過程的多級庫存成本風險運作管理.在原料運輸時間、原料需求等多種隨機因素並存的環境下，考慮決策者的風險偏好和風險度量理論，研究隨機多級庫存的成本控制及其協同配送最佳化調度問題。針對遠洋採購過程，利用前景理論和風險度量理論，基於庫存各節點的資源容量約束和時間約束，分別建立隨機多級庫存總成本前景值最佳化模型和條件風險值最佳化模型，分析這些模型的數學性質，利用模型分解與化簡、隨機模擬等技術，設計多種啟發式智慧型算法對模型求解，給出各庫存節點的安全庫存控制策略。針對遠洋卸載-減載過程和國內配送過程，基於各節點庫存能力約束、資源平衡約束、安全庫存約束和時間約束，分別建立隨機多級庫存總成本的前景值和條件風險值最佳化模型，設計大規模隨機最佳化模型基於分解協調技術的多種混合智慧型最佳化算法，給出各庫存節點之間的協同配送調度策略。項目成果將在寶鋼原料採購物流成本風險運作管理中實施套用驗證。

結題摘要

針對大型鋼鐵原料採購複雜物流過程，研究了包含隨機需求、隨機供給和隨機運輸時間等不確定性因素的多級庫存管理及協同配送問題，建立了基於前景理論和風險度量理論的隨機多級庫存成本控制及協同配送最佳化模型，分析模型的數學性質，利用模型轉化、模型分解協調、拉格朗日分解協調、隨機模擬、改進次梯度最佳化等方法，設計了多種混合智慧型求解算法求解模型，給出各庫存節點的安全庫存控制策略與協同配送策略。將前景理論、風險價值、條件風險價值和魯棒條件風險價值等理論引入隨機多級庫存管理，有效刻畫了主觀風險偏好對決策的影響；利用博弈論、靈活契約及多目標最佳化等方法，降低了原料、運輸不確定性因素對庫存配送成本控制的不利影響。研究成果套用於寶鋼原料物流採購系統的遠洋採購、遠洋卸載-減載和國內配送等業務流程。套用驗證結果表明課題組提出的模型與方法，可以有效降低各類不確定性因素帶來的運作風險，最佳化各品種和各級庫存節點的鐵礦石庫存量，有效降低了各庫存點的庫存成本及運輸費、中轉費、滯期費等配送成本。受本項目資助，共發表學術論文53篇（其中SCI檢索的期刊論文35篇），翻譯學術專著《非線性規劃》，獲教育部高等學校自然科學二等獎1項。