基于3D打印技术的备件生产与运输协同调度问题研究

基于3D打印的智能制造技术已经成为推动备件供应链转型升级的重要手段。在此背景下，本文研究“随时需要随时生产+即时配送”新型模式下的计划性维修备件的供应链协同问题。生产与运输协同调度问题在制造业领域普遍存在，属于NP-Hard问题。本文研究带时间窗的生产与运输协同调度问题，建立混合整数规划模型，根据Dantzig-Wolfe分解原理分别建立主问题和子问题数学优化模型，并采用改进的分支定价算法进行求解。在求解过程中，首先，构造可行解，基于可行路径调用CPLEX优化软件对主问题求解；其次，针对子问题的求解，根据研究问题的属性设计占优原则和加速策略，并对求得的非整数解进行分支；最后，通过对多组规模算例进行测试，数值实验结果表明：1)验证了所建立模型和改进算法的有效性；2)通过求解时间对比可知所使用加速策略能够将算法效率提高10倍左右；3)通过将生产和运输协同决策与实际运作中的分阶段决策结果对比，本文设计的方案可以将目标函数值平均优化50.33%。本研究不仅能够有效解决新型备件生产模式下的生产与运输协同调度问题，而且可以为企业实际运营决策提供科学依据，实现降本增效的目标。