鋼鐵企業(yè)板卷合同匹配問題建模與差分進(jìn)化算法研究.pdf

1、在鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)過程中，既要滿足客戶對(duì)產(chǎn)品的多品種、小批量、個(gè)性化的需求，又要保證機(jī)組設(shè)備的利用率。但是落后的生產(chǎn)運(yùn)作管理機(jī)制導(dǎo)致了大量余材產(chǎn)品的產(chǎn)生。此外由于生產(chǎn)計(jì)劃編排的不合理等因素，造成了不滿意的合同與材料的匹配關(guān)系。板卷合同匹配問題是指在鋼鐵生產(chǎn)過程中將庫存余材（無委托板卷）分配給有欠量的用戶合同以減少在制品庫存，并通過調(diào)整現(xiàn)有的合同與板卷之間的匹配關(guān)系提高合同的完成率，從而提高客戶的滿意度。本文以國內(nèi)某大型鋼鐵企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)為

2、背景，將板卷合同匹配問題描述為無委托板卷合同匹配及全委托板卷合同匹配兩個(gè)階段的優(yōu)化問題，分別建立了數(shù)學(xué)模型，針對(duì)每個(gè)問題定制化地設(shè)計(jì)了差分進(jìn)化算法進(jìn)行求解。主要內(nèi)容如下:
　　(1)無委托板卷合同匹配問題的建模與求解。本文以提高板卷與合同的匹配質(zhì)量、提高板卷利用率、降低庫存費(fèi)用為目標(biāo)，板卷的規(guī)格和合同要求為約束條件，對(duì)于無委托板卷匹配問題建立了整數(shù)規(guī)劃模型。由于問題為NP-難問題，現(xiàn)有的優(yōu)化軟件的求解能力有限，因此，提出了一種改進(jìn)

3、的差分進(jìn)化算法。采用多種啟發(fā)式和隨機(jī)方式相結(jié)合的混合方法以獲得較高質(zhì)量的初始解。針對(duì)問題的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種整數(shù)編碼方式，采用帶有求余運(yùn)算的改進(jìn)變異方式，同時(shí)通過貪婪修復(fù)策略對(duì)不可行解進(jìn)行修復(fù)。多組不同規(guī)模的數(shù)值實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模型和算法的有效性。
　　(2)全委托板卷合同匹配問題的建模與求解。由于實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)板卷合同之間不合適的匹配關(guān)系，這時(shí)需要對(duì)板卷合同的匹配關(guān)系進(jìn)行調(diào)整，本文以提高板卷與合同的匹配質(zhì)量、提高客戶滿意度為目標(biāo)，

4、考慮機(jī)組的最大產(chǎn)能約束，對(duì)于全委托板卷合同匹配問題建立了整數(shù)規(guī)劃模型。運(yùn)用CPLEX求解小規(guī)模問題，驗(yàn)證了模型的有效性。針對(duì)大規(guī)模問題設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)的差分進(jìn)化算法求得問題的近優(yōu)解。算法以啟發(fā)式所得的初始和隨機(jī)產(chǎn)生的初始解作為初始種群，提出一種具有擾動(dòng)的隨機(jī)變異操作，并對(duì)交叉和變異的參數(shù)進(jìn)行了自適應(yīng)的改進(jìn)。通過與CPLEX對(duì)比的數(shù)值實(shí)驗(yàn)表明了所提出的改進(jìn)的差分進(jìn)化算法能夠在較短的時(shí)間給出滿意的近優(yōu)解。
　　(3)將所提出的模型和算法