Averaging frameworks for simulation optimization with applications to simulated annealing

We present two frameworks for designing random search methods for discrete simulation optimization. One of our frameworks is very broad (in that it includes many random search methods), whereas the other one considers a special class of random search methods called point‐based methods, that move iteratively between points within the feasible region. Our frameworks involve averaging, in that all decisions that require estimates of the objective function values at various feasible solutions are based on the averages of all observations collected at these solutions so far. Also, the methods are adaptive in that they can use information gathered in previous iterations to decide how simulation effort is expended in the current iteration. We show that the methods within our frameworks are almost surely globally convergent under mild conditions. Thus, the generality of our frameworks and associated convergence guarantees makes the frameworks useful to algorithm developers wishing to design efficient and rigorous procedures for simulation optimization. We also present two variants of the simulated annealing (SA) algorithm and provide their convergence analysis as example application of our point‐based framework. Finally, we provide numerical results that demonstrate the empirical effectiveness of averaging and adaptivity in the context of SA. © 2012 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2012     

马尔可夫过程的k/N系统使用任务完成能力分析

研究了任务期间允许换件维修和备件供应时k/N系统的任务完成能力.首先,利用马尔可夫过程分析了k/N系统的状态转移过程,研究了k/N系统在特定维修保障策略下的运行过程.然后,以k/N系统固定任务时间内在正常状态停留时间的分布函数作为其任务完成概率模型,并通过全概率分解和更新过程的分析方法对任务完成概率进行求解.最后,利用任务完成概率模型在Matlab中绘制了任务完成概率随任务时间、任务量、备件携行数量以及备件平均供应时间的变化曲线,讨论并分析了对任务完成概率的影响.     

外廊及室外平台作为安全出口的可行性分析

以大型商业综合体为例,对大型商场内建筑中部的疏散楼梯难以直接通向室外这一问题进行分析,提出将通向外廊和室外平台的出口计入安全出口,并对其可行性、设计方案及采用该设计方案时应注意的问题进行了探讨.结果表明,当外廊和室外平台满足一定的条件时,可将其计入安全出口.     

舰艇编队海上运输补给物资需求预测方法

按照是否与任务、事件相关,将物资需求分为两类,对于任务、事件相关物资需求的预测,将任务进行合理的分解,并根据物资消耗与任务、事件之间的关系,给出了预测的一般模型;对于与任务、事件联系不紧密的物资需求的预测,则根据历史经验及该物资固有的消耗规律,提出了经验预测模型。为了解决舰艇编队海上运输补给物资需求预测所存在的问题,利用案例推理的方法生成了预测所需的样本数据,以最小二乘向量机(LSSVM)模型为预测模型,并以岛屿进攻作战的防空弹药需求预测为例进行了实例分析。结果表明:案例推理生成的样本数据可用,选用LSSVM模型的预测结果与其他预测模型表现出了一致性,但LSSVM相对误差较小;该方法在某种程度上解决了样本数据有限的问题,适用于作战物资需求的预测问题。     

供电电缆磁场辐射的预测模型及优化设计

基于磁场叠加原理,建立了单相、三相、并联单相、并联三相供电电缆常见布局方式下的磁场辐射计算模型,并给出了降低电缆磁场辐射的优化布局方法。仿真与实验结果表明:该计算模型有较高的准确性,有助于把握供电电缆磁场辐射的决定因素,可用于快速指导供电电缆的优化设计,以避免反复的仿真或实验试探,缩短设计时间,降低设计成本。     

面向作战任务的弹药消耗预测模型研究

针对战时弹药供应存在断供以及盲供问题,从实战情况出发,按照宏观把握与微观分析相结合的思想,在重点分析弹药消耗规律与补给特点的基础上,建立了基于消耗规律的战时弹药预测模型．以红蓝双方对抗演习为背景,以影响弹药消耗与补给的各类因素为落脚点,通过数值计算与结果对比分析,验证了预测方法的有效性,一定程度上为指挥员宏观层面上整体把握弹药消耗规律,快速制定弹药补给方案提供了重要的辅助支撑作用．     

化工园区远程供水系统的应用研究

化工园区一直是大型和超大型火灾的高发地,而这些地方一旦发生火灾,很难在短时间内扑灭,这就需要灭火现场有充足的水源供灭火设备使用。在化工园区火灾案例分析基础上,对远程供水系统作了简要介绍,结合安徽八一化工厂案例,对远程供水系统在具体应用中水源选取、流量选择等内容进行了分析,并分析了输水过程中的水压损失,为远程供水系统在化工园区的选择和应用提供了理论帮助。     

大空间建筑消防给水系统的优化研究

大空间建筑存在火灾危险性较大、消防员施救灭火困难等诸多问题,这对大空间建筑消防给水系统的设计提出了很高的要求,而随着现代建筑水平的日益提高,大空间建筑的个性化设计又给消防给水系统的设计增加了一定的难度。从研究常用的大空间建筑消防给水系统入手,分析当前大空间建筑消防给水系统常见的一些问题,并从三个方面对大空间建筑消防给水系统的设计优化提出可行性建议,以期对大空间建筑消防给水系统的设计优化有所帮助。     

基于险度函数的装备供应链库存风险损失度量

目前,对供应链库存风险损失的定量研究比较少,而定量研究中鲜有对风险偏好变化问题的研究,因此首先分析了各种风险度量方法,通过比较采用了险度函数作为对装备供应链风险损失的度量方法;然后,结合装备供应链实际,提出了定常风险偏好特性险度函数和可变风险偏好特性险度函数的适用范围,以及装备供应链库存风险损失度量的损失水平值,并给出了装备供应链库存风险损失度量函数;最后,通过算例进行了验证.实验结果表明:行为人的不同风险偏好特性会对同一事态产生不同的预判,进而可能影响对风险的决策,这是符合客观现实的.     

Strategic obfuscation of production capacities

Recent supply‐chain models that study competition among capacity‐constrained producers omit the possibility of producers strategically setting wholesale prices to create uncertainty with regards to (i.e., to obfuscate) their production capacities. To shed some light on this possibility, we study strategic obfuscation in a supply‐chain model comprised of two competing producers and a retailer, where one of the producers faces a privately‐known capacity constraint. We show that capacity obfuscation can strictly increase the obfuscating producer's profit, therefore, presenting a clear incentive for such practices. Moreover, we identify conditions under which both producers' profits increase. In effect, obfuscation enables producers to tacitly collude and charge higher wholesale prices by moderating competition between producers. The retailer, in contrast, suffers a loss in profit, raises retail prices, while overall channel profits decrease. We show that the extent of capacity obfuscation is limited by its cost and by a strategic retailer's incentive to facilitate a deterrence. © 2014 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 61: 244–267, 2014