论文部分内容阅读
随着钢铁需求量的逐年增加,钢铁生产中存在的物流调度问题逐渐成为国内外研究的热点问题。而在钢铁企业中物流设备成本高,数量有限的特点,使得物流设备调度逐渐成为调度领域的瓶颈问题。本文以普遍存在于钢铁企业原燃料、成品、半成品运输配送过程中的物流设备调度为背景,研究了原燃料料场物流设备调度问题以及罩式炉物流设备调度问题。(1)原燃料料场物流设备调度问题原燃料料场物流设备调度问题是根据料场实际与取料计划,在满足各原燃料取料时间窗、取料量的前提下进行取料机调度,确定取料机从开始取料到取料结束的时间和路线。本文针对原燃料料场原燃料供应系统的特点,详细考虑了料场设备工作过程中的各项约束,建立了最小化料场运行费用、最大化取料机利用率以及取料机作业平衡率为目标的多目标混合数学规划模型。在原燃料料场物流设备调度问题中,根据原燃料料场料堆分批多料条堆放的方式以及料堆与取料设备之间的对应关系,将问题分解为料堆的选取与取料机调度两阶段。第一阶段以节约料场更多的运行费用为目标,采用基于know-how思想的启发式求得问题的初始解,然后应用分散搜索算法进行求解,在求解过程中设计自然数分组编码的方式进行编码,应用先来先取的方式译码,采用三种参考集、三种了集以及三种组合策略来保证解的质量和分散性;但是由于时间约束的限制,求解过程中很难保证解的可行性,为了能够扩大搜索范围,对不可行解采用惩罚策略,允许其参与迭代。问题的第二阶段是以第一阶段结果为基础,应用两两交换不同种类原燃料以及同种原燃料内不同料堆的方式进一步改进取料机的利用率以及各取料机之间的平衡率。为验证算法的有效性,根据实际情况随机产生数据对算法进行测试。结果表明该算法能够有效的解决原燃料料场物流设备调度问题,节约更多的料场管理成本,提高了取料设备的利用率以及取料设备之间的平衡率。结合对原燃料料场物流设备调度问题的理论研究成果与实际情况,设计并开发了基于画面灵活编排的原燃料料场物流设备调度决策优化系统。该系统包括数据维护、库存管理、原燃料计划以及设备调度等功能。(2)罩式炉物流设备调度问题针对罩式炉车间板卷退火工序复杂以及资源设备受限的特点,以最小化最大完成时间为目标,对待处理计划的整个退火流程进行调度,来提高整个产线的生产效率。首先,根据退火流程中加热和冷却两工序占主要加工时间的特点,提出基于约翰逊规则的启发式与分散搜索结合的混合算法对该问题进行求解。在分散搜索算法中,设计了无重复自然数编码方式来保证问题的可行性。但是由于问题的复杂性,很难对编码直接求解,因此采用分段解码策略进行解码。在解组合中设计了单点交叉以及一次计划交换的方式,这两种组合策略均能保证解的可性。最后,根据实际情况随机产生实验数据对算法进行了测试。测试结果表明,本文运用的算法能够有效的减小最大完成时间,提高生产效率。