基于DNA遗传算法的表面贴装生产线负荷优化分配

印制电路板组装任务的负荷优化分配包含设备约束、工艺约束等大量约束,是电子行业表面贴装生产线中的一类重要优化问题。其优化目标是在生产节拍给定和一定约束条件下,使得不同贴装机负荷均衡,任务分配达到最优。首先,根据不同表面贴装机、不同吸嘴及多种类型元件匹配的的复杂性,提出贴装机任务分配组合优化的问题;然后分析设备和元件的参数、组装可行性、贴装时间,以及贴装优化关系等因素,并提出假设条件,建立了平衡率最大化条件下的负荷分配组合优化的数学模型;最后,针对贴装生产线负荷分配问题的复杂性与特殊性,通过改良编码方式后的DNA遗传算法来优化组合数学模型,计算适应度,并借助MATLAB进行仿真求解,进而找到最优解。结果表明：本文提出的贴装生产线负荷分配方法可以解决带复杂约束的印制电路板组装负荷优化分配问题,提高设备的平衡率和生产效率,促进生产线的优化运行。     

基于改进粒子群优化方法的供应商优选与订货量分配模型

研究了随机性需求环境下的供应商优选与订货量分配问题,构建了以质量、成本、交货期3个准则为目标函数、以其他目标为约束条件的多目标随机约束规划模型;借助于加权法和罚函数法,将多目标随机约束规划模型转化为单目标优化模型;进而设计了带惯性因子和收缩因子的粒子群优化求解算法对所建模型进行求解,并与常用的遗传算法求解方法进行对比分析,实例验证了粒子群优化算法解决此类优化问题的可行性和有效性.     

基于遗传算法的虚拟企业协同资源优化问题研究

面向复杂零件的协同制造,以工艺流程为核心将协同制造任务进行分解,并有效利用"逻辑制造单元"和"逻辑加工路线"等概念描述复杂零件的协同制造任务,最终目标是形成基于复杂零件工艺流程的、可支撑异地协同生产的加工路线。对复杂零件协同制造的制造资源优化配置问题进行了数学分析和描述,建立了问题的目标函数与约束条件。本文以加工时间、运输费用和加工质量作为目标,约束条件包括顺序约束、释放期约束、时间约束、交货期约束、成本约束和质量约束,最终将资源优化配置问题归结为多目标优化问题,并利用遗传算法进行求解,得到了较为满意的结果。通过实例分析,将模型应用于某型号发动机叶片协同制造,说明采用本论文的模型可以有效解决复杂零件协同制造的资源优化配置问题。     

分布式与集中式储能并存的微电网负荷优化调度

发展微电网是合理利用可再生能源的重要途径，储能系统在协调微电网中多类型能源并实现高效的协同优化过程中发挥了重要的作用。本文构建了同时考虑分布式储能系统(distributed energy storage systems, DESSs)和集中式储能系统(centralized energy storage system, CESS)的微电网负荷优化调度模型，该模型同时考虑了微电网的经济成本和稳定性，旨在降低微电网经济成本的同时增加微电网的稳定性。同时，提出的调度模型考虑了需求响应的影响。实验表明，与只有单一DESSs的微电网相比，同时含有DESSs和CESS的微电网可以进一步地降低微电网的经济成本，并提高微电网的稳定性。而微电网通过参与需求响应能够实现更低的经济成本和更高的稳定性。此外，研究发现经济成本和稳定性权重因子对微电网调度的影响，权重因子的选取是微电网经济性和稳定性之间的权衡，提出了兼顾微电网经济性与稳定性的最优解的求解方法。本文的研究对于具有DESSs和CESS的微电网的经济稳定运行具有重要的现实意义。     

