复杂系统研究方法在优化算法及供应链系统中的应用研究

摘要

随着全球经济一体化进程的加快和市场竞争的加剧，通过提高供应链的管理水平来增加市场的竞争力成为迫切需要研究的问题。然而随着企业及供应链规模的迅速扩大，导致供应链系统越来越复杂，使得供应链管理出现了许多难以解决的问题，其中牛鞭效应就是最重要的问题之一。 本文对复杂系统的一般理论和研究方法进行了较为系统地介绍，详细论述了复杂系统的建模和仿真的基本理论、多Agent技术和Swarm仿真平台；利用复杂系统的建模与仿真技术对供应链系统的管理运营方式进行了系统地研究，尤其对产生牛鞭效应的原因、影响因素和控制方法，以及一般复杂系统的多模态优化问题进行了深入地研究，主要工作可归纳为以下几个方面： 1、针对多模态优化问题，借鉴复杂系统的自底向上的涌现方法，提出了一种自组织蠕虫算法和带子群的自组织蠕虫算法。该算法具有算法简单、搜索效率高、精度高、收敛快、鲁棒性强等优点，并且不需要诸如极值点数目、分布情况等任何先验知识，具有很强的实用性和广阔的应用领域。 2、对自组织蠕虫算法的计算复杂度、稳定性、收敛性从理论上进行了分析研究，并通过大量典型的仿真实验与现行算法进行了比较，理论分析及实验结果证明了本文提出的算法在多模态函数优化方面具有很好的效果和明显的优势。 3、基于Agent的建模仿真技术建立了供应链的模型和仿真系统。首先对供应链系统的实际结构和运行机制进行了理论分析和抽象，进而基于Agent建模仿真技术建立了其仿真模型和供应链仿真系统；应用该仿真系统对采用不同策略时对供应链运营的影响进行了仿真研究，取得了一些传统建模仿真方法难以得到地有价值的结果，为改进或提出新的供应链的管理模式或运营方式提供了理论依据。这为供应链牛鞭效应和供应链管理的研究提供了一种新的研究思路和方法。 4．基于理论分析和仿真结果，提出了缩短订货周期和交货周期与供应链的集中管理两种减小和消除牛鞭效应的策略，并利用建立的仿真系统进行了仿真分析和研究，取得了预期的结果，这些结果对供应链的管理和领导决策具有重要的参考价值。 5、提出并研究了分配方式对牛鞭效应的影响。分配方式作为产生牛鞭效应的一个重要因素，长期以来并未受到足够的重视。本文利用复杂系统的建模和仿真技术，针对分配方式对牛鞭效应的影响进行了研究，并取得了一些很有意义的结果，这些结果虽然是初步的，但它足以说明分配方式对牛鞭效应的重要性。为控制牛鞭效应的研究提供了一个新的研究方向和思路。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

第一节引言

第二节论文的主要工作与结构

1.2.1论文的主要工作

1.2.2论文的结构

第二章复杂系统理论和研究方法概述

第一节复杂系统概念的演变与发展

第二节复杂系统的研究现状

第三节复杂系统的基本概念及研究方法

2.3.1复杂系统的一些基本概念

2.3.2复杂系统的基本研究方法

第四节小结

第三章一种基于涌现方法的优化算法

第一节基于进化算法的优化算法简介

3.1.1进化算法的研究与发展

3.1.2遗传算法及存在的问题

3.1.3多模态遗传算法

3.1.4多模态遗传算法的局限性

第二节自组织蠕虫算法(SOMA)

3.2.1算法步骤

3.2.2算法的具体实现流程

3.2.3计算复杂度

3.2.4自组织蠕虫算法仿真实验

第三节带子群的自组织蠕虫算法(SSOMA)

3.3.1算法步骤

3.3.2算法流程

3.3.3计算复杂度分析

3.3.4带子群的自组织蠕虫算法仿真实验

第四节带子群的自组织蠕虫算法对高维问题优化的应用

3.4.1算法步骤

3.4.2算法流程

3.4.3计算复杂度分析

3.4.4仿真实验

3.4.5带子群的自组织蠕虫算法与自组织蠕虫算法的比较

第五节基于涌现方法的优化算法与传统进化算法的对比

3.5.1函数f1的测试结果

3.5.2函数f2的测试结果

3.5.3函数f3的测试结果

3.5.4函数f4的测试结果

第六节小结

第四章有关牛鞭效应的基本概念及仿真方法简介

第一节供应链简介

第二节供应链牛鞭效应的研究现状及发展趋势

4.2.1牛鞭效应的存在

4.2.2牛鞭效应的量化

4.2.3牛鞭效应的减弱和控制

第三节基于Agent建模仿真技术简介

4.3.1 Agent技术基本理论

4.3.2基于Agent的建模方法

4.3.3基于Agent的建模方法

第四节Swarm仿真平台

4.4.1 Swarm概述

4.4.2 Swarm建模思想

4.4.3 Swarm仿真模型

4.4.4 Swarm仿真系统基本功能

第五节小结

第五章供应链仿真系统的设计与牛鞭效应仿真分析

第一节供应链仿真系统设计的基本思想和结构

5.1.1仿真模型的设计

5.1.2仿真程序

5.1.3编译运行

第二节改善和控制牛鞭效应问题的探讨

5.2.1供应链系统模型的仿真分析

5.2.2缩短订货周期和交货周期策略下牛鞭效应的仿真效果

5.2.3供应链实行集中管理方式策略下牛鞭效应的仿真效果

第三节本章小结

第六章分配机制对牛鞭效应影响的研究

第一节供应链分配机制简述

6.1.1确定型分配机制

6.1.2随机型分配机制

6.1.3按比例分配机制

6.1.4线性分配机制

第二节线性分配机制下的仿真

6.2.1线性分配机制下的牛鞭效应的仿真模型

6.2.2线性分配机制下的牛鞭效应仿真及结果分析

第三节均匀分配机制下的仿真

6.3.1均匀分配机制下的牛鞭效应的仿真模型

6.3.2均匀分配机制下的牛鞭效应仿真及结果分析

第四节小结

第七章结论与展望

第一节主要研究工作及创新点

第二节研究展望

致谢

参考文献

个人简历 在学期间发表的学术论文与研究成果