基于Benders分解算法的煤炭供应链设备维护计划决策研究

发布时间：2023-05-27 04:04

　　煤炭是我国的基础能源。21世纪前10年间,我国煤炭行业过度投资,造成产能过剩,同质化竞争非常激烈。而设备的维护会引起生产中断,Boland等学者指出煤炭系统因设备维护引起的生产中断,造成的产量下降高达15%。设备故障具有相关关系,因此合理调度系统内设备的维护计划表是降低系统受到中断损失的重要手段。网络商品流模型常用于散货、集装箱的运输优化。本文中,网络弧的容量由相应设备的工作效率决定,当设备进行维护时,对应弧中断;在预防性维护模式下,设备都有维护时间窗。本文以煤炭港口供应网络设备的实际维护计划调度为背景,研究带边中断动态网络最大流(Maximum Total Flow with Flexible Arc Outages——Max TFFAO)模型。将煤炭的运输及其在码头的操作抽象到一个时空网络中,弧上的设备维护作业必须在规定的时间窗内执行,且有一段处理时间,当作业启动时,不能提前终止,弧在作业维护期间中断不可用。根据每条弧的停机维护策略、节点的流量平衡及容量限制得到约束条件,以总计划时间内网络吞吐量达到最大为目标,试图找到一个最优的维护计划安排表。该抽象化的问题是动态最大流问题和调度问...

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
        1.1.1 课题研究背景
        1.1.2 课题研究意义
    1.2 课题来源
    1.3 国内外相关研究现状
        1.3.1 煤炭供应链概述
        1.3.2 设备维护计划决策问题
        1.3.3 基于网络流的港口生产管理
        1.3.4 带边中断动态网络最大流问题
        1.3.5 网络流调度问题
    1.4 研究内容、结构安排及框架图
    1.5 本章小结
第2章 动态网络流问题、调度问题及相关算法介绍
    2.1 动态网络流问题
        2.1.1 问题描述及相关结论
        2.1.2 经典动态网络流问题介绍
        2.1.3 网络最大流相关算法及复杂性
    2.2 机器调度问题及模型
    2.3 整数线性规划
        2.3.1 割平面法
        2.3.2 分支定界法
    2.4 Benders分解算法概述
        2.4.1 Benders分解算法简介
        2.4.2 Benders分解算法核心思想
        2.4.3 Benders分解算法实施
    2.5 本章小结
第3章 带边中断动态网络最大流问题研究
    3.1 煤炭供应链设备维护计划决策问题分析
        3.1.1 问题抽象化描述
        3.1.2 设备维护计划决策
    3.2 问题数学描述与建模
        3.2.1 符号定义与假设
        3.2.2 建模
    3.3 模型分析
    3.4 本章小结
第4章 Benders分解算法设计
    4.1 Benders分解算法设计框架
    4.2 Benders分解算法模型转化
    4.3 Benders分解算法设计
        4.3.1 算法具体流程
        4.3.2 算法分析
    4.4 融合预流推进算法的Benders分解算法
    4.5 融合Local branching算法的Benders分解算法
        4.5.1 Local branching算法
        4.5.2 融合Local branching算法的Benders分解算法实施
    4.6 本章小结
第5章 实验计算与分析
    5.1 实验数据来源及设计
    5.2 实验环境及对比算法
        5.2.1 实验环境
        5.2.2 对比算法及参数设置
    5.3 实验结果及分析
    5.4 本章小结
第6章 带资源约束的煤炭供应链设备维护计划决策
    6.1 单资源约束下煤炭供应链设备维护计划决策
    6.2 多资源约束下煤炭供应链设备维护计划决策
    6.3 实验计算及分析
    6.4 本章小结
第7章 总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间研究成果与参与项目



本文编号：3823855