煤炭生產(chǎn)與供給問題.doc

B題：大型煤炭企業(yè)生產(chǎn)和供給問題供應鏈是一種新的企業(yè)組織形態(tài)和運營方式,包括從客戶需求開始經(jīng)過原材料供應、生產(chǎn)批發(fā)零售等環(huán)節(jié),到最后把產(chǎn)品送到最終用戶的各項制造和商業(yè)活動。機電等供應物流運輸客戶市場原煤開配采洗選加工、配煤煤炭銷售大型煤炭企業(yè)內(nèi)部供應鏈物流/供應信息流資金流/需求信息流圖1大型煤炭企業(yè)供應鏈框架煤炭供應鏈中物流從上游向下游流動, 資金流從下游向上游流動, 而信息流的流動則是雙向的。以上游供應企業(yè)作為大型煤炭企業(yè)原料供應商, 以煤炭企業(yè)作為原煤及精煤生產(chǎn)商, 再通過運輸環(huán)節(jié)到達用戶, 形成以物流為主線, 包括信息流及資金流的輸入輸出關(guān)系的煤炭供應鏈框架, 如圖1所示。圖中包含原煤開配采、煤炭洗選加工、煤炭銷售等節(jié)點并用實線框起來，為大型煤炭企業(yè)供給系統(tǒng)內(nèi)部供應鏈。大型煤炭企業(yè)的原煤開采、煤炭洗選加工和客戶均為多點。某煤炭企業(yè)下屬7個礦井，其中5個礦井建有洗煤廠,各洗煤廠只接受本礦井的原煤洗選加工。其中宅城和韓橋礦井沒有洗煤廠，只銷售原煤；夾河、龐莊、三河尖礦井洗煤廠洗出產(chǎn)品為冶煉精煤和混煤，銷售原煤、冶煉精煤和混煤；權(quán)臺、旗山礦井洗煤廠洗出產(chǎn)品為其他類煉焦精煤和混煤，銷售原煤、冶煉精煤和混煤。各礦井生產(chǎn)能力、成本,洗選能力、成本如表1。表1煤炭企業(yè)各礦井生產(chǎn)情況表礦井序號礦井名稱原煤能力（噸）原煤成本（元/噸）洗煤能力（噸）洗煤成本（元/噸）1宅城850003040-2韓 橋650003080-3夾河11000034596000254龐莊225000310110000225三河尖5600029830000386權(quán)臺16600028950000177旗山1480002939000018合計855000-376000-計劃期內(nèi)，該煤炭企業(yè)有5個主要客戶，需求情況見表2,其中單位運輸費，是指單位重量的商品煤從煤炭企業(yè)運往客戶的運輸費用，由煤炭企業(yè)支出。表2 煤炭企業(yè)客戶需求情況序號原煤冶煉精煤其他精煤混煤單位運輸費 (元/噸)需求量價格需求量價格需求量價格需求量價格12000004500-0-800005203520-800006500-600005402530-60000670600007000-3041000004800-400007300-405800004800-0-4000057035合計380000140000100000180000附錄給出該煤礦企業(yè)各個礦井2005-2006年分月入洗原煤，洗出精煤以及洗損情況。請根據(jù)所給數(shù)據(jù)及查閱相關(guān)資料解決以下問題：1、確定哪些因素影響洗煤廠洗出精煤數(shù)量，并建立各洗煤廠的精煤產(chǎn)量模型。入選原煤+回收率+灰分+2、煤炭企業(yè)按照“以銷定產(chǎn)”的原則，根據(jù)年初的銷售計劃來安排一年的生產(chǎn)。由于受生產(chǎn)能力等限制，可以部分滿足客戶需求。如果煤炭企業(yè)只追求企業(yè)整體利潤最大目標,請據(jù)此建立企業(yè)生產(chǎn)和供給的一般模型，并用模型對所給煤炭企業(yè)進行生產(chǎn)和供給決策。3、煤炭企業(yè)除了追求整理利潤外，還應該考慮客戶滿意度因素，特別是要盡量提高一些長期重要客戶的滿意度，以保證企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。