考虑碳排放的多级供应网络生产与库存协同优化方法技术

一种考虑碳排放的多级供应网络生产与库存协同优化方法，主要包括以下步骤：构建单一供应商

【技术实现步骤摘要】
考虑碳排放的多级供应网络生产与库存协同优化方法


[0001]本专利技术涉及智能制造
，特别涉及一种考虑碳排放的多级供应网络生产与库存协同优化方法
。

技术介绍

[0002]1.
问题背景
[0003]生产与库存管理是供应链不可或缺的一部分
。
几十年来，经典的生产计划与库存控制理论得到了很好的发展；同时，运输成本也是供应链总支出的主要部分，有必要从生产
、
库存
、
运输的角度对多级供应网络进行优化
。
此外，供应链网络中，大量的碳排放在物流业务的各个阶段产生，包括生产
、
携带库存
、
运输等，分析物流业的碳排放显得尤为重要
。
[0004]2.
现有技术及其缺陷
[0005]研究人员开始将与碳排放相关的成本纳入供应链模型
。
[0006]碳税和限额与交易是减少公司不同机制产生的碳排放的两种最常用的策略
。Chelly
等人得出结论，几乎所有的物流决策都会严重影响产生的碳排放量
。
例如，
Jaber
等人根据供应商的生产率
、
各种排放交易系统及其潜在组合的温室气体排放，优化了供应商
‑
销售商供应链的生产
‑
库存组合系统
。Hammami
等人建立了具有交货时间约束的多级供应链模型，以研究碳排放税和碳排放上限两种不同监管制度的影响
。Paul
等人在碳税下制定了绿色清单模型
。
研究人员研究了各种碳排放监管政策，其中碳限额和交易政策是最有效的
。Chen
等人比较了碳税和限额与交易制度，得出了支持限额与交易制度来应对气候变化的结论
。
为了降低总体成本，
Huang
等人建立一个综合创新模型，研究碳排放和绿色技术对两级供应链的影响，该供应链考虑了三种不同的碳政策：有限的碳排放总量
、
碳税和限额与交易
。
基于他们的方法，能够得出碳排放是在生产
、
交付和储存操作过程中产生的结论
。Castellano
等人开发了单一供应商和多级销售商集成供应链模型，考虑了生产和运输过程中产生的排放相关成本
。
和
Javanmardan
通过建立一个强大的闭环供应链网络模型，研究在不同碳计划下具有需求不确定性
。Hasan
等人制定了三种不同的模型，在碳税
、
碳限额和交易以及严格的碳排放法规下优化技术投资和库存水平
。
[0007]目前，在供应链中采取协调决策以降低总体成本的重要性逐渐凸显
。Xu
等人调研了在碳限额与交易监管下双渠道可持续供应链中的供应商
‑
销售商协调，在集中式和分散式决策过程中都使用了博弈论方法
。Hoque
提出了单一供应商
‑
多级销售商的集成供应链网络，考虑了固定运输成本，车辆容量和运输时间
。Jha
和
Shanker
研究了由单个供应商和多个具有服务水平约束的多级销售商组成的集成两级系统中的分销路线决策
。Bozorgi
研究了运输和存储的碳排放的多项目库存模型，以最大限度地减少整体碳排放为目标
。Tirkolaee
等人研究了具有中间仓库和易腐产品时间窗口的稳健多程车辆路线问题，然后，又开发了一种高效的优化技术，以解决多个易腐产品的中间仓库的位置路线问题
。Dai
等人研究了易腐商品供应商管理库存
(VMI)
供应链中各种销售商的补货政策和车辆路线
。Goli
等人使用混合鲸鱼遗传算法设计了考虑到交货时间和客户满意度的易腐产品的可持续供应链网络
。
Sherif
等人制定了一个两级供应链，第一梯队解决绿色运输和库存问题，第二梯队解决
VRP
同时提货和送货问题
。Zhang
等人开发了一个用于根据碳限额和贸易监管以及寄售库存政策对项目进行恶化评级的库存模型
。
在具有不确定性的金融市场中，建模和决策的主要问题之一是最大化预期利润和规避风险之间的权衡
。
[0008]基于现有的供应链库存模型的特点，不足之处进行如下总结：
[0009](1)
现有的供应链库存模型大多是单一供应商
‑
单一销售商结构，缺乏对单一供应商
‑
多级销售商结构供应链的讨论和研究
。
[0010](2)
当单一供应商需要为多级销售商提供服务时，需要找出最佳的车辆计划路线，以降低整体运输成本并避免短缺
。
但是，目前还没有任何已完成的研究工作解决了所提出的数学问题
。
[0011](3)
目前研究人员们构建了许多考虑延迟付款贸易政策或者温室气体排放的集成供应商
‑
销售商库存模型
。
但很少有库存模型能同时考虑到贸易政策与碳排放问题
。