有可再生能源和电力存储设施并网的智能电网优化用电策略

大量可再生能源和存储设施集中或分布接入电网，缓解了电网的供给压力，但同时也对电力系统安全造成新的威胁。合理使用新能源和可存储设施使之更好为电网服务，是现代电网亟待解决的一个问题。本文对有可存储设备和可再生能源并网的电力系统进行研究，根据可再生能源在实际生活中的情形，将其划分为两类：私人新能源发电和公共新能源发电，其中私人新能源发电可供自身直接使用，多余部分并入电网，而公共新能源发电直接并入电网，然后针对上述复杂情形，结合用户实际需求，以所有用户效用最大化、成本最小化为目标函数，建立优化模型，给出了一种既有可存储设备又有可再生能源复杂并网情况下用户优化用电策略——包括家用电器、新能源、以及存储设备充放电策略。对模型的性质进行研究，考虑到模型是凸规划，强对偶成立，用拉格朗日对偶算法给出了模型的解。求解过程中，由于目标函数是非光滑的，采用光滑化的技术将目标函数光滑化，将非光滑问题转化为光滑问题，进一步利用拟牛顿下降法求解。该策略能确保新能源得到优先、充分利用，体现用户效用最大化、成本最小化，同时可以避免由于新能源并网可能会造成电网不稳定情况的出现；光滑化的方法不但适用于本文，经过适当改进后也可适用于其他目标函数为非光滑的情况。仿真结果验证了模型的合理性和算法的可行性。     

基于免疫遗传算法和列生成的多项目人力资源调度研究

主要研究列生成法求解带有人力资源约束的多项目多模式进度管理问题。首先根据问题建立了相应的数学模型,模型中考虑了多种约束,如项目对人员能力、水平的不同要求,目标为满足约束的条件下成本最小化,其中包含固定和可变两类成本。模型分解后,按照列生成法流程求解。由于问题的复杂性,采用启发式算法求解每个子问题:首先由基于优先原则的启发式方法给出问题的初始解,再由免疫遗传算法寻优。通过数值实验分析了算法性能、模型改进情况,不同优先原则组合对目标成本和各项目间时间分配的影响。     

基于净现值的模糊型多项目多期投资优化模型

探讨了基于净现值的多项目多期优化模型,并且分别讨论了目标函数和约束条件呈现模糊时与含有模糊系数时的模型以及它们的求解.根据模型的背景利用三角模糊数处理模糊系数,给出了相应的模糊机会约束规划模型,提出了一种模糊约束规划清晰化的新方法,然后在此基础上结合遗传算法对模型进行求解.最后,数值仿真说明了模型的应用与算法的可行性.     

考虑噪声因子的参数和公差经济性设计策略

基于并行工程思想的参数和公差经济性设计,以成本为优化目标来确定最优的设计参数和公差范围.就并行参数和公差设计通过双响应曲面均值和方差模型实现其稳健性,本文提出了包含噪声因子的响应曲面建模策略,应用这一模型将参数和公差同时优化.该参数和公差经济性设计优化模型以质量损失和制造成本之和为目标函数,以过程方差置信域为约束.实例结果表明,在双响应曲面方法中,对均值设置偏倚量比其刚性约束具有较大的成本优势,在不降低稳健性的前提下引入偏倚可以降低成本.面向噪声因子的设计策略其成本低于基于双响应的有偏倚的设计,说明考虑噪声因子的设计是最有效的.     

微电网利益相关者合作运营的双层规划模型

微电网建设和运营涉及众多利益相关者,他们的目标和利益诉求各不相同、并相互制约,并项目运营成功的关键是找到一种多方合作机制,协调各方利益.针对该问题提出了微电网利益相关者合作运营的双层规划模型:上层规划以电力调度时社会成本最低为目标,获取最大社会福利;下层规划以微电网运营成本最低为目标,获取最大运营商利润.给出了求解算法并通过算例分析证明了模型的可行性和有效性.最后得出结论:在提出的上下级相互交叉作用的合作机制下,微电网内的绿色能源发电可以有效提高电力市场需求并降低用户电价,增加微电网运营商利润并减少碳排放,提高全社会福利.     

电子中介中基于公理设计的多属性交易匹配研究

电子中介的出现为多属性商品交易的买方和卖方提供了新的模式和平台,并已成为电子商务活动中的重要渠道.针对电子中介中具有多属性评价信息的商品交易匹配问题,给出电子中介中买方与卖方多属性商品交易匹配的问题描述,提出一种基于公理设计的买卖双方交易的多属性匹配程度计算方法,构建关于电子中介中买卖双方交易匹配的多目标优化模型,并采取隶属度函数加权和方法将多目标优化模型转化为单目标优化模型,通过求解优化模型可以得到买卖双方交易的匹配结果.通过一个实例分析说明给出方法的可行性和实用性.     

