《系統(tǒng)工程 第6版》 課件 第8章 系統(tǒng)工程應(yīng)用實(shí)例 實(shí)例1-8 中國載人航天工程的系統(tǒng)工程方法- SHSW煤礦精益系統(tǒng)實(shí)施

1第八章

系統(tǒng)工程應(yīng)用實(shí)例實(shí)例一：中國載人航天工程

的系統(tǒng)工程方法1.國內(nèi)外載人航天工程發(fā)展歷程2.中國載人航天工程發(fā)展途徑的綜合論證及系統(tǒng)方法2.1論證過程2.2方法應(yīng)用3.中國載人航天工程的系統(tǒng)工程管理創(chuàng)新3.1中國航天系統(tǒng)工程管理體系的初步系統(tǒng)分析3.2中國載人航天系統(tǒng)工程管理體系3.3基于模型的系統(tǒng)工程在中國載人航天系統(tǒng)工程管理中的應(yīng)用4.認(rèn)識和思考1.國內(nèi)外載人航天工程發(fā)展歷程

航天工程是探索、開發(fā)和利用太空(地球大氣層以外的宇宙空間)以及地球以外天體的大型綜合性工程,其任務(wù)是構(gòu)建并運(yùn)行航天工程大系統(tǒng)。

航天工程大系統(tǒng)一般包括航天器系統(tǒng)、運(yùn)載器(運(yùn)載火箭、航天飛機(jī))系統(tǒng)、發(fā)射場系統(tǒng)、測控通信系統(tǒng)、空間應(yīng)用系統(tǒng)等,實(shí)施載人航天任務(wù),還包括航天員系統(tǒng)和航天著陸場系統(tǒng)。

航天工程分為人造地球衛(wèi)星航天工程、載人航天工程和深空探測航天工程,其中載人航天工程是規(guī)模最大、系統(tǒng)最復(fù)雜、技術(shù)難度高、最具挑戰(zhàn)性的航天工程。

載人航天工程分為載人飛船(包括衛(wèi)星式載人飛船和登月載人飛船等)航天工程、空間站航天工程和航天飛機(jī)航天工程等,這些航天工程可簡稱為工程。載人航天工程具有高技術(shù)、高投入、高風(fēng)險(xiǎn)和高效益的顯著特點(diǎn)。1.國內(nèi)外載人航天工程發(fā)展歷程蘇聯(lián)和美國是世界上最早開展載人航天工程的國家,都始于20世紀(jì)50年代末期,從載人飛船起步開始,最后聚焦在空間站工程。改革開放使中國進(jìn)入了新的歷史發(fā)展時(shí)期,在國際上載人航天工程快速發(fā)展的大背景下,1985年中國開始新時(shí)期的載人航天工程前期論證，歷時(shí)7年后，于1992年9月正式啟動了載人航天工程。中國載人航天工程從前期論證至今歷經(jīng)近40年，是航天系統(tǒng)工程和系統(tǒng)工程管理創(chuàng)新的成功實(shí)踐，其中一些重要工作過程及結(jié)果集中體現(xiàn)了系統(tǒng)思維和系統(tǒng)工程方法的突出特點(diǎn)與最新發(fā)展。從1985年啟動預(yù)先研究到1992年載人航天工程正式立項(xiàng)歷時(shí)7年,是工程的前期論證階段。這個(gè)階段經(jīng)過了概念性研究、發(fā)展戰(zhàn)略研究、工程方案設(shè)計(jì)和可行性研究、工程技術(shù)及經(jīng)濟(jì)可行性論證,提出了“三步走”發(fā)展構(gòu)想等,形成了完整的頂層設(shè)計(jì)。在工程如何起步的論證過程中,最初提出幾種發(fā)展途徑后,論證集中在研制兩種不同的天地往返運(yùn)輸系統(tǒng)之爭:一種是由載人飛船和運(yùn)載火箭組成的一次性使用的運(yùn)輸系統(tǒng),另一種是可以部分重復(fù)使用的小型航天飛機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)。在對兩種發(fā)展途徑歷經(jīng)5年的論證過程中,參與論證的各方面專家從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會等多方面進(jìn)行了綜合分析與權(quán)衡比較,逐步統(tǒng)一了認(rèn)識,選擇了以載人飛船起步的發(fā)展途徑。2.中國載人航天工程發(fā)展途徑的綜合論證及系統(tǒng)方法2.1論證過程在中國載人航天工程發(fā)展途徑的綜合論證過程中，始終堅(jiān)持民主化、科學(xué)化、系統(tǒng)化，運(yùn)用錢學(xué)森提出的“從定性到定量綜合集成方法”（簡稱“綜合集成方法”）開展了專項(xiàng)研究工作，對科學(xué)論證和正確決策發(fā)揮了重要作用。以飛船方案為主體開展的“中國載人航天發(fā)展戰(zhàn)略研究”課題，按照綜合集成方法,強(qiáng)調(diào)在系統(tǒng)框架指導(dǎo)下綜合運(yùn)用多學(xué)科、多門類知識，對所涉及的各種約束條件以及內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行總體分析和論證。2.中國載人航天工程發(fā)展途徑的綜合論證及系統(tǒng)方法2.2方法應(yīng)用2.中國載人航天工程發(fā)展途徑的綜合論證及系統(tǒng)方法2.2方法應(yīng)用基于此框架，一方面從宏觀大環(huán)境角度研究載人航天的必要性和可行性，另一方面從微觀技術(shù)經(jīng)濟(jì)層面研究載人航天實(shí)現(xiàn)的可能性和有效性。要解答此框架的諸多問題,還需要將定性分析與定量分析、專家體系與機(jī)器體系、縱向比較與橫向比較、理論研究與實(shí)地調(diào)查等有機(jī)結(jié)合起來。定性分析包括對發(fā)展規(guī)律、發(fā)展態(tài)勢、價(jià)值觀、發(fā)展思路以及技術(shù)能力等的基本判斷,是理論知識、現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)、專家判斷的綜合。定量分析是對技術(shù)能力、水平、經(jīng)濟(jì)性等的定量統(tǒng)計(jì)、推斷、計(jì)算與評估。對不同技術(shù)途徑的系統(tǒng)分析問題框架為基礎(chǔ)，按照系統(tǒng)工程工作方式及多重結(jié)合的要求，運(yùn)用綜合集成方法的簡要內(nèi)容及過程如下:首先，是以專家體系為主開展定性綜合集成研究。其次，是主要應(yīng)用機(jī)器體系開展定性定量相結(jié)合綜合集成研究。再次，是專家體系與機(jī)器體系配合開展從定性到定量綜合集成研究。最后，專家體系對大家都認(rèn)可的定量結(jié)論進(jìn)行綜合分析?？傮w來看，對中國載人航天工程發(fā)展途徑及相關(guān)方案運(yùn)用綜合集成方法進(jìn)行分析研究的過程，基本上是一個(gè)“定性→定量→‘定性+定量’→定性”和“交換-比較-反復(fù)”的過程。2.中國載人航天工程發(fā)展途徑的綜合論證及系統(tǒng)方法2.2方法應(yīng)用3.中國載人航天工程的系統(tǒng)工程管理創(chuàng)新3.1中國航天系統(tǒng)工程管理體系的初步系統(tǒng)分析圖8-1影響航天系統(tǒng)工程管理體系發(fā)展變化的技術(shù)與外部環(huán)境因素3.中國載人航天工程的系統(tǒng)工程管理創(chuàng)新3.1中國航天系統(tǒng)工程管理體系的初步系統(tǒng)分析3.中國載人航天工程的系統(tǒng)工程管理創(chuàng)新3.2中國載人航天系統(tǒng)工程管理體系3.中國載人航天工程的系統(tǒng)工程管理創(chuàng)新3.2中國載人航天系統(tǒng)工程管理體系1.以專項(xiàng)管理為核心的組織管理體系

我國載人航天工程，在中央專委直接領(lǐng)導(dǎo)下實(shí)施專項(xiàng)管理，即由總裝備部、國防科工委、中國科學(xué)院和中國航天科技集團(tuán)公司等部門、行業(yè)及單位，按照工程的科學(xué)技術(shù)流程和職能分工，組成跨部門、跨行業(yè)、高度集中統(tǒng)一的組織管理體系。在專業(yè)層面上，工程由工程總體和航天員、飛船應(yīng)用、載人飛船、運(yùn)載火箭、發(fā)射場、測控通信、著陸場等七大系統(tǒng)及其各自相應(yīng)的若干分系統(tǒng)構(gòu)成，職能非常明確。在管理層面上，根據(jù)任務(wù)的性質(zhì)，形成了平時(shí)和飛行任務(wù)期間兩種管理模式。3.中國載人航天工程的系統(tǒng)工程管理創(chuàng)新3.2中國載人航天系統(tǒng)工程管理體系2.以總體設(shè)計(jì)為龍頭的技術(shù)管理體系

工程總體和各系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)是為適應(yīng)航天型號系統(tǒng)工程特點(diǎn)而設(shè)立的。(1)科學(xué)確定總體方案。(2)嚴(yán)格控制技術(shù)狀態(tài)。(3)確保系統(tǒng)優(yōu)化和整體優(yōu)化。3.中國載人航天工程的系統(tǒng)工程管理創(chuàng)新3.2中國載人航天系統(tǒng)工程管理體系3.系統(tǒng)規(guī)范的質(zhì)量管理體系2021年11月，中國載人航天工程辦公室發(fā)布《載人航天工程質(zhì)量管理辦法（試行）》（簡稱《辦法》），進(jìn)一步規(guī)范和加強(qiáng)載人航天工程質(zhì)量管理工作?！掇k法》堅(jiān)持系統(tǒng)思維，從工程研制建設(shè)全局開展質(zhì)量管理工作。3.中國載人航天工程的系統(tǒng)工程管理創(chuàng)新3.3基于模型的系統(tǒng)工程在中國載人航天系統(tǒng)工程管理中的應(yīng)用針對載人航天器研制“單件小批量，對早期虛擬驗(yàn)證的需求更為迫切”的特點(diǎn)，基于模型的載人航天器研制模式與其他行業(yè)的MBSE方法論相比更加側(cè)重于驗(yàn)證。在載人航天器研制全周期中，共有系統(tǒng)設(shè)計(jì)閉環(huán)驗(yàn)證、產(chǎn)品設(shè)計(jì)閉環(huán)驗(yàn)證、實(shí)做產(chǎn)品閉環(huán)驗(yàn)證等三大閉環(huán)驗(yàn)證環(huán)節(jié)，如圖8-4所示。圖8-4

