【摘要】：近年來,越來越多國家的政府在重視經(jīng)濟發(fā)展速度的同時,也開始關(guān)注經(jīng)濟發(fā)展的可持續(xù)性。不具備可持續(xù)發(fā)展能力的經(jīng)濟體將在未來的全球市場中逐漸失去競爭力正在成為一個被普遍接受的共識；逐步將本國的經(jīng)濟導向一個更加“綠色”的發(fā)展方向也就成了各國政府的當務之急。為此各國相應的各種政策和法律條文也紛紛出臺并在實踐應用中日趨完善。各地企業(yè)一方面迫于當?shù)卣膲毫?另一方面也由于其中潛在的經(jīng)濟利益,也紛紛開始加大相應技術(shù)、人力與設(shè)備等方面的投入。在這種形勢下,閉環(huán)供應鏈(Closed Loop Supply Chains,簡稱CLSC)的概念在工業(yè)界和學術(shù)界中受到了越來越多的關(guān)注。閉環(huán)供應鏈的目的是對物料的流動進行閉環(huán)處理,減少污染排放和剩余廢物,同時以較低的成本為顧客提供服務。因此閉環(huán)供應鏈包含傳統(tǒng)供應鏈的內(nèi)容,還對經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展具有重要影響和意義。隨著閉環(huán)供應鏈的管理方法在企業(yè)中的應用越來越多,市場需求不斷增大,閉環(huán)供應鏈管理已經(jīng)成為物流與供應鏈管理的一個新的發(fā)展趨勢。本文以鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)流程中的廢舊鋼鐵回收與再利用過程以及軋輥生產(chǎn)流程中軋輥殘次品的加工與再加工過程為研究背景,總結(jié)并分析我國鋼鐵行業(yè)近幾十年來的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀,在對幾家國內(nèi)大型鋼鐵集團的實地調(diào)查與實證研究的基礎(chǔ)上,開展了面向鋼鐵工業(yè)的閉環(huán)供應鏈系統(tǒng)的生產(chǎn)和運輸策略及其優(yōu)化方法的研究工作。該研究是985工程流程工業(yè)綜合自動化科技創(chuàng)新平臺研究項目、遼寧省科技廳計劃項目和國家杰出青年科學基金項目(70625001)的重要組成部分。需要特殊指出的是,盡管本文的研究問題源于作者在鋼鐵企業(yè)中的調(diào)研和工作；本文研究的成果也可以被用于其他閉環(huán)供應鏈環(huán)境中。因此本文盡可能不對問題的背景進行過多限定以便研究的成果具有更廣泛的應用空間。具體地講,本文對逆向物流(Reverse Logistics,簡稱RL)網(wǎng)絡中廢舊產(chǎn)品運輸、存儲及再加工的最優(yōu)策略和優(yōu)化方式進行了深入研究。首先,本文逐層對閉環(huán)供應鏈網(wǎng)絡進行了探討與分析,著重研究各層次的數(shù)學建模以及優(yōu)化方法,其中包括廢舊產(chǎn)品的生產(chǎn)批量計劃、廢舊產(chǎn)品回收過程中的運輸計劃。在以上研究的基礎(chǔ)上,又對物流網(wǎng)絡中生產(chǎn)計劃和運輸調(diào)度的協(xié)調(diào)同步問題進行了分析和建模。本文的研究工作強調(diào)了逆向物流對其對于傳統(tǒng)的物流管理的影響,分析了閉環(huán)供應鏈管理中存在的限制與要求。本文的成果集中在以下幾方面：(1)研究了閉環(huán)供應鏈中帶有廢舊品的動態(tài)批量問題(第3章)。首先分析了當前技術(shù)下回收廢舊品的處理方式以及不同處理方式對新產(chǎn)品生產(chǎn)計劃的影響。然后給出了這一類問題的流程框架,并根據(jù)這一框架建立了問題的數(shù)學優(yōu)化模型。