工业工程与管理

  • 数字阅读文本呈现形式对走神行为的影响——基于眼动追踪技术

    郭伏;方晨;任增根;罗亦哲;

    本文通过眼动实验探索文本呈现形式(逐行高亮和文本行长)对数字阅读中走神行为的影响,并揭示数字阅读中用户走神与未走神状态下的眼动模式。招募40名被试大学生进行眼动实验,记录被试的阅读行为绩效、主观感知和眼动数据。结果显示,逐行高亮和短文本行长能够减少用户走神次数、提高阅读理解绩效、缩短阅读时长、减少眨眼次数和眨眼持续时间。逐行高亮增加了用户的注视次数,短文本行长增加了用户的平均注视时间。结果表明,数字阅读的逐行高亮与文本行长对用户的走神行为和眼动模式存在显著影响。数字阅读时用户走神状态与未走神状态下存在不同的眼动模式。研究结果为数字阅读器生产商的数字阅读界面设计提供了理论指导。

    2025年02期 v.30;No.171 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1857K]
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  • 考虑并行作业的上下双工位提升机优化调度问题

    任亮;项奕荣;胡依娜;马云峰;

    在穿梭车立体仓库中,提升机往往是影响仓库整体运行效率的瓶颈。设立多工位提升机既能提高仓库吞吐能力,也能改进仓库处理货物出入库的工作模式。本文针对上下双工位提升机的运行特点,设计一套并行调度的作业模式,以最小化总完工时间为目标,建立穿梭车立体仓库货物出入库作业调度模型,根据问题特点提出了基于自适应大邻域搜索的混合启发式算法。数值实验表明,该混合启发式算法能在大幅缩短求解时间的前提下得到高质量的解,且展现出较强的求解稳定性。此外,随着提升机运行速度的加快,仓库整体运行效率的优化效果逐渐减弱;而随着提升机装货/卸货时间的缩短,仓库整体运行效率的优化效果却更加明显。与单工位提升机作业模式相比,采用上下双工位提升机并行作业模式的工作效率提升约50%;与上下双工位非并行作业模式相比,提升幅度超13%。

    2025年02期 v.30;No.171 10-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1931K]
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  • 考虑消费者类型的电商平台服务创新模式与两阶段定价策略研究

    徐兵;张勇;谢菲;

    考虑一个制造商、一个电商平台以及两种类型消费者构成的平台供应链,针对服务创新问题,分别构建在封闭式服务创新、开放式服务创新模式下的两周期动态博弈模型,分析并讨论了制造商和电商平台的最优决策。研究发现:相比封闭式服务创新模式,开放式服务创新模式可以减弱策略型消费者的“等待”“观望”等延迟购买行为,刺激全价期和折扣期内的市场需求。在两个销售周期内,制造商服务创新参与度对服务创新水平的影响存在异质性:折扣期内,参与度越高,服务创新水平越高;而在全价期内,参与度越高,服务创新水平反而越低。高水平的参与度并不意味着高水平的服务创新,只有将参与度保持在合理区间,才能发挥开放式服务创新模式的作用。

    2025年02期 v.30;No.171 23-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 2136K]
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  • 回收品质量随机下的闭环供应链价值恢复策略

    李帮义;刘文萍;王哲;陈信同;程永波;

    企业建立回收利用体系,实现废旧产品价值恢复,是其责任所在。考虑回收品质量随机性特征,引入零部件拆解和再制造组合价值恢复方式,分别构建制造商恢复和授权第三方恢复、零售商销售的闭环供应链系统,从收益、环境影响和消费者剩余多种角度评估两种恢复模式优劣,并明确组合价值恢复的实施条件和标准。研究结果表明,制造商自行恢复更具利润优势,且该模式产生的环境影响更小。在授权恢复模式下,恢复责任由第三方循环者承担,该模式有利于零售商利润的提升和消费者福利的增加。此外,通过引入固定补偿契约,授权模式下可能实现多方共赢局面。研究还发现,给定恢复模式下,当新产品生产成本较大或零部件残值较低时,组合价值恢复方式更具优势。

    2025年02期 v.30;No.171 33-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1605K]
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  • 基于实时需求的预制构件生产动态调度优化研究

    王朝静;刘松杨;李可;

