鋼鐵企業(yè)鋼管合同組批問題的模型與算法研究.pdf

1、鋼管合同組批問題是鋼管生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)管理中最重要的問題之一，是決定企業(yè)生產(chǎn)效益，衡量企業(yè)競爭力的重要指標(biāo)。合同組批設(shè)計人員根據(jù)企業(yè)接收到的訂單，按照相關(guān)規(guī)程對合同進(jìn)行分組，將合同組合在熱態(tài)鋼管上進(jìn)行生產(chǎn)，并以最小化余料量為目標(biāo)。隨著鋼鐵市場競爭的日趨激烈，客戶對產(chǎn)品的需求日趨小批量、多品種，如何應(yīng)對多變的需求、降低生產(chǎn)成本成為鋼管生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展的核心問題。因此，對鋼管生產(chǎn)企業(yè)鋼管合同組批問題的研究具有十分重要的現(xiàn)實意義。
　　鋼管合同

2、組批問題根據(jù)加工工藝分為兩類：第一類，企業(yè)采用外購的管坯進(jìn)行生產(chǎn)，不存在熱區(qū)切割工藝；第二類：企業(yè)采用自產(chǎn)管坯進(jìn)行生產(chǎn)，包含熱區(qū)切割工藝，合同組批方案時需考慮熱區(qū)分段的影響。本文研究的對象是第二類鋼管合同組批問題，該生產(chǎn)模式在大型鋼管生產(chǎn)企業(yè)中比較普遍，是典型的的組合優(yōu)化問題，本文根據(jù)現(xiàn)場實際需求，對該問題展開了深入的研究。
　　針對問題特性，建立了非線性混合整數(shù)規(guī)劃模型，以余料量最小為目標(biāo)，綜合考慮了設(shè)備規(guī)格限制、合同訂單單位長

3、度以及總長度區(qū)間值、熱區(qū)分段規(guī)格要求等約束。為便于求解，對約束做了線性化處理，提出了線性混合整數(shù)規(guī)劃模型。
　　現(xiàn)場生產(chǎn)時問題規(guī)模大、實時性要求高，對此本文提出了基于混合整數(shù)規(guī)劃的啟發(fā)式算法求解鋼管合同組批問題。該混合算法分為兩個階段進(jìn)行求解：第一階段進(jìn)行主料處理，利用混合整數(shù)規(guī)劃對低柔性合同優(yōu)先組批，然后放開部分限制，對剩余合同求解組批方案；第二階段以完成全部合同為目標(biāo)，采取先余料利用，再模型求解的方式，分兩步對剩余的少量合同進(jìn)

4、行處理，并最終獲得合同組批的完整方案。該混合算法兼具了啟發(fā)式算法和混合整數(shù)規(guī)劃求解的優(yōu)點，將原問題按其特性分解為若干步驟，分階段對目標(biāo)進(jìn)行尋優(yōu)，提高了問題求解的快速性和靈活性，同時各階段混合整數(shù)規(guī)劃模型的建立與求解，又保證了解的優(yōu)良性。經(jīng)現(xiàn)場數(shù)據(jù)測試，該混合算法可以在合理時間內(nèi)得到近優(yōu)解，兼顧了快速性和優(yōu)良性的要求，能很好的適應(yīng)現(xiàn)場生產(chǎn)的需要。
　　基于本文提出的混合算法，開發(fā)了鋼管合同組批系統(tǒng)。現(xiàn)場數(shù)據(jù)測試表明，該系統(tǒng)能快速給出