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应急物资动员链供应子链构建与优化研究

巩玲君  
【摘要】:近年来,我国各类突发事件频发,给人民生命财产造成了重大损失。党中央和国务院高度重视突发事件应急管理工作,不断加强我国的应急管理体系建设,初步形成了由“一案三制”构成的应急管理体系,2018年又组建了应急管理部。应急物资是支撑应急管理工作的基础性资源,应急物资的供给情况直接影响应急处置的效果,因此全国应急管理“十二五”规划明确指出“要加强应急物资保障能力建设”。应急物资需求具有“平时需求量少,急时需求量大,难以预测”的特点,若急时存量的应急物资无法满足灾区的应急物资需求,则需要通过应急生产,提升应急物资的超常供给能力,保障应急物资的超常需求。本文以国家应急管理重大需求为牵引,针对应急物资超常供给的难题,以提供应急物资超常供给能力为研究目标,以完成应急物资动员生产保障任务为切入点,在研究应急物资动员链基本理论的基础之上,重点研究具体负责完成应急物资动员生产保障任务的应急物资动员链供应子链的构建与优化问题,并以汶川特大地震后活动板房的动员生产保障案例进行分析,验证应急物资动员链供应子链构建与优化模型的适用性,为完善应急管理和敏捷动员理论提供依据,为指导实际工作提供帮助。本文进行了以下几项创新性研究工作,并取得了相应的研究结论和成果。(1)提出了应急物资动员链基本理论框架。将国民经济动员链思想引入应急物资保障活动中,运用国民经济动员理论解决满足应急物资超常需求时的应急物资保障问题,界定了应急物资动员链的内涵、特征、构建目标、构成要素和结构,分析了应急物资动员链动态性变化特点,提出了应急物资动员链的构建方法。(2)建立了应急物资动员链供应子链基本模型。该模型以在最短时间内用最小成本完成应急物资动员生产保障任务为目标,是一个面向一种应急物资、多供应商、多制造商、单临时储备库的并发生产与调度多目标优化模型。鉴于此基本模型的目的是为了在初步构建应急物资动员链过程中确定最优的动员生产保障方案,将此目标函数设计为追求时间最短的一级目标和追求成本最低的二级目标,并据此设计了二分法搜索改进算法,用LINGO软件对应急物资动员链供应子链基本模型进行求解。(3)建立了基于节点动态性变化的应急物资动员链供应子链优化模型。该模型考虑应急物资保障过程中的多种原材料供应问题,关注决策者的动员政策对应急物资生产能力的影响,以应急物资动员生产保障任务完成的时间最短和成本最低为目标,是一个涵盖多类供应商、多制造商以及单临时储备库的应急物资保障多目标规划模型;该模型是从节点角度优化应急物资动员链供应子链基本模型;鉴于带精英策略的非支配遗传算法(NSGA-Ⅱ)在求解多目标规划问题上的优异表现,运用NSGA-Ⅱ算法对模型进行了求解;根据算例分析表明,该算法能够得到较好的多目标Pareto前沿。(4)建立了基于路径动态性变化的应急物资动员链供应子链优化模型。该模型考虑应急物资从制造商运往灾区临时储备库的路径可靠度,以及从灾区临时储备库配送到各受灾点的路径可靠度,以应急物资动员生产保障任务完成的时间最短、成本最低以及应急物资运输和配送的可靠度最高为目标,是一个涵盖多供应商、多制造商、多临时储备库以及多受灾点的应急物资保障多目标规划模型;该模型是从路径角度优化应急物资动员链供应子链基本模型;鉴于NSGA-Ⅱ算法在求解高维目标函数时容易陷入局部最优的问题,引入基于改进的非支配邻域选择的多目标优化算法(NNIA2),对多目标规划模型进行求解,并与NSGA-Ⅱ算法进行比较;算例分析表明,NNIA2算法具有更好的收敛性,能够得到较好的Pareto前沿。(5)建立了应急物资动员链供应子链整体优化模型。该模型以应急物资动员生产保障任务完成的时间最短、成本最低以及应急物资运输和配送的可靠度最高为目标,是一个涵盖多类供应商、多制造商、多临时储备库和多受灾点的应急物资保障多目标规划模型;该模型是从整体(节点和路径)上优化应急物资动员链供应子链基本模型;鉴于NNIA2算法在求解三个目标函数方面的良好表现,采用NNIA2算法对模型进行了求解,并通过算例和汶川特大地震后活动板房的动员生产保障案例验证了模型和算法的有效性。


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