    装配式建筑是我国建筑产业化的必由之路。针对装配式建筑预制构件生产成本高、难以按时交付等发展困境,构建基于状态感知的预制构件生产动态调度优化模型。提出构件实时生产状态与生产资源需求变化映射规则,对预制构件多工序多时段生产资源进行动态配置,优化各构件生产完成时间。在最少资源成本条件下,实现预制构件按时交付目标,促进预制构件生产计划从“粗放式静态配置”向基于实时需求响应的“精细化动态调度优化”转变。基于实际案例的计算结果表明:动态调度优化模型与传统静态分配方法相比,更能够降低生产资源成本,更有助于构件按时交付,在资源总量受限、工序操作时间长的生产调度中优势更为突出。

    2025年02期 v.30;No.171 43-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 2142K]
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  • 碳交易政策下考虑碳规制差异的供应链协调研究

    柴强飞;孙明耀;陈信同;

    碳排放交易政策是实现碳达峰和碳中和的核心工具与政策之一。然而,现有碳排放交易政策呈现出供应链上下游企业之间碳规制差异的特点,在此背景下如何实现供应链上下游的协调问题亟待解决。为此,在碳交易政策下构建了存在碳规制差异的上游供应商和下游制造商组成的两级供应链,分别研究集中式决策和不同契约机制下的分散式决策,探讨批发价格契约、成本分担契约和收益共享契约能否实现碳规制差异下的供应链协调以及可以实现协调的契约参数。研究结果表明,收益共享契约下的最优运营决策可以实现仅次于集中式决策的效率。与传统供应链协调不同,碳规制差异下成本分担契约无法实现供应链协调,而采用收益共享契约可以实现协调。当收益共享比例处于0.25到0.50的范围时,制造商和供应商均可以获得更多的利润。

    2025年02期 v.30;No.171 54-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1697K]
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  • 数字赋能视阈下乡村农业产业链高质量发展主体协同演化策略——基于服务型政府视角

    祝琴;孔琳;王圣云;邓桂蕾;崔雪婷;

    基于演化博弈理论,本文引入服务型政府组建的乡村农业产业中心,构建以养、种、加为核心主体的数字赋能视阈下乡村农业产业链的演化博弈模型,探讨了不同条件下系统的演化稳定策略,并对不同因素影响下的三方协同策略进行动态仿真分析。结果表明:政府购买的第三方数字赋能服务水平对主体是否选择合作具有重要引导作用,数字赋能提高产业主体向协同合作的行为演化概率;随着农业补贴、产业主体违约成本和政府监管力度的提高,产业链数据共享风险降低,产业链主体更倾向继续参与合作。此外,研究发现养、种、加三主体博弈过程中受环境因素影响程度存在差异,其中,加工业影响最大,养殖业和种植业次之。最后从政府农业补贴、产业链数据共享和政府监管服务三方面提出推动数字赋能视阈下乡村农业产业链高质量发展策略。

    2025年02期 v.30;No.171 64-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 4552K]
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  • 异质化补贴下网络货运低碳运输的动态激励研究

    张旭;陆宣源;胡小慧;袁旭梅;

    针对网络货运模式下低碳货物运输的动态激励问题,以政府、货运平台与运输司机组成的网络货运系统作为研究对象,建立考虑多主体低碳决策影响的微分博弈模型,在不同补贴组合情形下运用汉密尔顿-雅可比-贝尔曼方程求解各主体最优低碳行为决策与激励效果,分析影响因素并验证理论推导的正确性。研究结果显示:低碳补贴组合策略有助于低碳货运的发展,货运平台是否参与对低碳运输的激励取决于其实际边际利润;动态激励的效果与各主体低碳努力的成本系数负相关,与各主体创造边际利润系数和其低碳努力对低碳运输水平的影响系数正相关;在网络货运平台的主导下,各主体能不断动态优化努力程度并提高收益;货运平台对运输司机的抽成行为在不同补贴组合情形下将产生差异化效果。从政府管理举措、货运平台低碳投入等方面提出相关启示建议,为低碳运输激励问题提供理论支持与现实参考。

    2025年02期 v.30;No.171 80-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1804K]
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  • 人机共驾中振动触觉预警对接管绩效的影响研究

    黄进辉;邹乐;张放达;张婷茹;

