生产与服务系统中流程柔性结构和设计方法研究

流程柔性(process flexibility)是生产和服务型企业常用的应对需求不确定性、提高服务水平的有效手段。已有的流程柔性设计原则或者在应用上的细则不明确，或者需要进行大量的计算，有着一定的局限。本研究试图分析在需求信息不充分情况下流程柔性的平均绩效和worst-case绩效，并建立一个二阶段组合优化模型，探索流程柔性的有效设计方法。我们还通过对有效流程柔性结构特征的总结，试图首次揭示流程柔性和扩展图(Graph Expander)的关联，并将扩展图理论运用于流程柔性的设计。这些设计方法可以系统地、快速地设计出有效流程柔性结构，并可以应用于大型制造企业柔性生产系统设计、服务中心人员调度等多种生产和服务管理领域中。

本课题对流程柔性结构测度和设计方法进行探讨。流程柔性最常用的结构是1995年Jordan和Graves在Management Science 上提出的2-链结构，但是过往的研究一方面没有提供充分的理论支持说明2-链有效性的原因，另一方面也很少涉及在2-链不太适用的非对称系统中（即需求节点数量和供给节点数量不同）流程柔性设计问题。本课题主要研究的方向为(1)考虑在非对称系统中流程柔性设计问题；(2)探讨在不同环境下流程柔性效益测度；(3)流程柔性理念和设计方法在不同领域里的应用。针对以上的方向本课题的主要研究内容为：(a)探讨了2-链结构的平均绩效，并证明在对称系统中2-链可以达到约97%的完全柔性绩效；(b)分析了在需求信息不完整情况下流程柔性绩效评估方法；(c)建立在广义非对称系统中设计流程柔性的方法：Ψ-膨胀图法（Ψ-Expander) 和约束条件取样法(constraint sampling);(d) 探索了流程柔性设计概念在多元分销网络选址库存问题中的应用、在部分延迟生产(partial production postponement) 情况下的应用等。本课题现在已顺利按计划完成，主要结果是在国际期刊上发表了5篇论文，其中有两篇发表在Operations Research期刊，一篇发表在Production and Operations Management期刊。