鋼鐵供應(yīng)鏈生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度問(wèn)題研究.pdf

1、鋼鐵工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中發(fā)揮著重要的和基礎(chǔ)性的作用。隨著全球經(jīng)濟(jì)的一體化，鋼鐵企業(yè)面臨著日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)，并且競(jìng)爭(zhēng)規(guī)則已經(jīng)發(fā)生改變，傳統(tǒng)上是同行業(yè)中的單個(gè)企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)，現(xiàn)在已經(jīng)變?yōu)檎麄€(gè)供應(yīng)鏈之間的競(jìng)爭(zhēng)。鋼鐵工業(yè)與其它行業(yè)一樣，為了降低成本、提高質(zhì)量和服務(wù)水平、快速響應(yīng)市場(chǎng)、應(yīng)對(duì)競(jìng)爭(zhēng)規(guī)則的改變，從而贏得競(jìng)爭(zhēng)，開(kāi)始加強(qiáng)內(nèi)部各部門(mén)之間及與供應(yīng)鏈上的其它企業(yè)的合作，進(jìn)行供應(yīng)鏈管理。在整個(gè)供應(yīng)鏈中，生產(chǎn)計(jì)劃與控制系統(tǒng)處于核心

2、地位，其功能的強(qiáng)弱直接影響到供應(yīng)鏈管理的成敗。 本文作為國(guó)家“九五”科技攻關(guān)課題資助項(xiàng)目(97-562-01-05)和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(70171030)的相關(guān)研究課題，對(duì)鋼鐵供應(yīng)鏈中的生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度問(wèn)題進(jìn)行了研究。研究?jī)?nèi)容包括以下兩方面：一是關(guān)于鋼鐵企業(yè)內(nèi)部供應(yīng)鏈的生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度問(wèn)題，二是關(guān)于鋼鐵企業(yè)外部供應(yīng)鏈的生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度問(wèn)題。對(duì)于前者的研究，以鋼管為主線(xiàn)，首先研究了鋼管生產(chǎn)計(jì)劃問(wèn)題，然后研究了單階段鋼管生產(chǎn)調(diào)度問(wèn)題(

3、熱軋調(diào)度問(wèn)題和管加工調(diào)度問(wèn)題)和多階段鋼管生產(chǎn)調(diào)度問(wèn)題(鋼管協(xié)調(diào)生產(chǎn)調(diào)度問(wèn)題)，最后在上述研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了鋼管生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度決策支持系統(tǒng)。對(duì)于后者的研究，以礦石為主線(xiàn)，首先研究了礦石配料問(wèn)題(高爐生產(chǎn)計(jì)劃問(wèn)題)，然后研究了礦石開(kāi)采問(wèn)題(露天礦生產(chǎn)調(diào)度問(wèn)題)，最后在上述研究的基礎(chǔ)上，研究了礦山和高爐生產(chǎn)二者協(xié)調(diào)生產(chǎn)計(jì)劃問(wèn)題。具體研究?jī)?nèi)容包括： 鋼管主生產(chǎn)計(jì)劃問(wèn)題。建立了鋼管主生產(chǎn)計(jì)劃的混合整數(shù)線(xiàn)性規(guī)劃模型。該模型可歸結(jié)為多

4、階段多產(chǎn)品帶有能力約束的批量問(wèn)題。鑒于該問(wèn)題求解的NP難性，在兩種基于線(xiàn)性規(guī)劃的啟發(fā)式算法——SFH(Single-FractionalHeuristic)和MFH(Multi-FractionalHeuristic)算法的基礎(chǔ)上，分別提出了對(duì)應(yīng)的改進(jìn)算法。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：兩種改進(jìn)算法分別優(yōu)于對(duì)應(yīng)的原算法。 鋼管熱軋調(diào)度問(wèn)題。熱軋調(diào)度問(wèn)題可以歸結(jié)為“具有提前/拖期懲罰的批調(diào)度”問(wèn)題。建立了該問(wèn)題的混合整數(shù)非線(xiàn)性規(guī)劃模型。該模型

