基于近似动态规划的血小板库存管理
系统与控制
2025-02-11 v2 系统与控制
摘要
我们研究了一类具有单元保质期内生（依赖决策）不确定性的随机易腐品库存控制问题。我们的主要动机是确定血液血小板的订购策略。由于血小板最长保质期短（检测后 3-5 天）且每日需求高度不确定，确定最优订购量是一项艰巨任务。我们将该问题建模为无限期折扣马尔可夫决策过程（MDP）。该模型捕捉了我们从加拿大医院网络数据中观察到的显著特征，并允许固定订购成本。我们证明了在保质期存在不确定性的情况下，MDP 的值函数非凸，且在确定保质期下成立的关键结构性质不再保持。因此，我们提出一种近似动态规划（ADP）算法来求得近似策略。我们使用基函数的线性组合逼近值函数，并通过基于仿真的策略迭代算法调参。我们在与血小板库存管理问题相关的参数区间内，通过大量数值实验评估所提策略的性能。我们进一步利用 ADP 算法评估忽略保质期不确定性的影响。最后，我们在一个使用真实数据的案例研究中评估 ADP 算法的样本外性能，并将其与历史医院表现及其他基准进行比较。ADP 策略可在线在几分钟内算出，与历史表现相比过期率和短缺率降低逾 50%。此外，它优于或等同于忽略保质期不确定性、且在问题规模较大时难以计算的精确策略。
引用
@article{arxiv.2307.09395,
title = {Platelet Inventory Management with Approximate Dynamic Programming},
author = {Hossein Abouee-Mehrizi and Mahdi Mirjalili and Vahid Sarhangian},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.09395},
year = {2025}
}