[工学]第二讲_运筹与优化.ppt

1,1.2 实际问题中的优化模型,大型煤炭企业生产和供给问题 供应链是一种新的企业组织形态和运营方式,包括从客户需求开始经过原材料供应、生产批发零售等环节,到最后把产品送到最终用户的各项制造和商业活动。机电等供应物流运输客户市场原煤开配采洗选加工、配煤煤炭销售大型煤炭企业内部供应链物流/供应信息流资金流/需求信息流图1大型煤炭企业供应链框架,2,煤炭供应链中物流从上游向下游流动, 资金流从下游向上游流动, 而信息流的流动则是双向的。以上游供应企业作为大型煤炭企业原料供应商, 以煤炭企业作为原煤及精煤生产商, 再通过运输环节到达用户, 形成以物流为主线, 包括信息流及资金流的输入输出关系的煤炭供应链框架, 如图1所示。图中包含原煤开配采、煤炭洗选加工、煤炭销售等节点并用实线框起来，为大型煤炭企业供给系统内部供应链。大型煤炭企业的原煤开采、煤炭洗选加工和客户均为多点。,3,4,徐州矿务集团共11个矿井，其中9个矿井建有洗煤厂，各矿井生产情况如表1, 该企业有5个主要客户，各客户需求情况见表2。 煤炭企业除了追求整理利润外，还应该考虑客户满意度因素，特别是要尽量提高一些长期重要客户的满意度，以保证企业的可持续发展。影响煤炭企业客户满意度的因素主要有商品煤数量订单满足率、企业供给客户的商品煤质量等。请建立同时考虑利润和客户满意度的煤炭企业生产和供给的一般模型，并用模型对所给煤炭企业进行生产和供给决策。,5,表1徐州矿务集团各矿井生产情况表,6,表2 徐州矿务集团客户需求情况,7,令i为矿井序号,i=1,2,I; j 为选煤厂序号，j=1,2,J; k 为客户序号，k=1,2,K;n为商品煤序号;n=1,2, ,N，不妨设主要洗选产品（精煤）序号为1，原煤序号为N.,复杂煤炭供应链系统矿井节点分析,输入变量： (%)为矿井i的原煤灰分,(吨) 为矿井i原煤生产能力。,决策变量： (吨)为矿井i原煤产量.,原煤生产能力约束：,8,复杂煤炭供应链系统洗煤厂节点分析 输入变量：,（%）为洗煤厂j 生产的n种商品煤的灰分；,(吨) 为选煤厂j洗配能力；,(%) 为选煤厂j入洗原煤灰分。 决策变量：,（吨）选煤厂j入洗原煤量；,（%）为矿洗煤厂j对n种商品煤的产率。 洗煤厂洗选能力约束：,煤厂主要洗选产品产率与入洗原煤灰分和其他洗选产品产率有负相关关系，可以通过洗煤厂历史洗煤数据，用多元线性回归法建立各洗煤厂主要洗选产品产出率模型，则：,9,复杂煤炭供应链系统客户端需求分析 用户对煤炭的需求，不仅是煤炭品种和数量的要求，而且还有煤炭产品质量的要求，随着煤炭行业市场竞争态势的变化和客户导向意识的增强，煤炭企业需要关注和满足煤炭用户多方面的需求。,输入变量：,(吨) 为客户k对n种商品煤需求量；,(元/吨) 为客户k购买n种商品煤协议价格；,(%) 为煤炭企业确定的对客户k的n种商品煤最低的订单满足率；,（%）为煤炭企业向客户k销售的n种商品煤灰分标准.,10,复杂煤炭供应链系统物流分析 输入变量：,（%)表示外购的l种商品煤的灰分,(吨)为煤矿企业供应链系统对外运输能力.,(吨) 为矿井i运往选煤厂 j的待洗原煤量,(吨) 为矿井i运往客户k的原煤量,（吨）为洗煤厂j运往客户k的n商品煤数量，n=1,2,N-1,(吨)为外购n种商品煤数量,(吨) 为外购n种商品煤运往客户k的数量,为运往客户k的外购煤数量,(吨)企业销售给客户k 的n种商品煤数量.,决策变量：,11,矿井原煤生产量公式：,洗煤厂原煤入洗量公式：,煤炭销售公式：,外购煤公式：,运输能力约束：,12,客户需求数量约束：,客户需求质量约束（灰分）：,13,复杂煤炭供应链资金流分析,(元/吨) 矿井i到选煤厂j单位重量运输成本,(元/吨)矿井i到客户k单位重量运输成本,(元/吨) 选煤厂j到客户k单位重量运输成本,(元/吨) 为外购n种商品煤报价,(元/吨)外购煤到客户k的单位重量运输成本,(元/吨) 为矿井i生产单位原煤成本,(元/吨) 为选煤厂j选洗单位原煤成本.,输入变量：,14,生产成本：,运输成本：,外购煤成本：,煤炭销售收入：,煤炭企业供应链系统资金流净值利润:,15,客户端是煤炭供应链系统信息流的来源，是煤炭企业供应链系统的决策的依据。煤炭企业决策目标除了系统经济利润最大化外,还要考虑客户满意度目标,利于企业可持续发展.论文通过确定不同客户相应的最低订单满足率和最低质量保证的方法, 建立煤炭供应链系统动态优化决策模型：,16,17,求解结果,根据该企业供应链原煤生产,洗选加工,运输情况以及客户需求等信息,建立该企业的供应链系统的动态优化模型,其中决策变量300余个. LINGO软件是用来求解线性和非线性优化问题的简易工具.用LINGO软件求解该模型,得出企业原煤生产、洗煤加工、运输和销售等系列决策，表4中列出了该矿务集团内部供应链原煤生产和洗选生产等优化决策方案：,18,表 徐州矿务集团内部供应链系统优化决策,19,表 徐州矿务集团销售