[发明专利]基于制造-再制造混合生产系统的多维库存控制方法

权利要求书

1.基于制造-再制造混合生产系统的多维库存控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)制定(s_m，s_r，S_m，S_r)库存控制策略，s_m为再制造-制造混合生产系统中制造生产的补货点，S_m为再制造-制造混合生产系统中制造生产的最大库存量；s_r为再制造-制造混合生产系统中再制造生产的补货点，S_r为再制造-制造混合生产系统中再制造生产的最大库存量；库存策略可以描述为(s_m，s_r，S_m，S_r),即当成品库存量降低到s_m时，开始制造生产补货，使得库存量达到S_m，当成品库存量降低到s_r时，开始再制造生产补货，使得库存量达到S_r；

(2)建立再制造物流库存控制成本模型，在不考虑转换成本并且订货成本不同的物流场景下，以企业运营的主要目的-实现利润最大化作为求解目标，构建数学模型：

利润是销售额与成本的差值，在1≤i≤n_max内，任一周期i的最大利润函数定义为其中为第i周期初始阶段的回收产品的库存量，

为第i周期初始阶段成品的库存量，为第i周期再制造生产补货量，为第i周期制造生产补货量；

(3)将(s_m，s_r，S_m，S_r)库存控制策略的决策约束引入再制造物流库存控制成本模型，库存控制策略的决策约束后的模型参数约束情况如下：

基于订货成本变化的再制造物流场景，无论再制造与制造是否有相同的订货成本，决策者的库存控制策略都是优先再制造生产，只有当再制造生产没有了“原材料”，才考虑制造补货生产，定义决策变量为：

其中为n周期初始阶段的回收产品的库存量，为n周期内再制造生产补货量，为n周期内制造生产补货量，结合(s_m，s_r，S_m，S_r)库存策略的特点，再制造优先生产，即s_m≤s_r，相对应S_m≤S_r；同时，制造补货生产开始于令s_m＝s_r，在(s_m，s_r，S_m，S_r)库存控制策略的约束下：

(4)针对引入(s_m，s_r，S_m，S_r)库存控制策略的模型设计相应算法，算法以遗传算法为基础，同时引入领域搜索的方法增加算法的局部搜索能力，结合模型特点，其步骤如下：

步骤1.1：编码与解码，编码和解码过程是编码空间和解空间相互映射的过程，决策变量为制造、再制造的补货点s_m、s_r以及制造、再制造的补货上限S_m、S_r，在解空间中s_m、s_r、S_m、S_r决策变量需要满足步骤(3)中公式(1)和公式(2)，同时满足基本约束：s_m＝s_r≤S_m≤S_r，s_m≤s_max，S_m≤S_{m_max}，S_r≤S_{r_max}，因此，算法设计中问题编码由三个部分组成，第一部分表示制造补货点s_m，第二部分表示制造补货上限S_m与制造补货点s_m之间增量，第三部分表示再制造补货上限S_r与制造补货上限S_m之间增量；

染色体采用格雷码进行二进制编码，其中染色体Part1序列采用数值直接编码方式，即通过Part1格雷码反求整数后用s_max进行取余运算取余得到制造补货点决策变量s_m以及再制造补货点决策变量s_r，以保证s_m＝s_r≤s_max约束；染色体Part2序列采用增量编码方式，即首先根据制造补货点决策变量s_m以及制造补货上限最大值参数S_{m_max}计算得到制造补货上限参数S_m与s_m之间的增量最大值plus_max，其中，plus_max＝S_{m_max}-s_m，再用plus_max对染色体Part2格雷码反求获得的整数进行取余，得到S_m与s_m之间的实际增量plus，最后得到Sm＝s_m+plus，以保证s_m≤S_m和S_m≤S_{m_max}约束的满足性；

步骤1.2：初始化方法，对染色体序列进行随机二进制初始化；

步骤1.3：交叉算子，选取均匀交叉算子对二进制序列进行交叉操作，即以相同概率从父代两条编码中每一位基因进行选择，组成两天新的子代染色体；

步骤1.4：变异算子，随机选择染色体上多个基因座上基因值进行改变；

步骤1.5：基于领域搜索改进遗传算法流程；

(5)交与企业实施。