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1、资源分配与排队理论综述林俊 1081340208王良 1081340213罗昱 10813402102012/1/10目录一、引言3二、国内研究31. 企业生产物流中的资源分配问题研究31.1动态规划方法在资源分配领域的应用31.2企业生产经营资源分配模型的建立31.3物流市场资源分配模型.41.4供应链管理模式下的资源分配51.5港口码头装卸资源分配问题52. 排队理论在实际工作中的应用于分析62.1公共交通中的应用.62.2在船闸航运中的应用.62.3在产权理论视角下的排队现象分析应用62.4在军事中的应用.72.5在服务经济中的应用.72.5.1在立体车库停车方案中的应用72.5.2在汽
2、车租赁运营策略中的应用72.5.3在商场收货区优化中的应用82.5.4在生产物流中的研究82.5.5在窗口服务与顾客排队问题中的运用8三、国外研究91. 资源分配中的设备管理仿真模拟91.1精益生产91.2仿真模拟应用的局限性91.3物流链中的品牌信任.91.4资源分配中的决策理论92. 排队理论工业生产中的应用102.1在制造业中工业机器人送料的研究102.2基于Petri网与排队理论的柔性制造系统的评价102.3在工厂布局分析中的应用102.4在传统的相关领域的再运用11三、总结11四、参考文献11一、引言资源分配问题：只有一种资源有待于分配到若干个活动，其目标是如何最有效地在各个 活动中
3、分配这种资源。在建立任何效益分配问题的Dynamic Programming模型时，阶段对应 于活动，每个阶段的决策对应于分配到该活动的资源数量；任何状态的当前状态总是等于留 待当前阶段和以后阶段分配的资源数量，即总资源量减去前面各阶段已分配的资源量。本文在搜集国内外相关文献的基础上，对各文献进行了初步研究总结，主要从资源分配 中的动态规划方法的应用、企业生产和物流链管理中的资源分配问题、资源分配的有关模型 的建立的方面，设备管理仿真模拟、物流链中的品牌信任资源分配中的决策理论等方面加以 分析，对国内外在这一领域的研究现状和趋势有了初步了解。排队理论（queueing theory），或称随机
4、服务系统理论，是数学运筹学的分支学科。它 是研究服务系统中排队现象随机规律的学科。广泛应用于计算机网络、生产、运输、库存等 各项资源共享的随机服务系统。发展经历了相当长的时间，大体形成以下几种：1953年大卫坎达（David G. Kendall）提出了 A/B/C等候表示法、坎达等候表示法 A/B/X/Y/Z，最基本的排队模型有M/G/1模型， M/M/1模型，M/D/1模型。该文献综述， 主要概括了排队理论在公共交通领域，船闸航运，产权关系的排队现象，针对地空导弹效用 的军事领域，以及在汽车租赁，商店收获区，立体车库取车，生产制造，产品物流与窗口服 务等服务经济方面的广泛应用。让我们从不同
5、的角度全方位的了解排队理轮。二、国内研究1.企业生产物流中的资源分配问题研究1.1动态规划方法在资源分配领域的应用根据Bellman的最优化原理（对最优策略来说，无论过去状态和决策如何，由前面诸 决策所形成的状态出发，相应的剩余决策序列构成最优子策略），利用逆推（初始状态给定 *和顺推方法（终止状态给定，可求出最优决策和最优值，资源分配问题可以是多阶段决策过 程+也可以是静态规划问题+都能构造动态规划模型求解。1动态规划是解决多阶段决策过程最优化问题的一种数学方法，资源分配问题解决将一 种或几种资源分配给若干用户或投资于几家企业以获得最大的效益，它可以是多阶段决策 过程，也可以是静态规划问题，