載人航天器研制過程中的三大閉環(huán)驗(yàn)證3.中國載人航天工程的系統(tǒng)工程管理創(chuàng)新3.3基于模型的系統(tǒng)工程在中國載人航天系統(tǒng)工程管理中的應(yīng)用在載人航天器研制全流程的各環(huán)節(jié)中,以模型作為研制數(shù)據(jù)承載與傳遞的載體,各類模型在各研制環(huán)節(jié)所應(yīng)用的軟件平臺中產(chǎn)生、傳遞和分析應(yīng)用,從而驅(qū)動型號的系統(tǒng)工程研制過程。圖8-5給出了全周期中六類模型和相關(guān)數(shù)據(jù)在各軟件平臺間的具體傳遞和交互關(guān)系。圖8-5各軟件平臺間模型交互關(guān)系3.中國載人航天工程的系統(tǒng)工程管理創(chuàng)新3.3基于模型的系統(tǒng)工程在中國載人航天系統(tǒng)工程管理中的應(yīng)用運(yùn)用MBSE——完成了總體-艙段-分系統(tǒng)-單機(jī)各級關(guān)鍵功能性能指標(biāo)的100%數(shù)字化傳遞、關(guān)聯(lián)與追溯實(shí)現(xiàn)了全三維設(shè)計(jì)、全三維下廠工作模式提高了生產(chǎn)制造及總裝測試的效率及正確性,部件研制效率提高一倍以上,總體AIT(總裝集成測試)過程管理效率提升40%以上系統(tǒng)地驗(yàn)證了MBSE方法的優(yōu)勢4.認(rèn)識和思考(1)航天工程孕育和發(fā)展了系統(tǒng)工程。國際上始于20世紀(jì)中葉的載人航天工程(如美國的“阿波羅”登月計(jì)劃)推動了系統(tǒng)工程的早期應(yīng)用和發(fā)展。中國載人航天工程經(jīng)過近40年的發(fā)展,特別是21世紀(jì)以來的多次(從神舟五號到十六號)成功發(fā)射和“三步走”戰(zhàn)略順利實(shí)施,成為系統(tǒng)工程創(chuàng)新發(fā)展的典范。在實(shí)踐中探索、形成的中國載人航天系統(tǒng)工程管理體系,彰顯、保障和促進(jìn)了中國航天事業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。(2)技術(shù)與管理的一體創(chuàng)新發(fā)展在載人航天系統(tǒng)工程中得到充分體現(xiàn)。中國載人航天工程運(yùn)用系統(tǒng)工程方法的實(shí)踐表明,系統(tǒng)工程的創(chuàng)新發(fā)展源自環(huán)境變化、問題驅(qū)動和實(shí)踐要求,而技術(shù)創(chuàng)新和工程演進(jìn)又不斷推動了系統(tǒng)工程的管理創(chuàng)新和體系化。(3)系統(tǒng)工程方法論及方法的綜合創(chuàng)新方興未艾。從錢學(xué)森提出的從定性到定量綜合集成方法到基于模型的系統(tǒng)工程(MBSE)等,系統(tǒng)工程理論、方法論、模型、技術(shù)等日益顯現(xiàn)出多重結(jié)合、有機(jī)融合、軟硬兼施、辯證統(tǒng)一、人機(jī)交互、系統(tǒng)集成等突出特點(diǎn),信息化、數(shù)智化影響越來越廣泛、深刻。包括縱向比較(歷史分析)、橫向比較和靶向比較(基于目標(biāo)和問題)的多維比較研究等也是管理系統(tǒng)分析的基本方法。實(shí)例二：油藏管理系統(tǒng)工程

分析方法1.背景2.研究內(nèi)容及技術(shù)路線2.1研究對象2.2研究目標(biāo)及任務(wù)2.3研究的技術(shù)路線3.部分系統(tǒng)分析過程及方法3.1油藏管理系統(tǒng)環(huán)境分析及情景預(yù)測3.2油藏管理系統(tǒng)動力學(xué)仿真分析3.3油藏管理的組織機(jī)制及激勵(lì)機(jī)制分析與設(shè)計(jì)3.4油藏管理績效綜合評價(jià)方法4.結(jié)束語

我國多數(shù)老油田已進(jìn)入開發(fā)中后期,面臨油氣開發(fā)技術(shù)難度、投資額度和風(fēng)險(xiǎn)程度日益增大,而石油儲量增長緩慢、環(huán)境保護(hù)要求及費(fèi)用遞增和油價(jià)波動性加大等宏觀行業(yè)態(tài)勢。

在此嚴(yán)峻形勢下,石油企業(yè)必須把優(yōu)化油氣田開采過程、降低油氣勘探開發(fā)成本作為重要開發(fā)戰(zhàn)略和運(yùn)營策略,注重加強(qiáng)以多學(xué)科協(xié)同攻關(guān)為主要特征的“現(xiàn)代油藏管理”,實(shí)現(xiàn)油藏開發(fā)的工程優(yōu)化和效益最大化。

由于我國石油地質(zhì)的復(fù)雜性和特殊性,以及石油企業(yè)管理體制和運(yùn)營環(huán)境差異較大,國外成熟的現(xiàn)代油藏管理模式不能直接應(yīng)用于我國現(xiàn)有石油企業(yè),需要進(jìn)行管理系統(tǒng)的二次開發(fā)。S油田分公司(以下簡稱S油田)作為我國東部老油田的典型代表,較早開始關(guān)注和推進(jìn)現(xiàn)代油藏管理的開發(fā)與應(yīng)用。

1.背景現(xiàn)代油藏管理具有顯著的系統(tǒng)特征,主要有:(1)整體性。(2)過程連續(xù)性。(3)多級遞階性。(4)后效性。1.背景

2.1研究對象2.研究內(nèi)容及技術(shù)路線圖8-6

油藏管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

2.2研究目標(biāo)及任務(wù)2.研究內(nèi)容及技術(shù)路線(1)初步明確油藏管理系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律及作用機(jī)理。(2)分析并設(shè)計(jì)油藏管理機(jī)制。(3)比較油藏管理模式并進(jìn)行分析評價(jià)。(4)創(chuàng)建問題導(dǎo)向型模型體系。

2.3研究的技術(shù)路線2.研究內(nèi)容及技術(shù)路線圖8-7

第一階段研究框架及技術(shù)路線

2.3研究的技術(shù)路線2.研究內(nèi)容及技術(shù)路線圖8-8第二階段研究框架及技術(shù)路線

3.1油藏管理系統(tǒng)環(huán)境分析及情景預(yù)測3.部分系統(tǒng)分析過程及方法油藏管理系統(tǒng)與外環(huán)境、媒環(huán)境和內(nèi)環(huán)境之間有著極其廣泛和密切的信息、物質(zhì)和能量交換,并與內(nèi)環(huán)境、媒環(huán)境相互交織,受到社會政治與政策、經(jīng)濟(jì)與經(jīng)營、技術(shù)、自然與生態(tài)、管理等多類環(huán)境要素的影響。

這里需要特別說明的是,媒環(huán)境可以被看作介于外環(huán)境與內(nèi)環(huán)境之間或?qū)儆谙到y(tǒng)內(nèi)外部共有,并常常起到連接外環(huán)境與內(nèi)環(huán)境、傳遞或轉(zhuǎn)換內(nèi)外部相互作用的一類要素的集合,是影響油藏管理的特殊環(huán)境因素（如右圖中的因素6、9、13、23、24）。

3.1油藏管理系統(tǒng)環(huán)境分析及情景預(yù)測3.部分系統(tǒng)分析過程及方法圖8-11

S油田油藏管理KSIM仿真模型圖8-12

關(guān)鍵輸出變量變化趨勢

3.2油藏管理系統(tǒng)動力學(xué)仿真分析3.部分系統(tǒng)分析過程及方法圖8-13油藏管理各分系統(tǒng)內(nèi)部的因果反饋關(guān)系

3.2油藏管理系統(tǒng)動力學(xué)仿真分析3.部分系統(tǒng)分析過程及方法圖8-14生產(chǎn)-油藏系統(tǒng)的仿真流圖

3.3油藏管理的組織機(jī)制及激勵(lì)機(jī)制分析與設(shè)計(jì)3.部分系統(tǒng)分析過程及方法

油藏管理的組織機(jī)制是油藏管理系統(tǒng)功能、結(jié)構(gòu)、環(huán)境共同作用的結(jié)果,是油藏開發(fā)與管理正常運(yùn)行的組織基礎(chǔ)及制度安排。油藏管理團(tuán)隊(duì)以業(yè)務(wù)流程為基礎(chǔ),按照結(jié)構(gòu)優(yōu)化的需要進(jìn)行設(shè)計(jì)和運(yùn)行,并可反作用于流程與結(jié)構(gòu),形成了中國管理情境下油藏管理組織機(jī)制中流程-結(jié)構(gòu)-團(tuán)隊(duì)三位一體的倒三角結(jié)構(gòu)。

針對油藏管理的不同階段及油藏開發(fā)中的不同業(yè)務(wù)項(xiàng)目,從油藏組織整合資源及多學(xué)科人員協(xié)同出發(fā),提出七種油藏開發(fā)團(tuán)隊(duì)的結(jié)構(gòu)類型:事務(wù)處理型、自我管理型、聯(lián)合工作型、集成型、核心型、遞階合作型和虛擬型。通過典型研究、系統(tǒng)分析及評價(jià)等，對各種結(jié)構(gòu)在油藏管理不同階段及不同業(yè)務(wù)項(xiàng)目下的適用性、有效性及定位進(jìn)行了分析、選擇與初步設(shè)計(jì)。進(jìn)而通過油藏管理區(qū)與其上級(采油廠)產(chǎn)出效益分配的完全信息動態(tài)博弈分析、油藏管理區(qū)與采油廠的微分博弈分析,以及油藏管理區(qū)之間的產(chǎn)出分配合作博弈分析,可以為油藏組織管理激勵(lì)機(jī)制設(shè)計(jì)提供政策建議。