影響煤炭企業(yè)客戶滿意度的因素主要有商品煤數(shù)量訂單滿足率、企業(yè)供給客戶的商品煤質(zhì)量等。請建立同時考慮利潤和客戶滿意度的煤炭企業(yè)生產(chǎn)和供給的一般模型，并用模型對所給煤炭企業(yè)進行生產(chǎn)和供給決策。說明：在煤炭企業(yè)5個客戶中，客戶1為企業(yè)長期合作的電力客戶，煤炭企業(yè)應該首先滿足其需求；客戶2、客戶3為煤炭企業(yè)較重要客戶；客戶4、客戶5為一般客戶。為保證客戶滿意度，可用外購煤保證訂單滿足率，外購煤價格：原煤440元/噸，冶煉精煤630元/噸，其他精煤680元/噸，混煤510元/噸，外購煤到客戶1-5運輸費分別為：40元/噸，45元/噸，50元/噸，30元/噸，45元/噸。4、當前作為供應鏈外部生存環(huán)境的市場需求對時間的敏感性越來越強。在這樣的背景下，以響應時間為約束條件的產(chǎn)品供應鏈決策問題是一個較新的研究領(lǐng)域。由于客戶需求的快速多變和對時間敏感性的增強，必將要求供應鏈提供更快的響應能力和更高的內(nèi)部協(xié)同運作能力，請你嘗試建立時間約束下的煤炭企業(yè)生產(chǎn)與供給模型，并利用所給信息和收集的數(shù)據(jù)，甚至通過自己合理假設(shè)數(shù)據(jù)，來驗證模型的合理性。摘 要：本文對某煤炭企業(yè)的生產(chǎn)供給決策問題進行了建模研究。在問題一中，鑒于精煤產(chǎn)量與多種因素復雜相關(guān)，我們首先利用粗糙集方法對影響洗煤廠精煤產(chǎn)量的因素定性分析，得到影響精煤產(chǎn)量的因素有原煤數(shù)量、原煤灰分、回收率、精煤灰分、洗損數(shù)量。然后在定量分析時我們選擇在處理非線性問題上具有很大優(yōu)勢BP神經(jīng)網(wǎng)絡訓練方法確定精煤產(chǎn)量與各影響因素之間的輸入輸出模型。經(jīng)過檢驗得到該模型的精度達到了89.27%，較好的符合了實際。在問題二、三中，基于題目不同的要求，我們分別建立以利潤最大為目標的單目標規(guī)劃模型和以利潤最大、滿足率最高、質(zhì)量最好為目標的多目標規(guī)劃模型，并利用 軟件分別對上述模型求解，得到不同目標下企業(yè)的最優(yōu)生產(chǎn)供給決策方案（詳見正文）。煤廠名稱 生產(chǎn)原煤量 銷售原煤量 入洗原煤量 銷售精煤量 銷售混煤量 問題二 問題三 問題二 問題三 問題二 問題三 問題二 問題三 問題二 問題三宅城 85000 85000 85000 85000 0 0 0 0 0 0韓 橋 65000 65000 65000 65000 0 0 0 0 0 0夾河 96000 96000 0 0 96000 96000 38014 59327 29221 7908龐莊 140000 140000 30000 30000 110000 110000 75737 55172 0 20565三河尖 56000 56000 26000 26000 30000 30000 26249 25501 0 748權(quán)臺 166000 166000 116000 116000 50000 50000 41994 40800 0 1194旗山 148000 148000 58000 58000 90000 90000 58006 59200 1544 349在問題四中，基于對響應時間的理解和對市場需求的分析的前提，我們建立限制時間約束下，以響應時間最短、利潤最大、客戶滿意度最高為目標的多目標規(guī)劃模型來優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)供給，以此提高供應鏈響應能力?？紤]到限制時間在很大程度上影響企業(yè)效益，我們認為在確定限制時間時要綜合考慮客戶不同需求的要求以及企業(yè)自身的生產(chǎn)能力,由此得到五個客戶需求條件下的最佳限制時間分別為16天，11天，10天，5天，4天。