6、都能构造动态规划模型求解。2生产管理者，在生产管理中一般要解决两类问题：一类是在有限的劳动力、设备、资金 等资源条件下，研究如何合理安排，取得最大的经济效果（如生产经营利润）；另一类是为 了达到一定的目标（生产指标或其他指标），研究如何组织生产，或合理安排工艺流程，或 调整产品的成份等，以使消耗资料（人力、设备台数、资金原材料等）为最少去实现目标。在效益最优条件下生产者面临着的资源分配问题，目前实现效益最优资源分配存在几种 基本方法。具体来说，在企业生产中的资源分配问题又可分为：不可回收资源分配和可回收资源分 配。31.2企业生产经营资源分配模型的建立在企业生产运作的工作流程当中每一个工作流程
7、都会存在若干个步骤和若干个步骤完 成前和完成后的工作状态，这些工作流程之间也会存在串行和并行两种进程方式。我们可以 根据这些步骤和工作状态之间的关系建立TCPN的企业资源分配模型。在这个模型当中，存在一个资源堆栈和多个工作流程，这些工作流程以一定的时间间隔 在不同的时间内对资源进行申请。资源管理机在工作流程对资源进行申请时按照时序对资源 申请进行排序，送入资源分配机，资源分配机依照资源分配规则对资源需求申请进行审核， 如果资源需求合法并且存在合适资源，则将资源分配给工作流程使用，如果资源需求不合法, 或者在既定时间不存在合适资源，则将资源申请回传，等待合适时间分配资源。资源回收机 在工作流程将
8、资源使用完毕之后回收资源回传到资源堆栈当中，让可重复利用资源继续利 用。资源计数机记录这个过程中，资源的使用数量，配合资源计数器可以在模型当中使用可 重复利用资源模型来计算和优化不可重复利用资源的分配和成本的计算。用两个变迁和一个库所的连接表示一道步骤其中,til表示步骤的开始,ti2表示步骤i的完成，所有库所S i中有一个标志时表示步骤 i正在进行。对库所si赋予时间(权)值ai,表示从til发生(si取得标志)开始，至少要经过ai各 单位时间,ti2才可以发生。41.3物流市场资源分配模型(1)GSML 模型网格(Grid)技术与Web服务由于各自的特点，融合起来具有巨大的优势。基于这一思
9、 想，Globus项目组联合IBM公司在2002年6月共同推出了以服务为中心的服务结构 OGSA ( Open Gr id Service Architecture)网格体系结构。在网格环境中，多数节点希望能够更多地使用其他节点的资源，而不愿共享本地的资源. 每个理性的用户在追求自身利益最大化的同时，严重影响了协作整体的运行效率.在实际应用 中，要吸引资源的拥有者加入资源协作，就必须保证其利益和安全.讨论了资源激励机制和分 配机制之间的依赖与制约关系,从经济、信任角度提出自适应的信任-激励相容的资源分配机 制.在网格环境中，资源供需的变化会引发价格的浮动,基于经济学的一般均衡理论，给出了资 源
10、提供者的动态价格调整策略.提供者可根据当前资源的供需和负载状况制定自适应的信任 -激励相容的分配策略 ATIM(adaptive trust-incentive compatible resource allocation),遵循多贡 献多分配的原则，激励节点共享出有价值的资源，最大化资源的聚合效用.在CROWN(China research and development environment over wider-area network)平台中评估了 ATIM 机制的效 率和性能。5物流管理与网格有许多相似之处，可以作为网格技术的借鉴。其共同特性包括：动态性、 自相似性、分布性、自治性
11、、开放性。在OGSA、WSRF和WS- N ot if icat ion基础上提出了一种基于物流市场的网格Web服 务资源分配模型GSML模型。该模型充分利用了物流技术的特点，使网格Web服务资源得 到有效分配和利用。该模型适合广域环境，是一种有效合理的网格Web服务资源分配模型。 网格环境中存在多个物流服务市场，每个物流服务市场有一定的自治域网格系统中的Web 服务资源作为一种物流商品不但能在所在自治域的物流服务市场流通交易，也可以在别的物流服务市场流通交易，即Web服务资源为全局拥有。资源提供者通过配送中心发布资源 消息，资源请求者通过配送中心查询所需资源并通过配送中心和资源提供者达成交易