3.4油藏管理績效綜合評價(jià)方法3.部分系統(tǒng)分析過程及方法

雖然不同的企業(yè)油藏管理的內(nèi)容可能會不同,但是其油藏管理的總目標(biāo)都可以歸結(jié)為改善及優(yōu)化油藏開發(fā),合理利用人力、技術(shù)、信息、資金等有限資源,以最低的投資和成本費(fèi)用從油藏資源中獲取盡可能大的收益,以實(shí)現(xiàn)資源經(jīng)濟(jì)可采儲量的最大化和經(jīng)濟(jì)、社會等效益的最大化,從而達(dá)到油藏開發(fā)綜合效能的最大化。圖8-15

S油田油藏管理目標(biāo)體系

3.4油藏管理績效綜合評價(jià)方法3.部分系統(tǒng)分析過程及方法指標(biāo)體系是績效評價(jià)的關(guān)鍵要素,從哪些方面進(jìn)行油藏管理績效綜合評價(jià),以及如何將油藏管理目標(biāo)體現(xiàn)在評價(jià)指標(biāo)上是本實(shí)例重點(diǎn)思考的問題之一,也是指標(biāo)體系構(gòu)建的前提。因此,從系統(tǒng)的角度分析油藏管理的目標(biāo)要素,進(jìn)而建立其目標(biāo)體系,以目標(biāo)的遞階層次結(jié)構(gòu)為框架,選取那些能很好反映油藏管理目標(biāo)的指標(biāo),構(gòu)建評價(jià)指標(biāo)體系,這是本實(shí)例構(gòu)建指標(biāo)體系的基本思路?？蛇M(jìn)行績效評價(jià)的具體方法是多種多樣的,其中專家評分法、層次分析法、灰色系統(tǒng)評價(jià)法、主成分分析法、模糊綜合評價(jià)法等容易受評估人員的主觀認(rèn)知局限性的影響;而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、DEA法、粗糙集理論等在一定程度上克服了主觀因素的影響,但數(shù)據(jù)運(yùn)算要求較高。每種方法都有其適用條件、范圍和優(yōu)缺點(diǎn)。對于綜合評價(jià)問題而言,任何一種單一的評價(jià)方法都有其自身無法克服的缺陷。4.結(jié)束語

油藏管理系統(tǒng)工程是系統(tǒng)工程方法論和方法在我國石油企業(yè)的新應(yīng)用，對以資源、技術(shù)、管理等為基本要素的能源、資源類企（行）業(yè)也有借鑒意義，符合堅(jiān)持系統(tǒng)觀念，貫徹新發(fā)展理念，推進(jìn)高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展的新要求。

本實(shí)例基于現(xiàn)代油藏管理的系統(tǒng)性特征，按照系統(tǒng)分析過程，采用初步系統(tǒng)分析、環(huán)境分析、解釋結(jié)構(gòu)模型、情景分析、KSIM、多重比較分析、系統(tǒng)動力學(xué)、組織設(shè)計(jì)、博弈分析、系統(tǒng)評價(jià)(AHP/DEA)等多種（模型）方法，初步形成了體系，對理解和運(yùn)用管理系統(tǒng)分析原理及其（模型）方法有一定幫助。實(shí)例三：復(fù)雜重型裝備網(wǎng)絡(luò)化

協(xié)同制造系統(tǒng)分析背景初步系統(tǒng)分析復(fù)雜重型裝備網(wǎng)絡(luò)協(xié)同平臺功能設(shè)計(jì)和協(xié)同邏輯復(fù)雜重型裝備網(wǎng)絡(luò)協(xié)同平臺成長演化階段分析產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟協(xié)同創(chuàng)新模式分析總結(jié)1.背景工業(yè)4.0代表著第四次工業(yè)革命智能制造是一種新興的生產(chǎn)形式產(chǎn)品按需定制軟硬件資源分享網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造2.初步系統(tǒng)分析復(fù)雜重型裝備行業(yè)轉(zhuǎn)型難點(diǎn)分析復(fù)雜重型裝備行業(yè)轉(zhuǎn)型解決方案探討復(fù)雜重型裝備網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造平臺需求分析3.復(fù)雜重型裝備網(wǎng)絡(luò)協(xié)同平臺

功能設(shè)計(jì)和協(xié)同邏輯復(fù)雜重型裝備網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同平臺功能架構(gòu)復(fù)雜重型裝備網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造邏輯復(fù)雜重型裝備網(wǎng)絡(luò)協(xié)同平臺過程協(xié)同復(fù)雜重型裝備網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同平臺信息協(xié)同4.復(fù)雜重型裝備網(wǎng)絡(luò)協(xié)同平臺

成長演化階段分析復(fù)雜重型裝備網(wǎng)絡(luò)協(xié)同平臺演化動力學(xué)模型仿真結(jié)果5.產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟協(xié)同創(chuàng)新模式分析復(fù)雜重型裝備產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟協(xié)同

6.總結(jié)本案例介紹了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造系統(tǒng)。對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造進(jìn)行了系統(tǒng)分析。展示了平臺功能和協(xié)同邏輯。利用系統(tǒng)動力學(xué)方法對復(fù)雜重型裝備網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析。對復(fù)雜重型裝備網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造模式進(jìn)行了分析。實(shí)例四：環(huán)境規(guī)制下區(qū)域間企業(yè)

綠色技術(shù)轉(zhuǎn)型策略演化穩(wěn)定性研究1.研究背景2.模型假設(shè)與參數(shù)設(shè)置2.1模型基本假設(shè)2.2參數(shù)設(shè)置3.政府對企業(yè)綠色技術(shù)選擇監(jiān)管演化博弈分析3.1地方政府對企業(yè)綠色技術(shù)選擇監(jiān)管演化博弈分析3.2區(qū)域間政府對企業(yè)綠色技術(shù)選擇監(jiān)管演化博弈分析4.系統(tǒng)動力學(xué)仿真分析5.結(jié)論與啟示

一直以來,我國在推動綠色發(fā)展轉(zhuǎn)型的進(jìn)程中,面臨的重要瓶頸在于如何在平衡多方利益的同時(shí)實(shí)現(xiàn)綠色技術(shù)轉(zhuǎn)型和降低碳排放強(qiáng)度。

政府政策制定者在規(guī)劃和設(shè)計(jì)(中央制定,下層實(shí)行)可行的綠色技術(shù)轉(zhuǎn)型的環(huán)境規(guī)制政策時(shí),有時(shí)會遇到因區(qū)域間多方主體利益沖突而不能順利進(jìn)行等問題。

如何在多方博弈中積極引導(dǎo)企業(yè)綠色技術(shù)轉(zhuǎn)型是一個(gè)亟待解決的系統(tǒng)管理問題。1.研究背景在特定區(qū)域內(nèi),地方政府環(huán)境規(guī)制政策不是去禁止某些非綠色技術(shù)的使用,而是試圖使用間接手段為企業(yè)提供適當(dāng)?shù)募?lì)和懲罰手段,讓企業(yè)做出“正確的”綠色技術(shù)轉(zhuǎn)型選擇。在區(qū)域之間,中央政府對于區(qū)域間地方政府的環(huán)境規(guī)制政策可以在一定程度上刺激區(qū)域間進(jìn)行合作減排,實(shí)行基于市場機(jī)制的動態(tài)橫向補(bǔ)償模式,協(xié)調(diào)在集聚空間內(nèi)的各方主體的相關(guān)利益,這會對降低碳排放的外部性影響產(chǎn)生積極影響。1.研究背景

2.1模型基本假設(shè)2.模型假設(shè)與參數(shù)設(shè)置在我國的環(huán)境規(guī)制體制下，統(tǒng)一實(shí)行地方政府環(huán)境負(fù)責(zé)制,地方政府對本轄區(qū)內(nèi)的環(huán)境污染程度負(fù)責(zé)，中央政府對地方政府的執(zhí)法情況進(jìn)行監(jiān)督管理。地方政府管轄區(qū)域碳排放未達(dá)到減排目標(biāo)，政府的縱向轉(zhuǎn)移支付會減少。由于碳排放跨區(qū)域性的特點(diǎn)對其他外部政府產(chǎn)生了環(huán)境影響，地方政府需要對外部政府進(jìn)行補(bǔ)償。在地方政府和企業(yè)關(guān)系中，以碳排放交易制度為例，我國對于碳排放的總量進(jìn)行控制，要求企業(yè)將碳排放控制在一定水平?！毒┒甲h定書》中規(guī)定,企業(yè)的減排額度以承諾的減排和限排配額為基礎(chǔ)。當(dāng)企業(yè)碳排放達(dá)到政府發(fā)放的免費(fèi)碳配額之上時(shí)，超出部分需要在碳交易市場上購買碳排放權(quán)，還需要承擔(dān)更高的環(huán)境保護(hù)稅。當(dāng)企業(yè)的碳排放額度未達(dá)到免費(fèi)配額時(shí)，企業(yè)可以將多余的碳排放配額在市場上出售獲得收益，同時(shí)承擔(dān)的環(huán)境保護(hù)稅較少。

2.1模型基本假設(shè)2.模型假設(shè)與參數(shù)設(shè)置假設(shè)企業(yè)的減排率由其技術(shù)選擇決定,其策略集為{清潔技術(shù),污染技術(shù)}。地方政府貿(mào)然強(qiáng)制企業(yè)進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)型,策略集為{嚴(yán)格監(jiān)督,不嚴(yán)格監(jiān)督}。假設(shè)地方政府積極開展監(jiān)督減排工作是有效的,碳排放量可以得到控制,并可以保證碳排放交易市場的順利運(yùn)轉(zhuǎn)。地方政府轄區(qū)內(nèi)的企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)活動對于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展有著極大的促進(jìn)作用，地方轄區(qū)的碳排放主要來源于企業(yè)的碳排放，經(jīng)濟(jì)分權(quán)給了地方政府監(jiān)督?jīng)Q策和行動的空間。

2.2參數(shù)設(shè)置2.模型假設(shè)與參數(shù)設(shè)置(1)企業(yè)排放技術(shù)與收入。(2)企業(yè)碳排放技術(shù)與環(huán)境保護(hù)稅。(3)地方政府支付成本與企業(yè)技術(shù)選擇。(4)中央政府縱向轉(zhuǎn)移支付與地方政府監(jiān)督力度。(5)地方政府對外部政府的橫向轉(zhuǎn)移支付。

