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不确定条件下可持续生物燃料供应链鲁棒优化研究

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摘要

第一章 绪论

1.1.研究背景

1.1.1.环境污染、能源安全等问题催生全球能源结构变革

1.1.2.“非粮”类生物燃料成为未来可再生能源的重要方向之一

1.1.3.在交通运输业推广使用生物燃料的节能减排潜力巨大

1.1.4.以废弃食用油为原料的生物柴油产业受到国家和地方政府的高度重视

1.1.5.诸多非技术性难题严重阻碍生物柴油产业的商业化进程

1.2.研究目标及主要研究内容

1.2.1.研究目标

1.2.2.主要研究内容

1.3.研究难点与重点

1.4.章节安排

第二章 文献综述

2.1.国内外研究现状

2.1.1.可持续生物燃料供应链优化研究综述

2.1.2.不确定条件下生物燃料供应链优化研究综述

2.1.3.生物燃料供应链鲁棒优化研究综述

2.2.生物燃料供应链的组成与决策内容

2.2.1.生物燃料供应链组成

2.2.2.生物燃料供应链典型结构

2.2.3.生物燃料供应链决策内容

2.3.生物燃料供应链的可持续性

2.3.1.生物燃料供应链可持续性内涵

2.3.2.生物燃料供应链经济可持续性衡量方法

2.3.3.生物燃料供应链环境可持续性衡量方法

2.3.4.生物燃料供应链社会可持续性衡量方法

2.4.生物燃料供应链的不确定性

2.4.1.生物燃料供应链不确定性表现形式及其来源

2.4.2.生物燃料供应链不确定性衡量方法

2.5.生物燃料供应链的鲁棒性

2.5.1.生物燃料供应链鲁棒性内涵

2.5.2.生物燃料供应链鲁棒性衡量方法

2.6.本章小结

第三章 以废弃食用油为原料的可持续生物柴油供应链鲁棒优化框架与典型模式分析研究

3.1.以废弃食用油为原料的可持续生物柴油供应链鲁棒优化框架

3.1.1.优化框架研究的必要性分析

3.1.2.供应链要素与优化模型要素的对应关系

3.1.3.优化模型构建思路

3.2.以废弃食用油为原料的生物柴油供应链典型模式分析

3.2.1.典型模式1——面向城市范围的“苏州洁净”模式

3.2.2.典型模式2——面向区域范围的“常州卡特”模式

3.3.本章小结

第四章 生物柴油价格不确定条件下可持续生物柴油供应链鲁棒优化研究

4.1.问题描述

4.2.确定条件下可持续生物柴油供应链优化模型

4.2.1.模型参数

4.2.2.模型目标

4.2.3.模型约束

4.3.生物柴油价格不确定条件下可持续生物柴油供应链鲁棒优化模型

4.3.1.区间式鲁棒优化模型转化思路

4.3.2.生物柴油价格不确定条件下可持续生物柴油供应链鲁棒优化模型

4.4.求解思路

4.5.案例研究

4.5.1.案例描述

4.5.2.案例结果与讨论

4.6.本章小结

第五章 供给与需求不确定条件下可持续生物柴油供应链鲁棒优化研究

5.1.问题描述

5.2.确定条件下可持续生物柴油供应链优化模型

5.2.1.模型参数

5.2.2.模型目标

5.2.3.模型约束

5.3.供给与需求不确定条件下可持续生物柴油供应链鲁棒优化模型

5.3.1.情景式鲁棒优化模型转化思路

5.3.2.供给与需求不确定条件下可持续生物柴油供应链鲁棒优化模型

5.4.求解思路

5.5.案例研究

5.5.1.案例描述

5.5.2.算法有效性验证

5.5.3.案例结果与讨论

5.6.本章小结

第六章 结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的学术论文和参与的科研项目

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摘要

生物燃料将成为未来交通运输业的重要减排源,得到了中国政府的高度重视和大力支持。然而生物燃料产业的发展仍然举步维艰,亟待破除供应链协调与优化等非技术难题,提高对供应链不确定性的应对能力。因此,本文重点针对具有良好发展前景的以废弃食用油为原料的生物柴油产业,研究不确定条件下可持续生物柴油供应链的鲁棒优化问题。
  首先,本文从供应链决策内容、供应链特性、可持续性、不确定性和鲁棒性五个维度出发,构建起不确定条件下以废弃食用油为原料的可持续生物柴油供应链鲁棒优化框架,并针对面向城市和面向区域废弃食用油供应的“苏州洁净”和“常州卡特”两种典型模式进行分析。
  其次,本文以面向城市的“苏州洁净”供应链模式为研究对象,以区间法刻画生物柴油价格不确定性,提出多目标的混合整数鲁棒优化模型,解决精炼工厂选址与定容、原料和产成品的运输分配计划,并采用Ben-Tal模型进行模型线性化处理,进一步地结合K-means算法设计求解思路。
  再次,本文进一步以面向区域的“常州卡特”供应链模式为研究对象,以情景法刻画供给(废弃食用油供给水平和价格)与需求(生物燃料需求水平和价格)不确定性,提出多目标的混合整数鲁棒优化模型,解决精炼工厂选址与定容、原料和产成品的运输分配计划,并采用Mulvey模型进行模型线性化处理,进一步地结合横向分解思路和遗传算法设计求解思路。
  最后,本文分别以苏州和长江三角洲区域作为“苏州洁净”和“常州卡特”两类模式的研究案例,开展不同模式下的不确定条件下可持续生物燃料供应链鲁棒优化研究,并采用MATLAB与CPLEX进行联合编程求解,进而针对不同模式的决策结果、可持续性、鲁棒性等多方面开展分析。

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