通過對這一數(shù)學模型的結(jié)構(gòu)特性的理論分析,提出了基于最短路徑的動態(tài)規(guī)劃算法對問題進行了求解。由于一般性模型涵蓋了生產(chǎn)環(huán)境中可能存在的各種因素,所以它相對于實際生產(chǎn)環(huán)境過于復雜。因此本文對一般性框架進行了進一步的簡化和分類,對各種可能出現(xiàn)的生產(chǎn)環(huán)境進行了有針對性的分析和求解。在每種情況下,本文都對相應的數(shù)學模型的一些結(jié)構(gòu)特性加以證明和分析,并利用這些特性對問題的動態(tài)規(guī)劃求解算法進行了簡化。實驗結(jié)果證實本文提出的算法可以對一定規(guī)模的數(shù)據(jù)進行有效的求解,也存在面對大規(guī)模問題時求解過程時間過長的問題。所以提出的算法更適合作為其他相關(guān)研究的參照。(2)研究了閉環(huán)供應鏈中帶有全新回收品的動態(tài)批量問題(第4章)。在這部分研究中,本文考慮到了回收產(chǎn)品也可以低價處理的情況。在對這一類型回收品的處理方式進行詳細分類討論的基礎(chǔ)上,建立了該問題的數(shù)學模型并對其最優(yōu)解的結(jié)構(gòu)特性進行了分析,提出了偽多項式動態(tài)規(guī)劃求解算法。通過進一步分析和討論,本文發(fā)現(xiàn)在一些特殊的結(jié)構(gòu)或產(chǎn)能條件下,問題的最優(yōu)解具有一些特殊的數(shù)學結(jié)構(gòu)；基于這些結(jié)構(gòu),提出了效率更高的求解算法,最后并用數(shù)值試驗對算法的有效性進行了驗證。(3)研究了回收品收購過程中車輛載重對于運輸計劃的影響(第5章)。首先對回收品載重對于運輸費用的影響進行了詳細的討論,并在此基礎(chǔ)上將問題一般化而建立了帶有車輛權(quán)重的車輛路徑問題。由于帶有車輛權(quán)重的車輛路徑問題與大多數(shù)車輛路徑問題研究的數(shù)學結(jié)構(gòu)具有明顯的差異,本文提出了一個混合整數(shù)規(guī)劃模型來描述這一問題。由于該問題的復雜性,很難找到有效的精確解算法；所以本文開發(fā)了一種遺傳算法對問題進行了求解,并用數(shù)值實驗檢驗了算法的收斂性。(4)研究了回收品收購過程中回品的再利用時限對于車輛路徑選擇的影響(第6章)。首先詳細分析了服務時間對于服務質(zhì)量的影響；并應用模糊數(shù)學的理論對這一現(xiàn)象進行描述,進而提出了模糊時間窗的概念�；谀：龝r間窗的概念,建立了帶有模糊時間窗的車輛調(diào)度問題。為了兼顧成本與服務質(zhì)量,本文針對這一問題建立了一個多目標規(guī)劃模型。為了獲得一個滿意的Pareto解,采用了一種兩階段的啟發(fā)算法對問題進行了分層求解。(5)研究了回收品運輸網(wǎng)絡中多周期批量計劃與運輸線路的協(xié)調(diào)優(yōu)化問題(第7章)�？紤]到問題的規(guī)模和問題本身的復雜性,提出了一種啟發(fā)式求解算法。由于相距較遠的周期彼此之間的影響相對較小,所以該算法首先利用滾動周期將問題化簡為多個子問題進行求解,并采用每個子問題中第一個周期的解作為最終解的一部分。然而在存在多個回收站的情況下,問題仍然難以求解；因此根據(jù)問題的特性提出了分層樹的概念對回收站進行了分類和劃分,進一步簡化了整個求解過程。
【學位授予單位】：東北大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：F426.31;F274
【圖文】：

邐第一章緒論逡逑鋼鐵乳制Ｈ個階段Ｗ。每個階段都包含不同的生產(chǎn)工序和鋼鐵企業(yè)。圖１．１給出了鋼鐵逡逑工業(yè)的典型生產(chǎn)流程。逡逑療P+稀邐￣￣？替浸窗貿(mào)貿(mào)留一Ｉ邐々巧逡逑，煃糸

本文編號：2796151