3.1地方政府對企業(yè)綠色技術(shù)選擇監(jiān)管演化博弈分析3.政府對企業(yè)綠色技術(shù)選擇監(jiān)管

演化博弈分析策略地方政府嚴(yán)格監(jiān)督S地方政府不嚴(yán)格監(jiān)督L企業(yè)綠色技術(shù)轉(zhuǎn)型C

-Cc+Ecp-tiQc+bφΔe2,

-Ci+tiQc+ξiCi+aΔe-kQc-bφΔe2

-Cc+Ecp-λitiQc+λibφΔe2,

-λiCi+λitiQc+λiξiCi+aΔe-kQc-λibφΔe2企業(yè)保留污染技術(shù)D

-Cd-Edp-tiQd,

-Ci+tiQd+ξiCi-kQd

-Cd-Edp-λitiQd,

-λiCi+λitiQd+λiξiCi-kQd表8-4

地方政府監(jiān)管策略和企業(yè)綠色技術(shù)選擇策略的支付矩陣

3.1地方政府對企業(yè)綠色技術(shù)選擇監(jiān)管演化博弈分析3.政府對企業(yè)綠色技術(shù)選擇監(jiān)管演化博弈分析命題當(dāng)企業(yè)選擇綠色轉(zhuǎn)型策略的成本Cc和地方政府嚴(yán)格監(jiān)督成本Ci所處區(qū)間發(fā)生變化時(shí)，雙方博弈的穩(wěn)定演化策略也隨之發(fā)生改變。圖8-24不同情況下系統(tǒng)(Ⅰ)演化相位圖

3.2區(qū)域間政府對企業(yè)綠色技術(shù)選擇監(jiān)管演化博弈分析3.政府對企業(yè)綠色技術(shù)選擇監(jiān)管演化博弈分析表8-5

區(qū)域間地方政府監(jiān)督企業(yè)綠色技術(shù)轉(zhuǎn)型的支付矩陣策略外部政府嚴(yán)格監(jiān)督S2外部政府不嚴(yán)格監(jiān)督L2地方政府嚴(yán)格監(jiān)督S1

-C1+t1Q1-kQ1+ξ1C1+αkQ2,

-C2+t2Q2-kQ2+ξ2C2+αkQ1

-C1+t1Q1-kQ1+ξ1C1-αkQ2+μαkQ2,

-λ2C2+λ2t2Q2-kQ2+λ2ξ2C2-μαkQ2地方政府不嚴(yán)格監(jiān)督L1

-λ1C1+λ1t1Q1-kQ1+λ1ξ1C1-μαkQ1,

-C2+t2Q2-kQ2+ξ2C2-αkQ1+μαkQ1

-λ1C1+λ1t1Q1-kQ1+λ1ξ1C1-αkQ2-μαkQ1,

-λ2C2+λ2t2Q2-kQ2+λ2ξ2C2-αkQ1-μαkQ2

3.2區(qū)域間政府對企業(yè)綠色技術(shù)選擇監(jiān)管演化博弈分析3.政府對企業(yè)綠色技術(shù)選擇監(jiān)管演化博弈分析圖8-25不同情況下系統(tǒng)(Ⅱ)演化相位圖4.系統(tǒng)動力學(xué)仿真分析4.系統(tǒng)動力學(xué)仿真分析圖8-27

企業(yè)清潔技術(shù)選擇系統(tǒng)演化穩(wěn)定策略

圖8-28地方政府嚴(yán)格監(jiān)督企業(yè)清潔技術(shù)選擇系統(tǒng)演化穩(wěn)定策略4.系統(tǒng)動力學(xué)仿真分析圖8-29地方政府嚴(yán)格監(jiān)督企業(yè)清潔技術(shù)選擇系統(tǒng)演化穩(wěn)定策略圖8-30外部政府嚴(yán)格監(jiān)督企業(yè)清潔技術(shù)選擇系統(tǒng)演化穩(wěn)定策略5.結(jié)論與啟示

本實(shí)例借助演化博弈方法模擬了地方政府層面以及區(qū)域間政府層面對企業(yè)綠色技術(shù)選擇監(jiān)管策略隨時(shí)間演化的趨勢,并使用系統(tǒng)動力學(xué)仿真方法,將分析演化博弈過程與我國部分實(shí)際數(shù)據(jù)結(jié)合進(jìn)行驗(yàn)證。

對本實(shí)例中兩部分演化博弈模型均有顯著影響的因素是地方政府征收的環(huán)境保護(hù)稅率和中央政府的轉(zhuǎn)移支付。

合理設(shè)置環(huán)境保護(hù)稅有利于促進(jìn)企業(yè)積極進(jìn)行綠色技術(shù)選擇、抑制碳排放污染，并體現(xiàn)了地方政府的減排力度。

中央政府的縱向轉(zhuǎn)移，推動企業(yè)進(jìn)行綠色技術(shù)選擇，和地方政府采取嚴(yán)格監(jiān)督策略。

相關(guān)比例的設(shè)置要周聽不蔽，不僅考慮地方政府管轄區(qū)域現(xiàn)行減排力度、減排成本，還要考慮區(qū)域內(nèi)企業(yè)的綠色技術(shù)轉(zhuǎn)型成本高低等。5.結(jié)論與啟示

主要管理啟示如下:區(qū)域政府應(yīng)從成本補(bǔ)貼與潛在收益兩個(gè)角度著手激發(fā)企業(yè)進(jìn)行綠色技術(shù)轉(zhuǎn)型選擇。中央政府應(yīng)在加強(qiáng)監(jiān)管力度的前提下，建全綜合環(huán)境治理評價(jià)體系,加強(qiáng)引導(dǎo)與激勵(lì)。出臺、完善環(huán)境治理相關(guān)法律法規(guī)并推動落實(shí)。尤其在制定合理稅率方面，綜合考量中央政府、區(qū)域間政府和企業(yè)三方的利益，積極鼓勵(lì)引導(dǎo)企業(yè)向綠色技術(shù)轉(zhuǎn)型，推動地方政府進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督。實(shí)例五：海洋石油后勤基地海智能排程系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用目錄1研究背景1.1公司定位1.2戰(zhàn)略背景1.3行業(yè)對標(biāo)2問題分析2.1核心問題2.2現(xiàn)實(shí)問題2.3資源情況分析2.4問題分析2.5主要影響2.6問題小結(jié)3解決方案3.1解決思路3.2數(shù)字化信息采集3.3明確關(guān)鍵路徑3.4識別作業(yè)態(tài)勢3.5數(shù)學(xué)模型構(gòu)建3.6模型求解3.7輸出結(jié)果4預(yù)期效果4.1輸出對比4.2數(shù)據(jù)對比5推廣價(jià)值5.1經(jīng)濟(jì)效益5.2社會效益5.3推廣價(jià)值1研究背景1.1公司定位聯(lián)通陸地——海上生產(chǎn)供應(yīng)鏈的物流樞紐保障海上生產(chǎn)的核心要塞中國海油1.2戰(zhàn)略背景國家集團(tuán)公司“找礦增儲”的資源保障戰(zhàn)略中國海油增儲上產(chǎn)“七年行動計(jì)劃”中海油物流公司改革轉(zhuǎn)型的十字路口“七年行動計(jì)劃”1.3行業(yè)對標(biāo)港口類型貨物船只吞吐量數(shù)字化調(diào)度張家港港口件雜貨◆貿(mào)易物資

◆大批量

◆種類少◆萬噸級船只

◆物資單一6000萬噸作業(yè)鏈條數(shù)字化數(shù)字化調(diào)度海油惠州基地件雜貨◆海上生產(chǎn)用料

◆小批量

◆種類多◆三用工作船

◆物資多樣48萬噸作業(yè)鏈條部分?jǐn)?shù)字化人工經(jīng)驗(yàn)排程張家港數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用帶來管理決策精準(zhǔn)高效，作業(yè)效率提升9.6%海油物流港對比人工經(jīng)驗(yàn)排程，數(shù)字化能夠有效解決粗放式調(diào)度管理存在的問題VS2問題分析2.1核心問題：復(fù)雜任務(wù)調(diào)度8000+家供應(yīng)商200+海上作業(yè)平臺16萬種生產(chǎn)物資2.2現(xiàn)實(shí)問題各項(xiàng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)均創(chuàng)歷史新高，單靠傳統(tǒng)的人海戰(zhàn)術(shù)，就能提升作業(yè)時(shí)效嗎？↑24%↑26%↑17%↑

25.9%↑

36.5%↑

5.1萬噸2.3資源情況分析人機(jī)料法環(huán)班組名稱人數(shù)（人）機(jī)具名稱數(shù)量（EA）流通物料周轉(zhuǎn)量占比作業(yè)線名稱作業(yè)量占比場地名稱量化指標(biāo)裝卸班組45叉車69MRO物資15%裝箱集港25%基地總面積100萬㎡倉儲班組39拖車12設(shè)備備件5%裝船作業(yè)30%辦公面積30萬㎡油庫班組26吊車12一般?；?%加油作業(yè)5%現(xiàn)場作業(yè)面積70萬㎡物料班組11門機(jī)4工業(yè)氣瓶5%輸灰作業(yè)5%庫房60個(gè)/9.8萬㎡堆場班組57高空作業(yè)車1化學(xué)藥劑5%接電作業(yè)3%港岸線長795延米叉車班組26