技术实现思路

[0012]结合贸易信用政策，本公开旨在开发一个集成的单一供应商
‑
多级销售商库存模型，以降低总体成本，包括生产
、
库存
、
运输
、
贸易信贷和碳排放产生的成本，并找出车辆最佳运行路线，减少物流业各个阶段排放的碳排放
。
考虑到制定的集成供应链成本数学模型的复杂性，本公开采用元启发算法来求解最佳结果
。
[0013]本公开提供的考虑碳排放的多级供应网络生产与库存协同优化方法，主要包括以下步骤：
[0014]S1
，构建单一供应商
‑
多级销售商集成供应链的库存模型；
[0015]S2
，基于各个环节的成本，包括：生产和购买
、
库存
、
运输
、
碳排放
、
贸易信贷带来的成本，集成得到供应链的综合成本计算模型，建立成本最优目标函数，以及对车辆在多级销售商之间运输路线和运输能力的约束方程；
[0016]S3
，利用遗传算法
‑
破坏重建算法，对目标函数及约束进行迭代寻优，得到综合成本优化方案和车辆最佳运行路线
。
[0017]进一步的，步骤
S2
中的各个环节的成本，具体包括：
[0018]供应商的生产
、
设置
、
持有成本；
[0019]销售商的订购
、
购买
、
持有
、
运输成本；
[0020]碳排放本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种考虑碳排放的多级供应网络生产与库存协同优化方法，包括以下步骤：
S1
，构建单一供应商
‑
多级销售商集成供应链的库存模型；
S2
，基于各个环节的成本，包括：生产和购买
、
库存
、
运输
、
碳排放
、
贸易信贷带来的成本，集成得到供应链的综合成本计算模型，建立成本最优目标函数，以及对车辆在多级销售商之间运输路线和运输能力的约束方程；
S3
，利用遗传算法
‑
破坏重建算法，对目标函数及约束进行迭代寻优
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤
S2
中的各个环节的成本，具体包括：供应商的生产
、
设置
、
持有成本；销售商的订购
、
购买
、
持有
、
运输成本；碳排放成本；销售商的补货周期长度是小于或大于信贷期而带来的成本
。3.
根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤
S2
中的约束方程包括：中的约束方程包括：中的约束方程包括：中的约束方程包括：中的约束方程包括：中的约束方程包括：其中，
N
为销售商的数量，
K
表示车辆总数；
D
j
表示第
j
个销售商的需求率；
v
cap
表示最大车辆容量；式
(30)
和
(31)
表示每辆车从仓库出发，前往销售商，然后返回仓库；式
(32)
表示每辆车只途经每个销售商一次；式
(33)
表示流动守恒约束；式
(34)
表示车辆的容量限制
。4.
根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤
S3
中的迭代寻优方法具体包括以下步骤：
S301
，初始化种群：染色体编码，每条染色体由一组基因组成，其中，染色体的第一个基
因表示销售商的下单数量信息；第二个基因位置代表销售商的补货周期长度信息；其余的基因表示多级销售商的路线时间表信息，并用数字代表买家的身份；设置迭代参数，包括种群大小<...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱启章，黄思翰，王国新，阎艳，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：