5、將提前/拖期懲罰引入目標(biāo)函數(shù)中，考慮了合同準(zhǔn)時(shí)交貨問(wèn)題，而已有模型未考慮交貨期影響。提出了給定合同排序下的最優(yōu)組批方式并進(jìn)行了證明，實(shí)現(xiàn)了問(wèn)題的轉(zhuǎn)化并建立了轉(zhuǎn)化問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型。設(shè)計(jì)了求解模型的遺傳算法，仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模型和算法的有效性。 管加工調(diào)度問(wèn)題。管加工調(diào)度問(wèn)題可以歸結(jié)為“帶運(yùn)輸和機(jī)器相關(guān)設(shè)置時(shí)間的最小總加權(quán)拖期的無(wú)等待并行流水車(chē)間調(diào)度”問(wèn)題。建立了大規(guī)模的混合整數(shù)規(guī)劃模型。通過(guò)提出的變換方法簡(jiǎn)化和降低了模型的規(guī)模。針對(duì)此

6、模型，提出并開(kāi)發(fā)了適合此問(wèn)題的遺傳算法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)比較六種規(guī)則調(diào)度方法及遺傳算法的性能。計(jì)算結(jié)果表明，規(guī)則調(diào)度不適合求解此類(lèi)問(wèn)題，而遺傳算法性能較好。 鋼管協(xié)調(diào)生產(chǎn)調(diào)度問(wèn)題。基于上述熱軋鋼管調(diào)度和管加工調(diào)度的研究，建立了鋼管四個(gè)生產(chǎn)階段的協(xié)調(diào)生產(chǎn)調(diào)度多目標(biāo)規(guī)劃模型。針對(duì)此模型，提出了一種基于瓶頸資源的分級(jí)計(jì)算啟發(fā)式方法。該方法既能實(shí)現(xiàn)一定程度的整體優(yōu)化，又能降低求解的難度，能較好地滿(mǎn)足實(shí)際需要。 鋼管生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度決策支持

7、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)?；谏鲜鲣摴苌a(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度問(wèn)題的研究成果，為天津鋼管公司設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了鋼管生產(chǎn)計(jì)劃與作業(yè)調(diào)度決策支持系統(tǒng)。介紹了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)目標(biāo)、設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)方案和實(shí)現(xiàn)方案。 高爐生產(chǎn)計(jì)劃問(wèn)題。高爐生產(chǎn)計(jì)劃問(wèn)題實(shí)質(zhì)是一個(gè)復(fù)雜的物料配比問(wèn)題。在借鑒了已有的優(yōu)化模型基礎(chǔ)上，考慮了高爐生產(chǎn)的新工藝以及鋼鐵企業(yè)管理的新特點(diǎn)，建立了一個(gè)多品種分時(shí)間段的高爐生產(chǎn)計(jì)劃線(xiàn)性規(guī)劃模型。實(shí)例計(jì)算表明了模型的有效性。 露天礦生產(chǎn)調(diào)度問(wèn)題。數(shù)學(xué)規(guī)劃方

8、法得到的露天礦生產(chǎn)調(diào)度在實(shí)際生產(chǎn)中往往不可行。從改善模型本身的角度試圖解決該問(wèn)題。為此引入開(kāi)采區(qū)域規(guī)整性概念用以表示模型結(jié)果的現(xiàn)實(shí)可行性，并提出兩種開(kāi)采區(qū)域規(guī)整性測(cè)度：基于周長(zhǎng)的規(guī)整性測(cè)度和基于距離的規(guī)整性測(cè)度。將它們作為目標(biāo)函數(shù)添加到一般的露天礦生產(chǎn)調(diào)度模型中，建立了兩個(gè)具有現(xiàn)實(shí)性目標(biāo)的露天礦生產(chǎn)調(diào)度模型。計(jì)算實(shí)驗(yàn)表明，具有現(xiàn)實(shí)性目標(biāo)的露天礦生產(chǎn)調(diào)度模型可以獲得較現(xiàn)實(shí)可行的露天礦生產(chǎn)調(diào)度。 鋼鐵供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)生產(chǎn)計(jì)劃問(wèn)題?；谏鲜?/p>