大宗料35%供水作業(yè)3%泊位9個(gè)拖車班組11

管材鋼材30%解系纜作業(yè)1%加油泊位2個(gè)/1-2號吊車班組11

放射源出庫1%裝卸船/加水泊位7個(gè)/3-9號門機(jī)班組6

放射源入庫1%輸漿泊位1個(gè)/8號碼頭班組30

卸船作業(yè)14%輸灰泊位6-7號/2個(gè)輸灰班組12

移泊作業(yè)12%堆場總面積37.2萬㎡理貨班組2

料棚6個(gè)/0.39萬㎡調(diào)度班組8

資源有限無法改變優(yōu)化重點(diǎn)人力資源：存在限制成本壓力問題機(jī)具資源：存在互斥與效率問題環(huán)境資源：客觀無法改變的事實(shí)2.4問題分析末端要因——人工經(jīng)驗(yàn)排程2.5主要影響2.5主要影響要因主要影響：物資集港與裝卸船作業(yè)鏈條排程效率2.6問題小結(jié)多路徑多目標(biāo)任務(wù)存在識別偏差識別偏差作業(yè)狀態(tài)關(guān)系與邏輯無法有效區(qū)分邏輯不清作業(yè)計(jì)劃常調(diào)整，船舶停泊等待時(shí)間長船舶作業(yè)等待久人工排程資源時(shí)常出現(xiàn)波峰波谷，利用率不高資源利用率低直接影響間接影響優(yōu)化方向明確關(guān)鍵路徑識別作業(yè)態(tài)勢優(yōu)化目標(biāo)明確關(guān)鍵路徑識別作業(yè)態(tài)勢3解決方案3.1整體思路核心問題分解目標(biāo)優(yōu)化方向理論應(yīng)用船舶等待時(shí)間最(時(shí)間維度)明確關(guān)鍵路徑(時(shí)間最優(yōu))工程網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度資源利用率最大(空間維度)識別作業(yè)態(tài)勢（空間最優(yōu)）PetriNet模型數(shù)學(xué)建模人工智能“環(huán)”——FCFS/LCFS/最早離港/最短作業(yè)原則“機(jī)”、“料”——資源均衡原則模型求解算法驗(yàn)證多目標(biāo)調(diào)度優(yōu)化模型遺傳算法求解預(yù)期輸出相對偏差對比算法迭代優(yōu)化船舶作業(yè)計(jì)劃圖設(shè)備設(shè)施作業(yè)計(jì)劃圖數(shù)字化信息采集智能排程系統(tǒng)構(gòu)建輸出計(jì)劃決策管理實(shí)現(xiàn)步驟3.2數(shù)字化信息采集基礎(chǔ)設(shè)施部署智能排程系統(tǒng)規(guī)劃3.2數(shù)字化信息采集智能排程系統(tǒng)規(guī)劃采用北斗定位技術(shù)及差分定位服務(wù)對人、機(jī)、材進(jìn)行精準(zhǔn)定位利用“電眼電腦”替代“人眼人腦”完成對作業(yè)動態(tài)記錄與識別通過5G+NB-IoT綜合組網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)港口作業(yè)要素?cái)?shù)據(jù)采集回傳數(shù)據(jù)中心3.3

明確關(guān)鍵路徑第一條路徑：1→2→3→4→7→8→9→13→14→15→16→17（11小時(shí)）第二條路徑：1→2→3→4→10→11→12→13→14→15→16→17（11.5小時(shí)）第三條路徑：1→5→13→14→15→16→17（9.5小時(shí)）第四條路徑：1→6→13→14→15→16→17（6.5小時(shí)）縮短關(guān)鍵路徑上的時(shí)效，即可實(shí)現(xiàn)船舶等待作業(yè)時(shí)間最短目標(biāo)，達(dá)到時(shí)間最優(yōu)工程網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度3.4識別作業(yè)態(tài)勢物資集港作業(yè)卸船疏運(yùn)作業(yè)裝船作業(yè)★Petri-Net模型：有效解決多節(jié)點(diǎn)、復(fù)雜系統(tǒng)、任務(wù)并發(fā)問題通過明確關(guān)鍵路徑上的作業(yè)動態(tài)關(guān)系與邏輯，求解資源利用空間最優(yōu)庫所含義變遷含義P1智能倉庫系統(tǒng)工作T1出庫開始P2出口堆場占用T2出庫結(jié)束P3裝箱系統(tǒng)工作T3裝箱開始P4出口堆場空閑T4裝箱結(jié)束P5裝箱系統(tǒng)空閑T5集貨車輛到達(dá)P6集運(yùn)系統(tǒng)工作T6卸車開始P7出港堆場占用T7卸車結(jié)束P8裝船系統(tǒng)工作T8裝船開始P9集運(yùn)系統(tǒng)空閑T9裝船結(jié)束P10裝船系統(tǒng)空閑T10出港船舶到達(dá)P11出港堆場空閑T11進(jìn)港船舶到達(dá)P12出港船舶等待T12卸船開始P13進(jìn)港船舶等待T13卸船結(jié)束P14卸船系統(tǒng)工作T14裝車開始P15進(jìn)港堆場占用T15裝車結(jié)束P16疏運(yùn)系統(tǒng)工作

P17疏運(yùn)系統(tǒng)空閑

P18卸船系統(tǒng)空閑

P19進(jìn)港堆場空閑

P0智能排程系統(tǒng)工作

3.5數(shù)學(xué)模型構(gòu)建集合：15個(gè)船舶集合B；作業(yè)集合S；船舶b作業(yè)集合BSb；泊位集合G；門機(jī)集合M；拖車集合T；叉車集合C；吊車集合F；作業(yè)s所需設(shè)備種類集合SV；作業(yè)s所需設(shè)備種類v可用設(shè)備集合Msv；加油泊位集合GB；輸漿泊位集合GC；輸灰泊位集合GD；裝卸泊位集合GE；加水泊位集合GF。

模型定義3.5數(shù)學(xué)模型構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù)包含船舶靠泊等候時(shí)間最小和基地作業(yè)資源使用平衡率最大。其中，基地作業(yè)資源利用率最大轉(zhuǎn)變?yōu)槊總€(gè)設(shè)施或設(shè)備作業(yè)時(shí)長減去所有設(shè)施和設(shè)備作業(yè)時(shí)長平均值的絕對值求和，反應(yīng)資源利用平衡率，其值越小，表明資源利用越平衡。

基于資源均衡理論轉(zhuǎn)變3.5數(shù)學(xué)模型構(gòu)建約束條件

3.5數(shù)學(xué)模型構(gòu)建約束條件

3.6模型求解遺傳算法求解過程

3.7輸出結(jié)果船舶作業(yè)計(jì)劃圖設(shè)備作業(yè)計(jì)劃圖4預(yù)期效果4.1輸出對比資源充分利用作業(yè)量↑時(shí)間↓人工經(jīng)驗(yàn)排程智能排程VS4.2數(shù)據(jù)對比時(shí)間：對比歷史最優(yōu)整體提升9%資源：有效工時(shí)整體提高37.98%作業(yè)時(shí)長平均作業(yè)時(shí)間整體減少35%↓35%關(guān)鍵路徑時(shí)長關(guān)鍵路徑時(shí)長縮短22%↓22%機(jī)具投入機(jī)具投入平均降低30%↓30%人員投入工人投入平均降低20%↓20%時(shí)間-作業(yè)時(shí)長空間-資源利用降低成本提高效率5推廣價(jià)值5.1經(jīng)濟(jì)效益當(dāng)年可為客戶節(jié)省約1200萬船舶租賃費(fèi)用注：船舶租金4250元/小時(shí)，選取2021年智能排程同等作業(yè)量下與2020年人工排程對比同等作業(yè)量減少作業(yè)等待時(shí)長約4545小時(shí)5.2社會效益同等作業(yè)量下柴油消耗減少46730kg汽油消耗減少1590kg21年上半年對比20年同期，基地生產(chǎn)用燃料減少計(jì)算根據(jù)石油化工生產(chǎn)業(yè)關(guān)于二氧化碳排放核算的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算日均減排1.63kg日均減排二氧化碳6.03kg5.3推廣價(jià)值打造工程+算法系統(tǒng)突破調(diào)度系統(tǒng)自研的關(guān)鍵技術(shù)問題擺脫依賴外部軟件技術(shù)開發(fā)的困境非標(biāo)領(lǐng)域復(fù)雜調(diào)度形成關(guān)鍵路徑動態(tài)邏輯雙線建模理論方法有效解決小、散、長、復(fù)雜的非標(biāo)流程管理問題陸海高效供應(yīng)鏈為海上漁業(yè)、海上鹽業(yè)、海上運(yùn)輸、海上風(fēng)電、海洋工程等領(lǐng)域提供可復(fù)制的一套有效方法企業(yè)行業(yè)國家實(shí)例六：供應(yīng)鏈物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)優(yōu)化一、問題背景二、數(shù)學(xué)模型三、算法設(shè)計(jì)四、算例測試五、小結(jié)一、問題背景W公司背景：W公司是國內(nèi)領(lǐng)先的醫(yī)療用品生產(chǎn)供應(yīng)商，主要產(chǎn)品包括：感染控制、傷口護(hù)理敷料、成人護(hù)理等類別。感染控制類產(chǎn)品又細(xì)分為手術(shù)室感染控制、服裝類防護(hù)用品等系列。隨著全球公共衛(wèi)生事件的頻發(fā)和事態(tài)的擴(kuò)散，W公司已無法滿足大量的訂單需求，面臨擴(kuò)充產(chǎn)能、物流布局以及成本控制等一系列供應(yīng)鏈物流網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)決策。物流及物流網(wǎng)絡(luò)定義：物流是物品從供應(yīng)地到接收地的實(shí)體流動過程，包括運(yùn)輸、儲存、裝卸搬運(yùn)、包裝、流通加工、配送及信息處理，以滿足客戶需求。物流網(wǎng)絡(luò)是通過連接不同功能的節(jié)點(diǎn)和構(gòu)筑運(yùn)輸線路，形成具有特定結(jié)構(gòu)的物流網(wǎng)絡(luò)，是物流運(yùn)輸和功能發(fā)揮的重要基礎(chǔ)。物流優(yōu)化必要性：傳統(tǒng)的、分散的物流活動已不能滿足現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求，高成本、低效率成為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的制約因素。2020年我國物流支出占GDP比重較高，與發(fā)達(dá)國家存在差距，顯示物流優(yōu)化潛力。對物流要素進(jìn)行系統(tǒng)整合，優(yōu)化資源配置，建立高效物流網(wǎng)絡(luò)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然要求。設(shè)施選址的戰(zhàn)略意義：在供應(yīng)鏈物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，設(shè)施選址影響用戶需求的覆蓋和響應(yīng)，對企業(yè)運(yùn)營有深遠(yuǎn)影響。一、問題背景選址問題是供應(yīng)鏈物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的經(jīng)典問題和難題，在生產(chǎn)、物流運(yùn)輸以及軍事領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。為滿足不斷增長的市場需求，W公司面臨生產(chǎn)工廠以及中心倉庫的選址決策，以及將產(chǎn)品從生產(chǎn)工廠運(yùn)輸?shù)街行膫}庫以及從中心倉庫到顧客的運(yùn)輸決策。為便于決策分析，采用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品以替代各類產(chǎn)品。該問題可抽象為經(jīng)典的二階段容量約束選址問題(Two-stageCapacitatedFacilityLocationProblem，TSCFLP)，其層級結(jié)構(gòu)如圖所示。二、數(shù)學(xué)模型TSCFLP問題旨在決策生產(chǎn)工廠及中心倉庫的選址，分別在工廠及倉庫的生產(chǎn)能力以及存儲能力約束下，優(yōu)化工廠至倉庫以及倉庫至顧客的物流配送關(guān)系，使得所有的顧客需求得到滿足，且一個(gè)顧客僅由一個(gè)倉庫服務(wù)，而總費(fèi)用最小，包括：工廠和中心倉庫的選址費(fèi)用以及運(yùn)輸費(fèi)用。問題導(dǎo)向求解目標(biāo)問題規(guī)模描述方式優(yōu)化算法最優(yōu)解近似最優(yōu)解大規(guī)模小規(guī)模數(shù)學(xué)規(guī)劃模型概念模型精確算法近似算法二、數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)復(fù)雜度：上述問題是廣義分配問題以及單源容量限制選址問題的推廣，而二者是NP難問題，因此該研究問題亦為NP難問題。