12、。6(2) 物资紧急调运模型物资紧急调运计划的制定过程复杂，采用运筹学的方法，建立优化模型，借助计算机 模拟，能对紧急调运资源点，各种运输方式的运输量分配计划的制定，提供辅助决策。对于物资紧急调运问题要构建两个模型，第一个是选择最优资源点模型，它解决了如何 根据各资源点与保障点的距离及物资储备量等参数择优选取资源点的问题；第二个是运 输量分配模型，它解决根据所选资源点的运输能力，如何分配各点运输任务量的问题。7(3) DEA模型DEA data envelopment analysis 数据包络分析同时考虑输入与输出的中心资源分配DEA模型，在最小化所有决策单元每种输入之和的 同时最大化所有决
13、策单元每种输出之和，并且所有决策单元均被投影到了效率前沿面；模型 为分式规划，已化为线性规划求解；因为可以同时调整投入与产出，与已有的输入导向型或 输出导向型模型相比，模型更加合理，也更符合生产实际。文献论述资源分配模型与以前的用于资源分配0入模型相比至少有3方面的进步：模 型是一个一般的模型而不是只针对某个具体的案例；模型保证了将所有DMUs投影到了效率 前沿面上；模型很简洁。81.4供应链管理模式下的资源分配供应链是围绕核心企业，通过对信息流、物流、资金流的控制。在供应链思想的指导下， 能够对整个供应链中的共同业务进行重组，得到一种新的业务模式，从而达到对市场快速反 应的目的。供应链管理下
14、的资源整合不仅局限于有形资产的联合与增加，还包括知识资源的 优化重组,并且利用信息系统来建立总的平台，对整条供应链的运营进行“指挥”，减少了由 于信息不对称带来的博弈和牛鞭效应等问题。最终实现供应链总体效益最优。大多数供应链实际上是供应网络。供应网是指一组供应链，共同展现了从初始货源到最 终用户之间货物与服务的流程。多供应链联合后，资源的分配比较困难,双供应链在组织结构上并不需要改变，资源的分 配着重在剩余资源的分配上。而多供应链组织如果仅仅是针对剩余资源的分配便会出现很多 问题。91.5港口码头装卸资源分配问题现代港口物流的发展以及全球范围的能源危机迫切要求集装箱码头装卸工艺的改进和 装卸效
15、率的提高.很多港口管理者采用增加装卸机械数量的方法提高集装箱码头装卸效率， 但在无形之中增加了能耗和运作成本，而且往往出现一些机械的闲置现象近几年，国内外学者运用仿真技术对集装箱码头装卸设备资源分配问题的研究很多面向作业面的装卸工艺是指实行面向作业面的集卡分配策略，所有集卡排成1个队列为 所有桥吊服务.集装箱港口最佳设备配比是指在其他条件不变的情况下以作业时间最小化为 目标，或者在其他条件不变的情况下以桥吊平均单机效率(TEU/h)最大化为目标得到的桥 吊、龙门吊、集卡的比例.102.排队理论在实际工作中的应用于分析2.1公共交通中的应用关桢，魏丽英在研究交通流动中尝试引入交通参数一一饱和车头时距，将交通波理论 应用于公交车-小汽车混合行驶条件下的车辆排队研究。由于公交车不同于小汽车的车辆属 性及行驶特性，使其因占车流比例不同，而对信号交叉口排队车流的平均饱和车头时距和 消散密度产生不同的影响。他们以交通波理论为指导，以平面信号交叉口为分析对象，重点研究了公交影响条件 下单机动车道的排队过程.结合不同车型机动车混合行驶的特点，通过引入不同车型间的 饱和车头时距值并对其进行统计分析，刻画信号周期内交通波的传递情况，探讨了车流平 均饱和车头时距和排队消散密度的变化规律，改进了传统的交通波排队模型。11 2.2在船闸航运中