并得到了企業(yè)對不同客戶在不同限制時間條件下的最優(yōu)生產(chǎn)供給方案（詳見正文）之后我們分別進行了模型檢驗和結(jié)果分析，驗證了模型的合理性和結(jié)果的正確性。最后，本文還對模型進行了進一步討論，提出了改進模型的方向和思路。利用粗糙集確定影響因素和基于神經(jīng)網(wǎng)絡建立精煤產(chǎn)量輸入輸出模型以及對限制時間的深入討論是本文的最大亮點。關(guān)鍵字: 粗糙集 BP神經(jīng)網(wǎng)絡 多目標規(guī)劃 響應時間 軟件 供應鏈響應能力目 錄一、問題重述與分析 21.1 問題重述 21.2 問題分析 41.2.1 對問題一的分析 41.2.2 對問題二的分析 51.2.3 對問題三的分析 51.2.4 對問題四的分析 51.2.5 對題目中數(shù)據(jù)的分析 6二、模型假設(shè) 6三、符號說明 7四、模型建立與求解 84.1 基于粗糙集的精煤產(chǎn)量影響因素確定模型 84.1.1 粗糙集理論 84.1.2 確定精煤產(chǎn)量影響因素 94.2 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的精煤產(chǎn)量模型 124.2.1 輸入輸出數(shù)據(jù)預處理 124.2.3 利用MATLAB軟件對BP神經(jīng)網(wǎng)絡的學習訓練 144.2.4 對實際情況的檢驗 154.3 以利潤最大為目標的單目標規(guī)劃模型的建立 154.3.1 單目標規(guī)劃目標函數(shù)的確定 154.3.2 單目標規(guī)劃約束條件的確定 164.3.3 基于利潤最大的單目標規(guī)劃模型 174.4 基于利潤最大的規(guī)劃模型的求解 174.5 基于利潤、滿足率和質(zhì)量的多目標規(guī)劃模型的建立 194.5.1 滿足率目標的計算模型 194.5.2 煤炭質(zhì)量目標的計算模型 204.5.3 利潤目標的計算模型 214.5.4 多目標規(guī)劃約束條件的確定 214.5.5 基于利潤、滿足率和質(zhì)量的多目標規(guī)劃模型 224.6 多目標規(guī)劃模型的求解 234.6.1 各權(quán)重系數(shù)的確定 234.6.2 各目標函數(shù)值的無量綱化處理 244.6.3 模型的計算 244.7 以利潤、質(zhì)量和時間為目標的多目標規(guī)劃模型的建立 254.7.1 利潤目標函數(shù)的計算模型 264.7.2 商品煤質(zhì)量目標的計算模型 264.7.3 響應時間目標的計算模型 264.7.4 多目標規(guī)劃約束條件的確定 274.7.5 以利潤、質(zhì)量和時間為目標的多目標規(guī)劃模型 284.8 多目標規(guī)劃模型的求解 284.8.1 目標函數(shù)權(quán)系數(shù) 的確定 284.8.2 客戶要求限制時間的確定 284.8.3 各目標函數(shù)值的無量綱化處理 294.8.4 模型的計算 29五、模型檢驗 305.1 對BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型的檢驗 305.1.1 對訓練過程精度的檢驗 305.1.2 對神經(jīng)網(wǎng)絡訓練后的精煤產(chǎn)量模型的精度檢驗 315.2 對規(guī)劃模型的靈敏度分析 31六、結(jié)果分析 326.1 對問題一中各因素重要性結(jié)果分析 326.2 對問題二、三的優(yōu)化結(jié)果的對比分析 326.2.1 對問題二、三的結(jié)果中各煤廠的生產(chǎn)供給