    在驾驶员视觉和听觉感官通道被车载信息系统广泛占用的背景下,刺激触觉通道的振动预警以紧急性高、唤醒度强、受干扰小等优点,成为一种潜在有效的接管预警手段。本文通过两个驾驶仿真模拟实验,对比了振动预警、视觉预警和手动驾驶下的驾驶绩效和眼动特征,探索了无视觉次任务和有视觉次任务时振动预警的有效性。结果表明,无论是否存在视觉次任务,振动预警都诱发了较快的反应时间、较大的接管紧迫度和较好的纵向车辆控制;然而,在横向车辆控制方面,振动预警不如视觉预警。对于视觉预警,在无视觉次任务时,驾驶员在接管时展示了较低的平均速度和较小的道路偏移值,表明接管的安全性较优。但是,在有视觉次任务时,视觉预警的最大纵向减速度和眼动特征都受到了负面影响,而对振动预警下的这两个指标影响较小。因此,振动预警在紧急接管场景或有视觉次任务干扰时具有较好的应用前景,可作为一种潜在有效的接管预警手段。本研究为L3级自动驾驶交互界面的设计优化提供了理论支撑和指导。

    2025年02期 v.30;No.171 91-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 1900K]
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  • 群决策视角下考虑信息扰动的产业创新链优化GERT网络模型

    何宇轩;郭本海;向堃毓;

    立足产业技术创新现实问题,考虑产业创新系统内外部信息扰动双重叠加作用,以新能源汽车为例,构建带有信息扰动的产业创新价值流动随机网络(IVF-GERT)模型。以此为平台,揭示个体决策、关键主体主导式群决策和混合主体参与式群决策三种不同决策模式下,IVFGERT网络价值流动及价值增值规律。研究表明,新能源汽车动力电池、整车制造和废旧回收等主体,居创新链关键地位,且受信息扰动影响明显;相应地,增加关键主体创新投入,对创新链运行效率提升有显著积极影响。进一步分析,群决策模式更有利于创新价值增值;信息扰动程度与资源投入量对参与主体采取何种类型群决策模式有决定性影响。

    2025年02期 v.30;No.171 100-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 2540K]
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  • 考虑3PL保鲜努力的双渠道供应链信息共享决策

    陈晓旭;徐梦;牛占文;

    在一个由线上直销渠道和线下零售渠道组成的生鲜农产品双渠道供应链中,存在着靠近消费终端市场的供应商和销售商是否向供应链成员共享需求预测信息的矛盾。基于供应商和销售商都掌握一部分市场需求预测信息的情形,构建了供应商和销售商均不共享信息、仅供应商共享信息、仅销售商共享信息和均共享信息四种不同的信息共享策略下的三级双渠道博弈模型,运用逆向归纳法得到各企业的均衡决策,分析了收益分配比例、保鲜成本系数、新鲜度灵敏性系数和需求预测信号对企业利润的影响,研究了供应商和销售商的信息共享策略。并在此基础上,设计了激励契约对信息共享策略进行改进。研究表明:均共享信息对供应链整体和成员均有利。但由于供应商和销售商之间存在信任风险,使其均会选择不共享信息,导致第三方物流的信息共享均衡和供应商、销售商的信息共享均衡存在偏差,而供应链整体绩效在供应商和销售商均共享信息时达到最优,因此可以设计转移支付契约来保证供应商和销售商均进行信息传递。契约实施后,无论消费者是否重视生鲜农产品的新鲜度,供应链的整体利润均会达到帕累托最优,且此时供应链各成员的利润也得到提高。

    2025年02期 v.30;No.171 113-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 2056K]
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  • 机理增强的盾构掘进过程横纵双向地表沉降联合智能预测

    殷宪辉;牟朝群;陈艺震;何桢;宋明顺;