基于风险效益均衡的发电侧碳排放权交易差价合约谈判模型

在由排放配额价格所引发的发电侧碳交易所和独立发电企业之间的排放权交易矛盾仍未解决的情况下,从理论方面引入排放权交易差价合约来规避发电企业的市场力并稳定排放配额价格。在此背景下,对考虑差价合约的排放权交易模式下碳交易所与发电企业的利润风险、经济效益进行了测度,在此基础上构建了二者之间合约谈判风险效益均衡模型,并给出了模型最优参数的求解程序,从而促进排放权供应与电能生产之间的协调与竞争型交易机制的形成。数值仿真与分析结果表明,本文所提出的模型可以有效规避发电侧排放权交易价格波动所带来的风险,且谈判双方面临的交易风险均与差价合约初始有效报价区间长度负相关。     

基于实物期权的光伏并网发电项目成本补偿策略研究

为加快光伏并网发电市场化运营,培育战略性新型产业,政府对光伏并网发电总投资给予补助。本文基于实物期权理论,在成本和上网电价不确定的情况下,研究光伏并网发电项目投资补偿问题。首先讨论发电企业的最佳投资时机并分析了成本补偿政策对发电企业投资决策的影响。然后,分析了最佳投资时机的可达性,得出成本补偿政策实施成功的必要条件。最后,基于等待投资的时间长度,导出了政府成本补偿比例,进一步总结出政府的成本补偿策略。     

环境规制下区域合作减排演化博弈研究

通过构建政府间减排演化博弈模型，模拟了无约束条件下区域内地方政府间独立减排、合作减排及在环境规制的条件下区域内地方政府独立减排的策略选择演化过程。研究发现，（1）无环境规制的独立减排情形下，先发地区减排意向薄弱，后发地区有减排意愿，但减排效果不显著；（2）合作减排时，当协同收益小于交易成本时，随着地方政府经济发展，减排博弈最终会向地方政府一方减排一方不减排的方向演进；当协同收益大于交易成本时，通过合作减排，提高了减排意愿。（3）地方政府独立减排条件下，环境规制仅在经济后发地区可以起到作用，减排效果并不显著。通过提高协同收益、减低交易成本及有效促进区域合作减排，对实现减排目标具有重要意义。     

具有资本结构因子和交易成本的证券组合投资模型

在介绍经典的Harry Markowitz均值-方差投资组合模型的基础上,建立了含有资本结构因子和交易成本的证券组合最优化模型,在组合中不含有无风险证券和含有无风险证券的条件下,分别给出最优投资比例及有效边界,并讨论了资本结构因子与交易成本对有效边界的影响.     

Portfolio rebalancing with an investment horizon and transaction costs

In this paper we consider the problem of rebalancing an existing financial portfolio, where transaction costs have to be paid if we change the amount held of any asset. These transaction costs can be fixed (so paid irrespective of the amount traded provided a trade occurs) and/or variable (related to the amount traded). We indicate the importance of the investment horizon when rebalancing such a portfolio and illustrate the nature of the efficient frontier that results when we have transaction costs. We model the problem as a mixed-integer quadratic programme with an explicit constraint on the amount that can be paid in transaction cost. Our model incorporates the interplay between optimal portfolio allocation, transaction costs and investment horizon. We indicate how to extend our model to include cardinality constraints and present a number of enhancements to the model to improve computational performance. Results are presented for the solution of publicly available test problems involving up to 1317 assets.     

电网与天然气网络协同下配电网线路加固决策研究

燃气分布式发电机的配置与运行,对提高配电网应对自然灾害的能力具有重要作用,但同时也增加了配电网与天然气网络的相互依赖性,因此,考虑电网与天然气网络的协同运行显得尤为重要。本文对配置有燃气分布式发电机的配电网线路加固决策问题进行研究,考虑了线路受损的不确定性和电网与天然气网络协同运行,建立了具有三层结构的二阶段鲁棒优化模型。针对于天然气网络运行的非凸约束,采用二阶锥松弛将其松弛为二阶锥约束,并利用C&CG分解算法对模型进行求解。33节点-6节点的IEEE算例研究结果,表明了保证协同运行的关键配电线路具有加固的优先性,同时验证了考虑电网与天然气网络协同运行的合理性。     

