經(jīng)歷過(guò)四十年(1978-2018)長(zhǎng)足的發(fā)展,作為“世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)”,我國(guó)已經(jīng)完成從貧窮落后向富強(qiáng)文明邁進(jìn)這一重大轉(zhuǎn)變。然而,經(jīng)濟(jì)與生產(chǎn)的快速發(fā)展導(dǎo)致了大量的能源消耗,最終以溫室氣體的形勢(shì)排放到環(huán)境當(dāng)中;這些溫室氣體的排放直接導(dǎo)致了全球氣候變暖這一事實(shí)。研究表明:溫室氣體主要來(lái)源于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中能源與原材料的消耗。作為可持續(xù)生產(chǎn)的發(fā)展形式,再制造對(duì)能源與原材料的依賴程度遠(yuǎn)低于新品制造,為解決環(huán)境惡化與全球變暖問(wèn)題提供了一種極佳的解決方案。近年來(lái),隨著制造業(yè)的高速發(fā)展與設(shè)備升級(jí)換代的加快,報(bào)廢物品的數(shù)量顯著增加,許多行業(yè)開(kāi)始將再制造整合到原有的戰(zhàn)略規(guī)劃當(dāng)中。為對(duì)再制造業(yè)進(jìn)行更好的實(shí)踐指導(dǎo),發(fā)揮再制造工程經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境保護(hù)功能的綜合優(yōu)勢(shì),許多科研人員對(duì)再制造系統(tǒng)的生產(chǎn)優(yōu)化開(kāi)展了必要且有益的研究。盡管從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,發(fā)展再制造于經(jīng)濟(jì)和環(huán)境都十分有益,但也須認(rèn)識(shí)到,由于產(chǎn)品回收發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)與回收品的質(zhì)量、數(shù)量、報(bào)廢節(jié)點(diǎn)及市場(chǎng)認(rèn)可度等都存在著較大的不可預(yù)知性,從而導(dǎo)致了再制造系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)都存在著一定程度的不確定性。這些不確定因素極大地增加了再制造實(shí)踐管理的復(fù)雜性與模型優(yōu)化的研究難度�，F(xiàn)有相關(guān)文獻(xiàn)多從再制造系統(tǒng)單個(gè)階段對(duì)不確定性進(jìn)行分析,或?qū)Σ煌A段中單個(gè)不確定因素展開(kāi)研究。而再制造系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的結(jié)構(gòu),當(dāng)多種不確定因素耦合在一起時(shí),各因素之間相互干擾,其對(duì)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的影響不能看作是單個(gè)因素間的簡(jiǎn)單疊加。因此,如何采用適當(dāng)?shù)姆治龇椒炕淮_定性產(chǎn)生的影響,并建立合理的數(shù)學(xué)模型,對(duì)再制造系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行綜合分析與優(yōu)化,使之凸顯低碳與循環(huán)生產(chǎn)的特性,是一項(xiàng)十分有意義的工作。為發(fā)掘再制造工程的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境保護(hù)的潛在優(yōu)勢(shì),降低不確定因素對(duì)再制造回收與生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的影響,本文從不同階段,對(duì)多種不確定因素作用下的再制造系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益進(jìn)行綜合分析,并制定相應(yīng)的優(yōu)化策略�？傮w而言,本文主要在以下幾個(gè)方面開(kāi)展了一些有益的工作與探索:(1)經(jīng)典EOQ(Economic Order Quantity)模型是一種簡(jiǎn)單但有效的最優(yōu)訂單模型,可以在不顯著增加其它投入的情況下,使運(yùn)輸與倉(cāng)儲(chǔ)過(guò)程中的總成本達(dá)到最優(yōu),其前提是假設(shè)市場(chǎng)需求為恒定量。