    盾构机掘进过程中地表沉降现象难以避免,通常沉降超过规定阈值或呈现不规则变化时会直接影响隧道的施工质量。因此,能否采取及时、准确的地表沉降监测手段预估沉降变化幅值及趋势,并对异常状态做出预警显得尤为重要。考虑到最大沉降值点与其所在环断面的沉降分布关系方面存在一定研究空间,提出一种沉降机理指导下的基于盾构机运行数据和沉降监测数据驱动的横纵双向地表沉降联合预测框架。首先,根据横向(环断面方向)沉降机理,采用多峰高斯拟合方法对沉降分布形态进行预测;其次,分析沉降序列的时空效应,并通过深度森林算法进行纵向(掘进方向)沉降值预测;然后,分析预测值是否位于依据沉降分布形态划定的预警区域内,并判定沉降有无异常,并以质量损失函数和多分类准确率指标为基础设计了联合沉降预测准确度的判定指标;最后,将模型应用到天津地铁4号线盾构施工过程的沉降预测中,多指标综合评价及联合判定结果的准确率验证了本文所提方法的有效性和优越性。

    2025年02期 v.30;No.171 126-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 3320K]
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  • 不相关并行机生产调度与设备维护集成优化

    杨梦月;董文杰;刘思峰;

    针对机器发生意外故障时不可用的情形,研究了不相关并行机生产调度与设备维护的集成优化问题。首先,综合考虑了服从威布尔分布的意外故障、周期性预防维护、故障维护以及顺序相关准备时间,构建了最小化最大完工时间的不相关并行机调度与维护联合优化模型。通过问题分析,得到了有效不等式和相关性质,加速了模型求解。接着,设计了融合加速搜索以及多样化邻域搜索策略的混合人工蜂群算法进行求解。最后,通过大量的数值试验验证了模型以及混合人工蜂群算法的有效性。仿真结果表明,不相关并行机生产调度与设备维护集成优化能够降低工件的最大完工时间,提高生产效率,为制造企业制定生产计划和设备维护集成方案提供了理论依据和技术支持。

    2025年02期 v.30;No.171 141-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 1623K]
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  • 共保机制在网约车安全能力建设中的应用研究

    侯立文;

    中小网约车平台在市场竞争中可通过增强自身的安全运营能力获得更大生存和发展机会。本文提出了一种共保机制,可确保中小平台持续进行安全投入。为展示该机制在实践中的应用,建立了一个针对两个网约车平台的动态博弈模型。模型的决策变量是平台每期的安全建设投入量。平台每期所保有的资金规模是状态变量,是一个具有Markov性质的函数。该动态博弈模型可看成是一个Bellman方程。考虑到维数灾难和随机因素的干扰,求解该方程解析解比较困难,因此本文采用了函数近似方法,通过设计一个多项式组合来近似该Bellman方程。本文还建立了一个经典报童模型,用于确定共保参与方的最优出资比例。数值仿真结果表明,该近似方法所产生的误差完全可以接受,就共保机制的效果而言,无论是各平台的安全投入,还是长期收益,都出现了增长,且该机制的长期效果也表现良好。

    2025年02期 v.30;No.171 151-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 1712K]
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  • 基于LS-SVR的FDM多响应稳健性参数优化及其权重影响分析

    崔庆安;魏亚茹;

    针对具有多个响应的熔融沉积成型稳健性参数优化问题,提出一种采用最小二乘支持向量回归机和改进双响应曲面法相结合的新方法。首先,利用拉丁超立方设计获取样本集,通过满意度函数法把多响应优化问题转化为单一响应优化问题;其次,采用最小二乘支持向量回归机分别拟合综合均值满意度和综合方差满意度的两个响应曲面模型;然后,以最大化综合均值满意度与综合方差满意度的几何平均值为寻优目标,采用遗传算法对模型寻优并进行实验验证;最后,将本文方法与改进双响应曲面法进行对比。结果表明,本文方法的优化效果更佳,验证了方法的有效性。

    2025年02期 v.30;No.171 159-168页 [查看摘要][在线阅读][下载 2906K]
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  • 基于深度强化学习的低碳运输路径优化模型

    张文会;郑文诏;向宇豪;肖宇欣;

    为了科学合理规划物流车辆路径,减少运输环节产生的碳排放,构建了基于深度强化学习的低碳运输路径优化模型。该模型根据复杂路况和碳排放来源,采用交通运输空气污染排放估算方法,以碳排放成本最小化为优化目标,综合考虑了道路坡度和车辆实时载重。为了快速求解模型最优值,提出了一个深度强化学习框架。该框架以所建模型的目标函数作为奖励信号,以改进的指针网络作为策略网络、深度卷积网络作为价值网络,以优势演员评论家算法作为强化学习方法。通过10节点、20节点和50节点规模下的300个模拟算例实验,验证所建模型和求解方法能够在不同规模下低碳路径规划问题中找到近似最优解。实验结果表明,本文所提出的深度强化学习框架与传统启发式算法相比,碳排放成本平均降低4.57%,求解效率平均提升95.86%。