基于厂商理论的区域产业边界和最优要素配置结构

区域经济发展核心是产业结构优化升级和资源的优化配置。在全球经济结构亟待优化升级和要素资源呈现不同层次紧缺的大背景下,如何合理配置和引导区域资源配置,优化产业发展方向,确定包括新兴产业在内的产业发展战略,是每一个地区新形势下面临的重要问题。一方面,在经济全球化和零边际成本趋势驱动下,区域产业发展不再局限于区域内部资源禀赋,资源流动性加强,区域产业发展的选择更加广泛和灵活;另一方面,资源日益短缺和经济快速发展推动了劳动力成本和资本成本上升,产业的生产要素配置也随之变化。基于厂商理论,将区域作为市场经济中的生产主体,在考虑区域交易成本和生产要素成本的基础上,构建区域产业边界模型和产业的最佳要素配置结构模型,开创了资源和商品全球化趋势下的产业升级战略的研究范式,探索了成本约束下的产业生产要素优化配置模式,为经济新常态下的区域产业升级战略和资源配置研究提供理论指引,为区域制定个性化的产业发展战略提供实践依据,同时对零边际成本社会趋势下的产业格局进行了初步的探索。研究得出：产业边界能够在一定程度下反映区域产业长期演化趋势,在完全市场经济下产业边界是产业发展的最优规模;区域产业的要素配置格局取决于产业的资源占用和资源贡献情况,最优配置结构受各要素的相对贡献率和相对成本影响;产业边界与成本的关系取决于规模经济与否,在规模经济状态下与生产成本成正相关关系,与交易成本成负相关关系;大部分地区的农业有较大提升空间,最佳资源配置方案是加大机械动能投入。     

考虑随机利率和通货膨胀的连续时间资产组合选择

通过随机控制技术、Bellman最优性原理和HJB方程研究了通货膨胀、随机利率和交易成本等因素影响下的连续时间投资组合选择的最优化问题，将利率假定为服从Vasicek利率模型的随机过程，应用连续时间的动态均值-方差方法得到符合实际意义的HJB方程，通过多重网格的数值逼近方法求解相应的HJB方程得到双目标优化问题的最优投资策略。用实证方法与国内证券市场上代表性指数基金进行对比研究，发现通货膨胀和利率变动以及经济环境和投资者的异质信念等因素均会对最优策略产生影响，有效前沿会随之发生变化，债券与股票之间的投资比例并不是简单维持固定比例就可以保证总资产最优，拓展了基金分离定理。考虑通货膨胀和交易成本等因素的资产组合选择模型可以实实在在为机构投资者提供客观的实践指导和科学的理论依据。     

基于基金组织模式的生物质燃料供给研究

生物质燃料收集难是制约生物质发电产业发展的主要因素之一,生物质燃料供给模式对生物质发电产业的发展有着重要作用。本文建立传统模式下经济效益最大化的农户、经济组织、电厂三者的动态博弈模型;并引入基金组织,即村委会组织农户收集燃料,销售收入部分归农户,部分用于村基础设施建设,构建考虑效用最大化的农户、基金组织、电厂三方的博弈模型。结果表明,农户生物质燃料供给量、组织提供给农户的价格同上网电价呈正相关关系,同燃料的运输、存储及预处理成本呈负相关关系。另外,基金组织模式下,效用函数系数对生物质燃料供给量和基金组织给农户的经济利益有一定影响。对两模式进行比较发现,基金组织模式下,农户的生物质燃料供给量和收益均高于传统模式。政府实施激励后农户的效用、组织的效用、电厂的经济利益均增加。     

考虑交易成本的多阶段投资组合评价方法研究

多阶段投资组合评价是目前研究的热点问题,本文将交易成本考虑进去,构建了考虑交易成本的多阶段投资组合优化模型,基于真实前沿面定义了投资组合的效率并构建了相应的非线性模型进行计算。针对非线性模型难以求解及真实前沿面解析解难以获得等问题,本文证明了前沿面函数为凹函数,进而利用DEA模型的前沿面来逼近真实前沿面并估计多阶段投资组合的效率,最后通过仿真分析验证了本文方法的有效性。