0-1背包約束兩階段容量約束選址問題三、算法設(shè)計(jì)——基本思想+∞-∞最優(yōu)目標(biāo)函數(shù)值

上界下界割平面方法(下界)核搜索(上界)局部分支

(精確算法框架)決策變量縮減三、算法設(shè)計(jì)——總體框架解空間搜索方式:切割-求解(cut-and-solve,

CS)樹形搜索優(yōu)點(diǎn):有效避免計(jì)算過程中出現(xiàn)的內(nèi)存溢出DP:denseproblem稠密問題SP:sparseproblem稀疏問題缺點(diǎn):如果SP規(guī)模較大，則難以在合理時(shí)間內(nèi)求得精確解，則CS失效需解決的問題：1）如何定義一合適規(guī)模的SP？2）如何加速CS的收斂？三、算法設(shè)計(jì)——分支策略

SPl+1:=DPl+

DPl+1:=DPl+

CS:分支約束Piercingcut缺點(diǎn):SP可能規(guī)模較大，難以獲得精確解,即便令

α=μ=0

SPl+1:=DPl+

DPl+1:=DPl+

,其中

Ω={xj|Reducedcost(xj)>α}部分線性松弛:保持選址變量得整數(shù)性，將其余整數(shù)變量線性松弛優(yōu)點(diǎn):在SP中，所有選址變量已被固定取值，問題規(guī)模得以縮小。線性松弛，且三、算法設(shè)計(jì)——割平面方法變量上界約束

0-1背包凸包LCI:FCP:優(yōu)點(diǎn):1）松弛問題更接近原問題（凸包）

2）

獲得更緊的下界約束選擇方式：啟發(fā)式疊加容量約束構(gòu)造新結(jié)構(gòu)思路：利用模型結(jié)構(gòu)特征，采用已有割平面和提出新的有效不等式三、算法設(shè)計(jì)——割平面方法線性松弛原問題選址設(shè)施的總?cè)萘渴欠窨梢愿采w所有需求割平面方法(VUB,LCI,FCP,新的約束結(jié)構(gòu))部分線性松弛未發(fā)現(xiàn)違反的割平面未發(fā)現(xiàn)違反的割平面否未發(fā)現(xiàn)違反的割平面輸出下界思路：割平面的添加，先易后難，先簡單后復(fù)雜，以控制計(jì)算時(shí)間。三、算法設(shè)計(jì)——核搜索目標(biāo):得到一個(gè)具有競爭力的上界以促進(jìn)SP的求解基本思路:固定某些不重要的決策變量的取值，以減小問題規(guī)模；設(shè)定最大計(jì)算時(shí)間，調(diào)用混合整數(shù)規(guī)劃（MIP）求解器，求解縮減后的問題。其中，kernel={zjk|ReducedCost(zjk)=0,?iandj}令

ReducedCost(zjk)表示決策變量zjk.的遞減成本Step1:求解SP的線性松弛問題LP;Step2:將決策變量

zjk

按其遞減成本進(jìn)行非降排序;Step3:將決策變量所有zjk

分割為

n+1個(gè)互不相交的子集

kernel∪bucket1∪bucket2∪….∪bucketn三、算法設(shè)計(jì)——核搜索Step4:fori=1,…,n

僅考慮kernel∪bucketi中的變量，而將bucketj,j=1,…,nandj≠i

中的變量設(shè)為0，獲得受限的SP問題。

在設(shè)定的最大計(jì)算時(shí)間內(nèi)，求解上述受限的SP問題;

if獲得了更好的上界,則

更行當(dāng)前最好的上界

該上界解中，若bucketi

中的zjk取值為1，則添加至kernel中Endif

EndforStep5:輸出當(dāng)前最好上界。三、算法設(shè)計(jì)——總體框架四、算例測試——算例與配置四、算例測試——下界四、算例測試——方法對比計(jì)算結(jié)果表明，核搜索方法能在極短的時(shí)間內(nèi)獲得高質(zhì)量的可行解，其解的質(zhì)量顯著優(yōu)于LRC，對整體HCLK起加速作用，達(dá)到預(yù)期目的。HCLK獲得了全部算例的最優(yōu)解，CPLEX精確求解了113個(gè)算例，但其計(jì)算時(shí)間遠(yuǎn)高于HCLK，特別是大規(guī)模算例。HCLK算法在解的質(zhì)量和計(jì)算時(shí)間上展現(xiàn)出較高的優(yōu)勢。五、小結(jié)

選址決策對企業(yè)實(shí)現(xiàn)其經(jīng)營戰(zhàn)略和目標(biāo)具有重大意義。選址的好壞直接影響企業(yè)的生產(chǎn)成本、服務(wù)時(shí)間以及服務(wù)質(zhì)量，影響企業(yè)的利潤和市場競爭力。針對W公司的選址決策問題，采用系統(tǒng)分析方法，確立優(yōu)化目標(biāo)，構(gòu)建二階段選址問題的數(shù)學(xué)模型，通過對決策變量影響關(guān)系以及約束形式的分析，針對性地提出優(yōu)化算法。數(shù)值實(shí)驗(yàn)證明了算法的有效性，且優(yōu)于目前文獻(xiàn)里的標(biāo)桿算法，為企業(yè)解決類似的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)問題提供理論指導(dǎo)、模型、方法和決策依據(jù)。實(shí)例七：基于復(fù)雜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的

城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施防災(zāi)減災(zāi)分析

2.1超圖理論1.城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施抗毀性現(xiàn)狀2.2超網(wǎng)絡(luò)理論3.1子網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建3.2超邊模型構(gòu)建及保護(hù)策略2.超網(wǎng)絡(luò)研究的理論與概念3.基礎(chǔ)設(shè)施超網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建及仿真流程3.3基礎(chǔ)設(shè)施超網(wǎng)絡(luò)模型形式化表示3.4基礎(chǔ)設(shè)施超網(wǎng)絡(luò)抗毀性仿真流程實(shí)例七：基于復(fù)雜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的

城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施防災(zāi)減災(zāi)分析4.1案例選擇與數(shù)據(jù)獲取4.2超網(wǎng)絡(luò)分析5.1超網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用5.2系統(tǒng)評價(jià)4.實(shí)例分析4.3模擬結(jié)果分析5.總結(jié)與拓展隨著我國城市化和工業(yè)化進(jìn)程加快，城市生態(tài)環(huán)境和資源承載力面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，非傳統(tǒng)安全領(lǐng)域的隱蔽性、耦合性、衍生性所導(dǎo)致的危機(jī)疊加效應(yīng)和擴(kuò)散效應(yīng)進(jìn)一步顯現(xiàn)。當(dāng)前我國城市在統(tǒng)籌發(fā)展與安全、常態(tài)減災(zāi)與非常態(tài)救災(zāi)、風(fēng)險(xiǎn)防控與應(yīng)急處突能力等方面的不平衡問題。城市基礎(chǔ)設(shè)施作為維系城市系統(tǒng)運(yùn)作的重要樞紐，同時(shí)也是災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)演化的關(guān)鍵載體。電力、通訊、交通等基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)間的相互依賴程度高、耦合作用機(jī)理復(fù)雜，受到擾動后極易發(fā)生級聯(lián)失效、升級失效以及同因失效等嚴(yán)重后果，這些因素加大了災(zāi)害管理部門對于災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)防和響應(yīng)難度。1.城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施抗毀性現(xiàn)狀1.城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施抗毀性現(xiàn)狀基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)抗毀性研究仍存在以下不足：①僅涉及主體單一②缺乏針對自然災(zāi)害獨(dú)特性的研究網(wǎng)絡(luò)抗毀性網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的可靠性，衡量的是破壞一個(gè)系統(tǒng)的難度，即系統(tǒng)在遭到針對性的蓄意攻擊或隨機(jī)攻擊時(shí)網(wǎng)絡(luò)仍能保持連通且穩(wěn)定工作的能力。ALBERTR提出以網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)失效引起的網(wǎng)絡(luò)性能變化來衡量網(wǎng)絡(luò)抗毀性。網(wǎng)絡(luò)抗毀性研究的兩條主要分支：①基于圖論的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)抗毀性研究②節(jié)點(diǎn)或邊的失效對物理網(wǎng)絡(luò)效能的影響研究對真實(shí)系統(tǒng)的刻畫，人們一直用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行描述。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)由眾多“節(jié)點(diǎn)”和一些連接兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的“邊”構(gòu)成。學(xué)者發(fā)現(xiàn)常規(guī)網(wǎng)絡(luò)難以有效刻畫復(fù)雜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與其內(nèi)在邏輯關(guān)系，“超網(wǎng)絡(luò)”便應(yīng)運(yùn)而生。1973年Berge提出并研究了超圖理論的基本概念和基本性質(zhì)。、超圖是圖的重要擴(kuò)展和推廣，其不同于一般圖論之處在于：普通圖中的每條邊只連接兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，然而超圖中的“超邊”能夠包括兩個(gè)以上的節(jié)點(diǎn)，能夠反映出多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間所存在的關(guān)系，因此超圖中的邊被稱為“超邊”。

