本文關(guān)鍵詞： 軋制計(jì)劃編制 庫存作業(yè)優(yōu)化 單親遺傳算法 啟發(fā)式算法　出處：《北京科技大學(xué)》2015年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：在鋼鐵企業(yè)中,尤其是冷裝生產(chǎn)工藝下,鋼坯庫起著至關(guān)重要的作用,不僅接收連鑄下線的入庫鋼坯,同時(shí)依照軋制計(jì)劃向熱軋工序提供原料(鋼坯)。鋼坯庫內(nèi)物流作業(yè)具有規(guī)模大、維度高、非線性等復(fù)雜特點(diǎn),庫內(nèi)作業(yè)的優(yōu)化對于熱軋工序的生產(chǎn)具有重要的影響。本文對存放待軋制鋼坯的鋼坯庫作業(yè)與軋制計(jì)劃的集成管理展開研究,以特鋼企業(yè)馬蓮垛式的鋼坯庫堆放方式和熱軋計(jì)劃編制與實(shí)施的實(shí)際情況為背景,深入分析庫存的出入庫作業(yè)與軋制計(jì)劃編制之間的整合策略,針對以下4個(gè)關(guān)鍵問題設(shè)計(jì)優(yōu)化模型及求解算法：考慮熱軋生產(chǎn)需求的鋼坯入庫、出庫作業(yè)優(yōu)化；基于庫存信息的熱軋計(jì)劃編制和調(diào)整。通過庫存作業(yè)與軋制計(jì)劃的集成管理,保證熱軋生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性,同時(shí)降低庫存作業(yè)成本。主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下： (1)為保證后續(xù)熱軋生產(chǎn)的連續(xù)和穩(wěn)定生產(chǎn),研究了考慮交貨期的鋼坯入庫問題,對此問題建立了以最小化鋼坯出庫倒垛次數(shù)為目標(biāo)的數(shù)學(xué)模型,并設(shè)計(jì)了基于動(dòng)態(tài)調(diào)整策略的啟發(fā)式算法。首先通過聚類算法將暫存在輥道上的鋼坯進(jìn)行聚類,形成鋼坯入庫批次；然后以批次為單位進(jìn)行垛位指派；針對初步指派方案,構(gòu)建了一種動(dòng)態(tài)調(diào)整策略,動(dòng)態(tài)調(diào)整每一個(gè)垛位最上層的鋼坯批次,以降低整個(gè)入庫計(jì)劃的總倒垛次數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,算法能有效減少倒垛次數(shù),并提高垛位的空間利用率。 (2)為有效減少軋制計(jì)劃實(shí)施過程中的鋼坯出庫時(shí)間和降低出庫成本,研究了一種考慮鋼坯倒垛優(yōu)化的軋制計(jì)劃編制問題,即在粗軋制計(jì)劃的基礎(chǔ)上,為每個(gè)軋制位置匹配庫存鋼坯,并對軋制單元進(jìn)行排序,形成可執(zhí)行的軋制計(jì)劃。通過深入分析問題特征,建立了以最小化軋制鋼坯出庫的總倒垛次數(shù)和軋制單元之間切換機(jī)架次數(shù)為目標(biāo)的多目標(biāo)整數(shù)規(guī)劃模型,并構(gòu)造了一種基于鋼坯匹配的單親遺傳算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了模型和算法的可行性和有效性。 (3)考慮到鋼坯入庫的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)性,為保證軋制計(jì)劃的順利執(zhí)行,進(jìn)一步研究了考慮實(shí)時(shí)庫存的軋制計(jì)劃調(diào)整問題,探討了在實(shí)施軋制計(jì)劃時(shí)鋼坯庫對軋制計(jì)劃的影響因素,提出了軋制計(jì)劃的三種動(dòng)態(tài)調(diào)整策略：軋制鋼坯替換、軋制單元內(nèi)鋼坯軋制順序調(diào)整以及計(jì)劃鋼坯取消軋制調(diào)整�；谌N動(dòng)態(tài)調(diào)整策略,建立了以最小化調(diào)整懲罰及鋼坯庫存倒垛次數(shù)的加權(quán)平均和為目標(biāo)的數(shù)學(xué)模型,設(shè)計(jì)了一種三階段啟發(fā)式調(diào)整算法,為實(shí)施軋制計(jì)劃提供了切實(shí)可行的方案。 (4)為提高軋制計(jì)劃實(shí)施過程中的鋼坯倒垛的有效性,打破了以往研究中障礙鋼坯必須倒回的處理方式,綜合考慮了軋制鋼坯出庫倒垛優(yōu)化和為障礙鋼坯重新指派位置的障礙鋼坯落位優(yōu)化,提出一種鋼坯倒垛落位問題,并建立了兩階段數(shù)學(xué)模型：倒垛優(yōu)化模型和落位優(yōu)化模型。基于模型的兩階段特征,設(shè)計(jì)了兩階段求解算法：第一階段,采用改進(jìn)多回路啟發(fā)式算法為軋制計(jì)劃匹配最佳的鋼坯庫出庫序列；第二階段,基于垛位輻射鄰域搜索算法為計(jì)劃實(shí)施過程中的障礙鋼坯指派最佳的落位位置。數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模型和算法的有效性。
[Abstract]:In the iron and steel enterprise , especially the cold pack production technology , the steel billet warehouse plays a vital role , not only receives the incoming billet of continuous casting , but also provides the raw material ( billet ) to the hot rolling process according to the rolling plan . ( 1 ) In order to ensure the continuous and stable production of the subsequent hot rolling production , a mathematical model is established to minimize the number of stock issue stacks , and a heuristic algorithm based on the dynamic adjustment strategy is established . First , a dynamic adjustment strategy is constructed by clustering the steel billet on the temporary roller way to form a billet storage batch ; ( 2 ) In order to effectively reduce the stock issue time and reduce the issue cost in the rolling plan , a multi - objective integer programming model considering the optimized rolling schedule of the billet is studied , that is , based on the rough rolling plan , a multi - objective integer programming model with the objective of minimizing the total number of stacking times and the number of switching frames between the rolling units is established , and a single parent genetic algorithm based on the matching of the steel billet is constructed . ( 3 ) In order to ensure the smooth execution of rolling plan , the paper further studies the influence factors of rolling plan to ensure the smooth execution of rolling plan . Three kinds of dynamic adjustment strategies for rolling plan are discussed : rolling steel billet replacement , rolling sequence adjustment of steel billet in rolling unit and rolling adjustment of planned billet . Based on three dynamic adjustment strategies , a three - stage heuristic adjustment algorithm is designed to provide practical scheme for implementing rolling plan . ( 4 ) In order to improve the effectiveness of the steel billet stacking in the process of rolling plan , the paper breaks down the treatment way that the obstacle steel billet must be reversed in the past research , and proposes a two - stage mathematical model : the first stage , the optimized multi - loop heuristic algorithm is adopted to match the optimal steel billet stock issue sequence for the rolling plan ;

【學(xué)位授予單位】：北京科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TF087;TG338

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1441936