而現(xiàn)實(shí)情況是,再制造系統(tǒng)中的市場(chǎng)需求充滿了各種不可預(yù)測(cè)性,因此經(jīng)典EOQ模型難以繼續(xù)適用。鮮有文獻(xiàn)研究需求為任意隨機(jī)分布時(shí)的EOQ模型擴(kuò)展應(yīng)用,并給出對(duì)應(yīng)的訂貨數(shù)量最優(yōu)解與不同訂貨數(shù)量下的倉(cāng)儲(chǔ)成本、懲罰成本解析式。本文從環(huán)境與經(jīng)濟(jì)兩個(gè)層面推導(dǎo)出不確定需求下,再制造系統(tǒng)成本或利潤(rùn)最優(yōu)策略。通過(guò)數(shù)理論證,給出任意需求分布下的訂貨數(shù)量最優(yōu)解,以及不同訂貨數(shù)量對(duì)應(yīng)的期望物流、倉(cāng)儲(chǔ)與懲罰成本的解析表達(dá)式。(2)在再制造環(huán)境效益評(píng)價(jià)應(yīng)用方法的創(chuàng)新上進(jìn)行了有益的探索。如對(duì)典型的3R再制造系統(tǒng)(再使用、再制造及再回爐)而言,其將回收品按質(zhì)量分成多個(gè)等級(jí),不同質(zhì)量等級(jí)的回收品采用不同的再處理流程。這其中,每一質(zhì)量等級(jí)對(duì)應(yīng)材料、能源消耗以及加工時(shí)間都各不相同。傳統(tǒng)代數(shù)方法計(jì)算項(xiàng)繁雜且邏輯不易于理解,本文創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)了綜合回收質(zhì)量系數(shù)的算法,提出了質(zhì)量不確定條件下,復(fù)雜3R再制造系統(tǒng)中環(huán)境評(píng)測(cè)的矩陣計(jì)算方法,從而為3R再制造系統(tǒng)中的質(zhì)量不確定性研究提供了一種簡(jiǎn)捷的計(jì)算工具與深入淺出的分析方法。(3)除對(duì)3R再制造環(huán)境效益進(jìn)行被動(dòng)的計(jì)算與評(píng)測(cè)外,利用回收?qǐng)?bào)廢產(chǎn)品質(zhì)量不確定性的隨機(jī)分析,可以對(duì)回收與生產(chǎn)過(guò)程中環(huán)境效益進(jìn)行主動(dòng)的預(yù)測(cè)。通過(guò)研究典型分布類型下,質(zhì)量不確定性對(duì)再制造概率與碳足跡的影響,推導(dǎo)出3R再制造系統(tǒng)中,回收與生產(chǎn)過(guò)程環(huán)境效益最優(yōu)時(shí)對(duì)應(yīng)的回收質(zhì)量綜合系數(shù)最優(yōu)解,并給出最優(yōu)解存在區(qū)間與最優(yōu)環(huán)境效益解析解表達(dá)式。這使得再制造系統(tǒng)中,不僅可以利用矩陣運(yùn)算對(duì)環(huán)境效益與碳足跡進(jìn)行便捷的評(píng)測(cè),還可對(duì)不同環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行分析預(yù)測(cè)并提前制定最優(yōu)回收策略。(4)考慮到再制造系統(tǒng)中回收與需求都存在著較大的不確定性,在前文分析的基礎(chǔ)上,又進(jìn)一步放寬經(jīng)典EOQ模型中無(wú)限供應(yīng)的假設(shè)條件,使之適用于再制造系統(tǒng)中回收數(shù)量與市場(chǎng)需求皆為不確定的情況,從而推導(dǎo)出需求與供應(yīng)雙重不確定條件下最優(yōu)訂貨數(shù)量的擴(kuò)展模型,并求解對(duì)應(yīng)最優(yōu)再制造率,使得再制造系統(tǒng)環(huán)境成本或總環(huán)境效益達(dá)到最優(yōu)化。通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)論證,證明了任意隨機(jī)分布下,回收與生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中再制造率最優(yōu)解的存在性及惟一性。由于再制造系統(tǒng)不確定性分析的復(fù)雜性,就作者所知,目前尚未有文獻(xiàn)研究雙重不確定性條件下再制造系統(tǒng)的EOQ模型擴(kuò)展與應(yīng)用。該數(shù)學(xué)模型為再制造系統(tǒng)中的最優(yōu)生產(chǎn)、回收策略提供了理論基礎(chǔ)與優(yōu)化方向。(5)考慮到回收產(chǎn)品中質(zhì)量狀況的離散特性,傳統(tǒng)分析方法傾向于將與質(zhì)量等級(jí)相關(guān)的再制造成本當(dāng)作級(jí)數(shù)來(lái)進(jìn)行處理,使之與其它不確定因素的量化分析孤立開(kāi)來(lái)。