    2025年02期 v.30;No.171 169-177页 [查看摘要][在线阅读][下载 2137K]
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  • 基于CUA模型的机器人培训业务投资决策分析

    孙健;陈晓萱;任宏涛;

    随着中国制造业向智能化转型的推进,工业机器人的培训需求快速增长。对于工业机器人企业而言,如何选择科学且高效的培训方式,以最大化企业和客户的效用,显得尤为关键。针对此问题,本文采用了期望效用理论,构建了成本-效用分析模型,并基于三种不同的培训模式,即完全收费培训、部分收费培训和完全免费培训,进行蒙特卡洛模拟分析,以此对比分析3年投资期内这三种培训方式的投资效用成本比。结果表明:在培训人次均匀分配的情况下,投资线下培训时,自建培训中心相比租赁第三方培训中心的投资价值更高;投资线上培训时,租赁学习平台相比自建学习平台的投资价值更高;当市场规模不超过4 000人时,培训人次越多,线上培训和VR互动培训的投资价值越高。

    2025年02期 v.30;No.171 178-188页 [查看摘要][在线阅读][下载 2107K]
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  • 考虑研发风险的联盟决策与产能共享策略

    吴晓丹;杜静;岳殿民;

    高风险、高投入是产品研发的典型特征,也是阻碍制造商创新发展的重要因素。为响应国家创新驱动战略,制造商可以与零售商联盟来分摊高额成本,也可以共享产能、分担研发失败的风险。基于此,在研发风险下考虑制造商的联盟决策(与零售商联盟或不联盟)和产能共享策略(共享或不共享)构建四个博弈模型,研究了联盟决策和产能共享策略对供应链成员决策和收益的影响。结果表明:无论是否共享产能,制造商均应与零售商联盟,零售商定价受到提质增效效应的影响,低提质增效时联盟情形下零售价格高于不联盟;无论是否联盟,当产能投资成本较低时,制造商应共享产能,制造商是否共享产能影响零售商定价,产能共享情形下零售价格可能高(低)于无产能共享情形。

    2025年02期 v.30;No.171 189-199页 [查看摘要][在线阅读][下载 2227K]
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  • 基于灵活充电策略的RMFS任务分配与充电调度协同优化

    赵一鸣;黄敏;焦国帅;宋扬;王兴伟;

    订单拣选效率是移动机器人拣货系统(robotic mobile fulfillment systems,RMFS)优化研究的重点关注指标。为减少RMFS中自动导引运输车充电过程的排队等待时间,提出一种灵活充电策略,并针对RMFS的任务分配与充电调度协同优化问题建立以最小化订单拣选时间为目标的混合整数线性规划模型。为提高求解效率,设计了一种嵌入强化学习的遗传算法。实验结果验证了所提算法的有效性和协同优化的重要性,同时表明采用所提充电策略能够减少充电等待时间,进而提高订单拣选效率。

    2025年02期 v.30;No.171 200-210页 [查看摘要][在线阅读][下载 1963K]
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  • 考虑隐私保护的智能制造企业边云计算资源的配置

    费雪冬;谭柯欣;赵庆平;孙新宇;

    智能制造企业如何基于边云协同框架来配置计算资源,从而控制其日益攀升的数据处理成本已迫在眉睫。该问题建模为计算资源在云层、设备层部署的0-1规划问题,不仅考虑工业生产设备层数据处理所需的各项成本,而且还考虑云层数据的隐私保护。模型优化结果表明,与数据仅在边、云单层级处理相比,边云协同计算不仅可以确保完成所有数据处理任务,而且成本更低。当考虑隐私保护时,存在最优保护水平来控制数据处理成本。在边云协同处理的设置下,可通过调整边缘层时延约束来实现数据处理成本和耗时的双重优化,并保持较高的隐私保护水平。此外,在云层处理的数据量越多,最优隐私保护水平反而越低,此时智能制造企业的最优决策为少保护多赔偿。

    2025年02期 v.30;No.171 211-222页 [查看摘要][在线阅读][下载 2522K]
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