热轧带钢生产调度模型与算法研究

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1、上海交通大学硕士学位论文热轧带钢生产调度模型与算法研究摘要热轧生产作为钢铁生产中的一道重要工序，其生产调度影响到炼钢，连铸生产的计划编制；轧制计划完成情况的好坏，直接决定产品质量、产量、交货日期和企业的生产效益。合理的生产调度可以提高生产效率，降低能耗和成本，从而提高企业的竞争力。热轧生产调度是一个复杂的约束组合优化问题，其生产约束条件包括连续轧制板坯的宽度、厚度和硬度跳变要求，轧制计划的最大长度，产品库存及交货期等。本文针对热轧问题的目标和约束，建立了单轧制批次和多轧制批次调度的优化模型。模型不仅考虑了轧制计划中板坯在宽度，厚度，硬度上的跳变，相同

2、宽度板坯连续轧制长度约束，而且还考虑了轧制中烫辊材和主体材的合理安排，能够编制出满足一定规格的“双梯形”的轧制计划。其中，多轧制调度模型考虑了多个轧制计划，采用并行策略，更具有研究价值和实际应用前景。在轧制调度模型的基础上，通过对遗传算法的各种改进方法的比较和分析，本文提出了局部搜索混合遗传算法。通过在遗传算法中引入其他搜索算法，既发挥了遗传算法自身的优势，又利用其他搜索算法来弥补遗传算法的不足。在实际的生产调度系统中存在很多随机的和不确定的因素，仅仅靠I上海交通大学硕士学位论文静态调度的结果，远远不能满足实际生产需要。因此有必要在静态调度的基础上，

3、建立动态调度系统，以处理热轧生产中的各种动态事件。在热轧静态调度模型的基础上，提出了热轧动态调度框架，在此框架内建立了重调度规则与优化算法。重调度策略是建立在热轧调度领域知识上的启发式规则，包括修补策略与完全重调度策略。不同的调度策略用于应对不同的动态事件，策略与优化算法，构成了完整的热轧动态调度方案。基于本文所研究的模型和优化调度算法，开发了热轧调度系统，仿真数据表明，该系统能提供满意的解决方案和调度性能。关键词：智能优化算法，热轧调度，动态调度，多轧制批次调度II上海交通大学硕士学位论文DEVELOPMENTOFMODELANDALGORITHM

4、FORHOTSTRIPMILLSCHEDULINGABSTRACTDuringpastfewdecades,withtheglobalcompetitionthesteelmanufacturingenterprisesarefacedwiththechallengestoreducingoperationalcostsandmakingthebusinessmoreflexibleanddynamicunderanuncertainworldwidemarketplace.Ithasbeenrecognizedthattheadvancedplan

5、ningandscheduling(APS)playsanimportantroleinmakingaseamlessintegrationofbusinessandmanufacturingtooptimizebusinessperformancewithlowcostsandsuperiorcustomerservices.The“make-to-order”businessmodelhasbeenpopularlyusedinmanymodernsteelmills.Itshouldbenotedthatthehotstripmill(HSM)

6、isoneofthemostimportantproductionlinestoproducehotrolledstripproductsineitheranintegratedmilloramini-mill.Fromsystempointofview,theHSMdoesnotonlyproduceitsfinishedhotrolledproducts,butalsobuildupthework-in-process(WIP)inventoryforvarietyofcoldmills.Consequently,producingrightpr

7、oductsatrighttimewithlowestcostsbecomesthegeneralgoalofaHSMproductionunit.BeingaconstrainedcombinatorialoptimizationtheHSMproductionschedulingproblemisatypicalNP-hardIII上海交通大学硕士学位论文problem.AfterinvestigationofHSMschedulingproblem,amultipleroundschedulingmodelisproposedtodescrib

8、ebothobjectivecriteriaandconstraintscommonlyconcernedi