2.1超圖理論2.超網(wǎng)絡(luò)研究的理論與概念2.2超網(wǎng)絡(luò)理論超網(wǎng)絡(luò)的研究主要從超網(wǎng)絡(luò)兩種不同的定義展開：一種是基于超圖的超網(wǎng)絡(luò)（Hypernetwork），即用超圖來定義超網(wǎng)絡(luò)；另一種是基于網(wǎng)絡(luò)的超網(wǎng)絡(luò)（Supernetwork），即多個(gè)單一網(wǎng)絡(luò)相互耦合形成的多層超網(wǎng)絡(luò)，也稱為“網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)”。

（1）基于超圖的超網(wǎng)絡(luò)。Estrada擴(kuò)展了以超圖表示復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的子圖中心性和聚類的概念，其主要以超圖理論為基礎(chǔ)，通過簡化層次結(jié)構(gòu)，使得節(jié)點(diǎn)間的聯(lián)系能夠清晰表達(dá)。（a）競爭二部圖（b）競爭超網(wǎng)絡(luò)2.2超網(wǎng)絡(luò)理論（2）基于網(wǎng)絡(luò)的超網(wǎng)絡(luò)（Supernetwork）。一方面聚焦于超網(wǎng)絡(luò)中各子網(wǎng)之間關(guān)系的研究，另一方面則是網(wǎng)絡(luò)與外界環(huán)境的交互性研究。研究總體上側(cè)重于現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)多級、多層、多維的復(fù)雜特性，將整體超網(wǎng)絡(luò)視為多個(gè)單層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的集合，每層子網(wǎng)絡(luò)具有不同功能和屬性，而各層子網(wǎng)絡(luò)間存在復(fù)雜的耦合作用關(guān)系。一些復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)特征，如有向和無向網(wǎng)絡(luò)、有權(quán)和無權(quán)網(wǎng)絡(luò)等也被納入超網(wǎng)絡(luò)研究，適合于解決具有多層次網(wǎng)絡(luò)的建模問題，為分析大規(guī)模系統(tǒng)各組成部分之間的關(guān)系提供了新方法。

3.基礎(chǔ)設(shè)施超網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建及仿真流程在災(zāi)害演化及應(yīng)對過程中，主要涉及致災(zāi)因子、基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)急組織三個(gè)重要主體，組織的防災(zāi)減災(zāi)策略可分為兩種：①防控致災(zāi)因子，降低其發(fā)生概率、減少次生災(zāi)害；②防護(hù)基礎(chǔ)設(shè)施，提升承災(zāi)體抗毀性。研究構(gòu)建由組織網(wǎng)絡(luò)、風(fēng)險(xiǎn)網(wǎng)絡(luò)、基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)三種子網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的超網(wǎng)絡(luò)模型。該超網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建包括子網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建和超邊模型構(gòu)建。3.1子網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建

3.1子網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建

3.1子網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建

3.2超邊模型構(gòu)建及保護(hù)策略

3.2超邊模型構(gòu)建及保護(hù)策略

3.2超邊模型構(gòu)建及保護(hù)策略

：3.2超邊模型構(gòu)建及保護(hù)策略（3）風(fēng)險(xiǎn)網(wǎng)絡(luò)到基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的映射故基礎(chǔ)設(shè)施整體網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)險(xiǎn)值

表達(dá)式為

（8-26）——采取保護(hù)做事的基礎(chǔ)設(shè)施節(jié)點(diǎn)數(shù)量；——基礎(chǔ)設(shè)施節(jié)點(diǎn)有組織保護(hù)且相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)被組織干預(yù)的基礎(chǔ)設(shè)施節(jié)點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)值；——基礎(chǔ)設(shè)施節(jié)點(diǎn)有組織保護(hù)但相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)未被組織干預(yù)的基礎(chǔ)設(shè)施節(jié)點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)值；——基礎(chǔ)設(shè)施節(jié)點(diǎn)無組織保護(hù)但相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)被組織干預(yù)的基礎(chǔ)設(shè)施節(jié)點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)值；——基礎(chǔ)設(shè)施節(jié)點(diǎn)無組織保護(hù)且相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)未被組織干預(yù)的基礎(chǔ)設(shè)施節(jié)點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)值。：3.2超邊模型構(gòu)建及保護(hù)策略

：3.3基礎(chǔ)設(shè)施超網(wǎng)絡(luò)模型形式化表示

3.4基礎(chǔ)設(shè)施超網(wǎng)絡(luò)抗毀性仿真流程圖8-52基礎(chǔ)設(shè)施超網(wǎng)絡(luò)抗毀性模擬流程

4.案例分析4.1案例選擇與數(shù)據(jù)獲取案例選擇：本文以2008年汶川地震為例構(gòu)建超網(wǎng)絡(luò)，探討基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)保護(hù)。數(shù)據(jù)獲取；研究的數(shù)據(jù)收集與處理主要運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)分析方法（NetworkAnalysis），具體為基于文本的多信源混合方法，案例基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)說明如表所示。基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)說明4.1案例選擇與數(shù)據(jù)獲取應(yīng)急組織間的協(xié)同關(guān)系以及組織管控的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)和基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)，通過分析相關(guān)應(yīng)急預(yù)案和組織自身職能提煉獲取。構(gòu)建的汶川地震超網(wǎng)絡(luò)模型如圖所示。

汶川地震的基礎(chǔ)設(shè)施超網(wǎng)絡(luò)模型4.2超網(wǎng)絡(luò)分析（1）組織網(wǎng)絡(luò)分析。分析得到汶川地震應(yīng)急救援組織的合作網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步采用社會網(wǎng)絡(luò)分析方法計(jì)算不同組織中心性。汶川地震組織網(wǎng)絡(luò)圖4.2超網(wǎng)絡(luò)分析按度中心性排名靠前的組織為發(fā)改委、農(nóng)業(yè)部、財(cái)政部和住建部，即這些組織與較多的組織直接關(guān)聯(lián)，且這些組織在汶川地震災(zāi)害救援過程中，發(fā)揮著保障民眾衣食住行等基本生活水平的重要作用。發(fā)改委、農(nóng)業(yè)部、銀監(jiān)會、地震局等組織在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中表現(xiàn)出較強(qiáng)的權(quán)力輸出、信息傳遞和資源調(diào)度能力，它們在整個(gè)汶川地震合作網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮著協(xié)調(diào)的主體作用。

汶川地震組織網(wǎng)絡(luò)中心性計(jì)算結(jié)果（按度中心性排序）4.2超網(wǎng)絡(luò)分析（2）風(fēng)險(xiǎn)網(wǎng)絡(luò)評估。通過分析收集到的相關(guān)數(shù)據(jù)，得到汶川地震引發(fā)的主要災(zāi)害及其演化關(guān)系。汶川地震風(fēng)險(xiǎn)災(zāi)害網(wǎng)絡(luò)圖4.2超網(wǎng)絡(luò)分析以洪水災(zāi)害為例，研究基于自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)“四因子”理論，即危險(xiǎn)性、暴露性、脆弱性與防災(zāi)減災(zāi)能力，運(yùn)用AHP方法對洪水風(fēng)險(xiǎn)概率進(jìn)行評估，具體步驟如下：步驟一：建立洪水風(fēng)險(xiǎn)的遞階結(jié)構(gòu)洪水風(fēng)險(xiǎn)的遞階結(jié)構(gòu)圖4.2超網(wǎng)絡(luò)分析步驟二：建立各階層的判斷矩陣，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。

階數(shù)12346789101112131415RI000.580.891.241.521.411.451.491.521.541.561.581.594.2超網(wǎng)絡(luò)分析

4.2超網(wǎng)絡(luò)分析

4.2超網(wǎng)絡(luò)分析（3）組織網(wǎng)絡(luò)到風(fēng)險(xiǎn)網(wǎng)絡(luò)的映射。展現(xiàn)了組織網(wǎng)絡(luò)和風(fēng)險(xiǎn)網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部及其子網(wǎng)間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，其中組織網(wǎng)絡(luò)中顏色相同的組織意味著其相互協(xié)同構(gòu)成了組織子群，其內(nèi)部按照致災(zāi)因子發(fā)生概率進(jìn)行資源的協(xié)調(diào)分配，以提升風(fēng)險(xiǎn)防治效率。組織網(wǎng)絡(luò)到風(fēng)險(xiǎn)網(wǎng)絡(luò)映射圖4.3模擬結(jié)果分析利用軟件MATLAB對基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)抗毀性進(jìn)行模擬模型參數(shù)初始化設(shè)置

在沒有風(fēng)險(xiǎn)控制的情況下，應(yīng)急組織分別對基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行隨機(jī)保護(hù)和協(xié)同保護(hù)時(shí)，各基礎(chǔ)設(shè)施節(jié)點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)值如圖。表明組織間的協(xié)同能夠更有效的降低基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)，通過提前對網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行保護(hù)，能夠提升基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)面臨重大自然災(zāi)害時(shí)的抗毀性。4.3模擬結(jié)果分析

當(dāng)應(yīng)急組織協(xié)同進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施保護(hù)時(shí)，不同風(fēng)險(xiǎn)控制策略下基礎(chǔ)設(shè)施節(jié)點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)值如圖。表明政府組織對致災(zāi)因子節(jié)點(diǎn)的干預(yù)措施能夠在一定程度上提升基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)抗毀性，但若是應(yīng)急管理組織缺乏及時(shí)有效的溝通而表現(xiàn)出各自為政的隨機(jī)管理狀態(tài)，可能出現(xiàn)的災(zāi)害后果依然較為嚴(yán)重；相反，組織間若是相互協(xié)同合作，則能夠迅速整合并高效分配資源，以防范致災(zāi)因子的級聯(lián)風(fēng)險(xiǎn)，從而提升基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的抗毀性。

不同風(fēng)險(xiǎn)控制策略下節(jié)點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)值變化4.3模擬結(jié)果分析

為不同組織協(xié)同策略對于基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)值的影響，其中無組織協(xié)同是指組織對于基礎(chǔ)設(shè)施與致災(zāi)因子節(jié)點(diǎn)均進(jìn)行隨機(jī)干預(yù)，此時(shí)基礎(chǔ)設(shè)施整體網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)為0.154；僅協(xié)同進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)控制或是僅協(xié)同保護(hù)基礎(chǔ)設(shè)施時(shí)，網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)值分別為0.074、0.081，兩種策略并無明顯差異。此外，若是組織間協(xié)同進(jìn)行關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施保護(hù)和災(zāi)害節(jié)點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)防控，對于基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)抗毀性的提升效果最為顯著。