而再制造系統(tǒng)生產(chǎn)管理實(shí)踐中,真實(shí)的情形往往是多種不確定性并存且互為干擾因素。為解決這一理論分析與實(shí)際情況脫節(jié)的問(wèn)題,在極限理論的基礎(chǔ)上,運(yùn)用多項(xiàng)式擬合出再制造成本與質(zhì)量變量間的連續(xù)函數(shù)關(guān)系,將之代入到其他不確定因素量化分析的連續(xù)方程當(dāng)中,并利用拉格朗日乘子法對(duì)非線性約束下的目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行極值分析,最后求解出不同優(yōu)化策略中對(duì)應(yīng)的再制造率最優(yōu)解,從而為再制造系統(tǒng)中多重不確定條件下的數(shù)學(xué)建模及優(yōu)化分析提供了一種新的研究思路與理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TH186
【部分圖文】：

將從初始節(jié)點(diǎn)1到終端點(diǎn) n 的整個(gè)路線稱為一個(gè)完整加工路徑（簡(jiǎn)稱路徑），其對(duì)應(yīng)概率稱為路徑概率。如圖3.1所示，該系統(tǒng)有8個(gè)終端節(jié)點(diǎn)（3-5，9-13），這意味著共有八個(gè)完整的加工路徑，如表3.2所示。表3.2 3R再制造系統(tǒng)完整加工路徑工藝路徑定義 質(zhì)量等級(jí)與對(duì)應(yīng)工藝路徑 節(jié)點(diǎn)集合 質(zhì)量等級(jí)描述 再處理工藝選擇1 R1={1,2,3} 回收?qǐng)?bào)廢發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)質(zhì)量上好 符合整機(jī)再制造標(biāo)準(zhǔn)2 R2={1,2,4} 回收?qǐng)?bào)廢發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)質(zhì)量上中 符合整機(jī)再制造標(biāo)準(zhǔn)3 R3={1,2,5} 回收?qǐng)?bào)廢發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)質(zhì)量尚可 符合整機(jī)再制造標(biāo)準(zhǔn)4 R4={1,2,6,7,8,9} 整機(jī)質(zhì)量中下，拆機(jī)后單個(gè)零部件接近新品 符合零部件直接使用標(biāo)準(zhǔn)5 R5={1,2,6,7,8,10} 整機(jī)質(zhì)量中下，拆機(jī)后單個(gè)零部件質(zhì)量上好 符合零部件再制造標(biāo)準(zhǔn)6 R6={1,2,6,7,8,11} 整機(jī)質(zhì)量中下，拆機(jī)后單個(gè)零部件質(zhì)量上中 符合零部件再制造標(biāo)準(zhǔn)7 R7={1,2,6,7,8,12} 整機(jī)質(zhì)量中下，拆機(jī)后單個(gè)零部件質(zhì)量尚可 符合零部件再制造標(biāo)準(zhǔn)8 R8={1,2,6,7,8,13} 整機(jī)質(zhì)量中下

回收品綜合質(zhì)量系數(shù)9算法定義

低碳經(jīng)濟(jì)視角下再制造系統(tǒng)不確定性分析與優(yōu)化策略4.2.2 3R系統(tǒng)環(huán)境效益評(píng)價(jià)由于報(bào)廢產(chǎn)品在使用階段的工作環(huán)境與報(bào)廢時(shí)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)不能確定，因此，回收前無(wú)法預(yù)知報(bào)廢產(chǎn)品的性能，從而也就無(wú)法得知該批回收產(chǎn)品的綜合質(zhì)量狀況、建立起回收質(zhì)量與環(huán)境效益的關(guān)系[192,193]。要解決這一問(wèn)題，上一章中采用的是統(tǒng)計(jì)方法，即從統(tǒng)計(jì)到的數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)估整體的收回質(zhì)量狀況。也就是經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)中的：從已知局部 → 整體推測(cè)、評(píng)估的過(guò)程，如圖 4.2 所示。

本文編號(hào)：2809915