《可持续发展:系统思维与优化方法》课程以联合国17个可持续发展目标为载体,从系统化思维视角,围绕其中衣、食、住、行中的典型可持续发展问题,使用数理、工程、创新的方法,发现问题、建立模型并支持决策。课程由大道书院开设,任教教师为大道书院导师刘宝龙教授(创管学院)和科道书院导师田旭晗教授(创管学院)。
同学们通过一个学期的努力学习和精诚合作,终于完成了各自的团队项目,形成了具有创意的可持续发展方案。各个团队在大道书院庭院进行了课程项目路演,路演吸引了众多同学们的关注,大家纷纷为自己认可的团队项目投票。
一、面包重生之小麦归来
陈财源和吴瑜青同学的项目“麦香”,旨在通过最优控制方法优化垂直农业企业小麦生长周期内的资源投入(包括光照和水分),并调整生长周期以实现全年最高产量。项目采用几何布朗运动(GBM)模型来模拟小麦价格的随机波动,考虑了产量与资源投入(光照量、水分供应量、平均温度和其他环境因素)的关系。成本模型包括资源成本、固定成本和可变成本。项目还考虑了资源可用性约束,确保资源投入不超过系统供应能力。通过数学模型优化,项目旨在为可持续农业和全球粮食安全做出贡献。
二、基于时空网络的电子产品逆向物流系统优化
罗钧元和曾一航同学的“逆向物流运输管理”项目,对在供应链的末端收集并返回产品或材料的过程进行建模优化。现代电子产品的快速发展和更新换代导致了大量旧产品的回收、处理问题。在可持续发展框架下,逆向物流本在最大化利用资源、减少电子产品浪费等方面有相当积极的贡献。然而,由于缺乏统一管理、需求高度随机、物流节点选址混乱等原因,逆向物流往往在相对低效的情形下运行着。本研究旨在运用时空网络模型和混合整数线性规划模型,从可持续发展的角度出发,着力提高运输效率、降低碳排放量,提高系统效率和环境友好性。
三、关于新零售平台在某一地区的选址
崔凯琦和于琛同学的新零售选址项目,灵感源于盒马超市这一新兴零售平台。项目场景对线上线下的客流量同步抓取,规避了线下大型店面的高空间、高能源消耗。同时,高客流量也降低了物流成本。在环境方面,项目契合联合国可持续发展目标中的“负责任的消费与生产”。在数学建模上,借助了课程中学习的线性规划等知识、课上的建模实例与论文,构建了时空网络与加权算法并行的模型,能较好解决对选址的需求。
本次《可持续发展:系统思维与优化方法》课程路演,总结了同学们的学习成果,展现了同学们对可持续发展的思考,和对课内外交叉学科知识的综合运用。
文字|刘阳辉、刘宝龙、田旭晗
审核|李真珍、周姝燕