不同組織協(xié)同策略下節(jié)點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)值變化5.總結(jié)與擴(kuò)展超網(wǎng)絡(luò)作為復(fù)雜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究的重要理論工具，有利于更加深入刻畫現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜特性。具體分析了災(zāi)害演進(jìn)過程中不同的基礎(chǔ)設(shè)施保護(hù)、風(fēng)險(xiǎn)控制與組織協(xié)同策略對于基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)抗毀性的影響。結(jié)果表明：組織對于風(fēng)險(xiǎn)控制和基礎(chǔ)設(shè)施保護(hù)進(jìn)行有的放矢的協(xié)同管理，可以有效提升基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)面臨重大自然災(zāi)害時(shí)的抗毀性。研究有助于進(jìn)一步從多層多級特征、多目標(biāo)準(zhǔn)則以及網(wǎng)絡(luò)嵌套性方面認(rèn)識基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)抗毀性，以提高組織的應(yīng)急管理效率。5.總結(jié)與擴(kuò)展（1）超網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用：由于超網(wǎng)絡(luò)在表示復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的多層多級特征、多目標(biāo)準(zhǔn)則性、網(wǎng)絡(luò)嵌套性等方面具有極大優(yōu)勢，因而被國內(nèi)外學(xué)者廣泛應(yīng)用于供應(yīng)鏈、生物系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)、知識網(wǎng)絡(luò)、交通網(wǎng)絡(luò)等研究領(lǐng)域。（2）系統(tǒng)評價(jià)：實(shí)例中涉及風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)可靠性評價(jià)兩類系統(tǒng)評價(jià)。風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)中，以洪水災(zāi)害為例，研究基于自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)“四因子”理論，構(gòu)建含危險(xiǎn)性、暴露性、脆弱性與防災(zāi)減災(zāi)能力的評價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用AHP方法對洪水風(fēng)險(xiǎn)概率進(jìn)行評估。常用的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法還包括：頭腦風(fēng)暴、德爾菲、結(jié)構(gòu)化訪談、檢查表、預(yù)先危險(xiǎn)分析、失效模式和效應(yīng)分析、危險(xiǎn)與可操作性分析、危險(xiǎn)分析與關(guān)鍵控制點(diǎn)、風(fēng)險(xiǎn)矩陣等方法。實(shí)例八SHSW煤礦精益系統(tǒng)實(shí)施目錄1項(xiàng)目背景、思路與步驟1.1項(xiàng)目背景1.2項(xiàng)目思路和原則1.3項(xiàng)目階段2系統(tǒng)實(shí)施內(nèi)容及結(jié)果2.1精心籌備、深入調(diào)研2.2系統(tǒng)診斷、全員培訓(xùn)2.3重點(diǎn)突破、全面推進(jìn)3總體成效和系統(tǒng)實(shí)施經(jīng)驗(yàn)3.1總體成效3.2系統(tǒng)實(shí)施經(jīng)驗(yàn)4結(jié)束語1項(xiàng)目背景、思路與步驟1.1項(xiàng)目背景SW(上灣)煤礦是SH集團(tuán)下屬SD(神東)煤炭集團(tuán)主力生產(chǎn)礦井之一，井田面積61.8km2，地質(zhì)儲量12.3億t，可采儲量8.3億t，核定生產(chǎn)能力為1400萬t/年。2011年我國經(jīng)濟(jì)社會保持較快發(fā)展，國內(nèi)煤炭需求保持適度增長。面對煤炭需求增長的外部環(huán)境，SW煤礦需要提高設(shè)備利用率，進(jìn)行精益生產(chǎn)。具體背景有四點(diǎn):(1)主觀要求—轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的迫切需要作為煤炭能源型企業(yè)更應(yīng)該加快能源生產(chǎn)和利用方式變革，堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展觀的指導(dǎo)思想，加速生產(chǎn)方式由粗放型生產(chǎn)管理方式向精益管理的轉(zhuǎn)變(2)客觀要求—SH集團(tuán)、SD煤炭集團(tuán)發(fā)展戰(zhàn)略要求(3)自身要求—?jiǎng)?chuàng)一流品質(zhì)礦井，走精益管理之路(4)責(zé)任使命—標(biāo)桿引領(lǐng)，樹立典范SH集團(tuán)的發(fā)展戰(zhàn)略要求為“科學(xué)發(fā)展，再造神華，五年經(jīng)濟(jì)總量再翻番，建設(shè)具有國際競爭力的世界一流煤炭綜合能源企業(yè)”。SD煤炭集團(tuán)的發(fā)展戰(zhàn)略要求為“提高四化五型發(fā)展水平，建設(shè)世界一流煤炭企業(yè)”SW煤礦是典型的高產(chǎn)、高效可井，常年處于高位運(yùn)營狀態(tài)，要想實(shí)現(xiàn)效率、效益、產(chǎn)能的再提升，必須向管理要效益SW煤礦快速響應(yīng)的生產(chǎn)組織方式及經(jīng)驗(yàn)需要總結(jié)和傳承:全體員工“艱苦奮斗、開拓進(jìn)取、爭創(chuàng)一流”的企業(yè)精神需要傳承和發(fā)揚(yáng):中層管理干部“不折不扣、勇于擔(dān)當(dāng)”的精神需要發(fā)揚(yáng)光大1項(xiàng)目背景、思路與步驟1.2項(xiàng)目思路和原則□思路深層次挖掘和應(yīng)用現(xiàn)有信息化系統(tǒng)，以標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程、檢修流程為基礎(chǔ)，整合歷史積淀的和成熟員工的生產(chǎn)管理、生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，以系統(tǒng)工程相關(guān)理論為指導(dǎo)，構(gòu)建一套完善的高產(chǎn)、高效精益管理體系，切實(shí)提高設(shè)備利用率，增產(chǎn)提效□原則尊重規(guī)律，建立標(biāo)準(zhǔn)流程、標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)、標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)基礎(chǔ)性尊重人性，注重交流溝通，充分發(fā)揮人的作用人本性全員參與，立足基層，從基礎(chǔ)做起規(guī)范性問題導(dǎo)向，不斷暴露問題并持續(xù)改善，創(chuàng)造性地解決問題創(chuàng)新性1項(xiàng)目背景、思路與步驟1.3項(xiàng)目階段□

第一階段:調(diào)研診斷□

第二階段:全面推進(jìn)□

第三階段:總結(jié)提高本階段開展覆蓋SW煤礦的人員的大范圍訪談、問卷調(diào)研和資料信息的搜集提取工作，借助信息系統(tǒng)，通過深入掌握SW煤礦的生產(chǎn)運(yùn)營實(shí)際，依據(jù)精益管理的本質(zhì)要求，采取“問題導(dǎo)向”的基本思路綜合運(yùn)用工業(yè)工程相關(guān)研究方法，與SW煤礦一道，分析、辨識SW煤礦發(fā)展過程中存在的制約瓶頸，并在評估的基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)化整合，形成SW煤礦精益管理提升的整體改進(jìn)框架。本階段堅(jiān)持“點(diǎn)面結(jié)合”，聚焦生產(chǎn)指揮等六大領(lǐng)域問題，通過雙方共識的解決路徑，結(jié)合定性與定量分析，制定專項(xiàng)提升方案。同時(shí)，以6S管理為切入點(diǎn)，根據(jù)SW煤礦精益提升需求，制定分階段實(shí)施規(guī)劃，將6S管理與關(guān)鍵領(lǐng)域改善融合，形成高效實(shí)踐。項(xiàng)目組將編制精益管理體系文檔，以文件化、制度化方式固化此模式。針對全面推進(jìn)過程中各部門之間出現(xiàn)的不匹配問題，進(jìn)行有效的系統(tǒng)協(xié)調(diào)。項(xiàng)目組進(jìn)行系統(tǒng)性總結(jié)，改進(jìn)規(guī)范性文件，以利推廣應(yīng)用。2系統(tǒng)實(shí)施內(nèi)容及結(jié)果2.1精心籌備、深入調(diào)研資料研讀認(rèn)真研讀SH集團(tuán)、SD煤炭集團(tuán)和SW煤礦的發(fā)展規(guī)劃、領(lǐng)導(dǎo)講話工作總結(jié)、會議紀(jì)要、制度流程以及煤炭行業(yè)資料300多份訪談?wù){(diào)研采用多人座談、單獨(dú)訪談等形式，共訪談SW煤礦60多名工作人員全面覆蓋礦領(lǐng)導(dǎo)班子、業(yè)務(wù)部門主管、生產(chǎn)單位管理人員和核心員工問卷調(diào)研圍繞SW煤礦精益管理，全面、系統(tǒng)地設(shè)計(jì)問卷，發(fā)放問卷400余份，覆蓋SW煤礦75%以上正式員工，基層以上管理人員全部參與會議研討召開項(xiàng)目研討會10余次，通過會議研討進(jìn)一步明確和深化對SW煤礦精益管理的認(rèn)識2系統(tǒng)實(shí)施內(nèi)容及結(jié)果2.2系統(tǒng)診斷、全員培訓(xùn)1、系統(tǒng)診斷第一步：總結(jié)SW煤礦發(fā)展成功因素第二步：總結(jié)SW煤礦以往管理成功經(jīng)驗(yàn)第三步：分析制約SW煤礦精益管理全面推進(jìn)的關(guān)鍵因素?梳理每一階段的重大事件、發(fā)展特點(diǎn)和發(fā)展成果；從企業(yè)精神、科技領(lǐng)先、管理先進(jìn)、人本和諧四個(gè)方面成功的關(guān)鍵因素?生產(chǎn)組織精準(zhǔn)，設(shè)備運(yùn)行精良；制度體系精細(xì)，數(shù)據(jù)信息精確；人員技能精通，礦區(qū)環(huán)境精美；文化建設(shè)精實(shí)，創(chuàng)新意識精進(jìn)第四步，提出SW煤礦精益管理的優(yōu)化思路?“剛性”與“柔性”雙管齊下：前者聚焦生產(chǎn)、礦務(wù)、設(shè)備、信息，后者注重人力、班組、文化?汲取SW煤礦管理經(jīng)驗(yàn)，針對瓶頸構(gòu)建TPCI人本精益管理模式，提出“九化”目標(biāo)，形成系統(tǒng)框架，指明優(yōu)化方向2系統(tǒng)實(shí)施內(nèi)容及結(jié)果2.2系統(tǒng)診斷、全員培訓(xùn)2、全員培訓(xùn)精益