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“节约能源,保护资源”是我国新时期实现可持续发展伟大战略的保证和手段；改革开放以来,我国的国民经济保持在8%的高增率上迅猛增长,己至于能源的供给成为了经济增长的瓶颈,节能已成为国家发展经济的一项长远战略方针。钢铁工业是我国的耗能大户。在过去的几年中,钢铁工业以急速的、超常规式的增长：一方面,造成了未来一段时间内产能的相对过剩；另一方面,由于相当一部分钢铁企业生产能力规模小、设备的能源利用效率低、技术落后等原因,在资源、能源方面造成了很大的浪费。而轧辊行业属于钢铁制造行业的上游行业。轧辊生产工艺流程由造型、冶炼、浇铸、热处理、机加工等诸多工艺组成。其中,由于热处理工艺加工周期长、生产成本高,使其在轧辊生产工艺流程中处于突出重要的地位。因此,在现有资源条件下,如何提高热处理过程中加热炉的利用率、降低能源消耗,具有十分重要的意义。本文以国内某轧辊生产企业的实际生产为背景,通过对企业的实地调研,并应用生产管理及系统工程的相关理论,针对以能源节约为目标的轧辊生产热处理过程中轧辊的组批、批次指派和调度问题进行了研究。该研究是国家“973”项目子课题(2009CB320601)和国家创新研究群体科学基金项目(70721001)的重要组成部分。本文的主要研究工作概括为以下几个方面：(1)针对以能源节约为目标的热处理过程中辊坯批次确定条件下的批次指派和调度的单阶段调度问题进行了研究,该问题可归结为具有指派的并行机调度问题。针对加热炉体积和功率都不同的问题,建立了数学优化模型。分别提出了以能源节约为目标的基于先到先加工的低功率加热炉优先的启发式算法(FCFP-LPFF)、基于最长加工时间的低功率加热炉优先的启发式算法(LPT-LPFF)、基于批次间加工时间最大差值的低单位功率加热炉优先的启发式算法(LDVBPT-LUPFF)对问题进行求解；通过对不同规模和不同加热炉可用时间的实例进行计算测试,实验结果表明了算法的有效性和适应环境。(2)围绕以能源节约为目标的热处理过程中辊坯组批、批次指派和调度的单阶段调度问题进行了研究,该问题可归结为具有组批和批次指派的并行机调度问题。该问题是上个问题的延伸,将研究对象延伸为辊坯,使其更符合企业生产实际。针对加热炉体积和功率都不同的条件下,建立了数学优化模型；分别提出了以能源节约为目标的基于辊坯间尺寸最大差值的组批和批次间加工时间最大差值的低单位功率加热炉优先的启发式算法(LDVRS-BPTLUPFF)、基于最大辊坯尺寸的组批和最长批次加工时间的低功率加热炉优先的启发式算法(LRS-PTLPFF)对问题进行求解；对不同规模和不同环境下的问题实例进行计算测试；实验结果表明了算法的可行性和有效性,为企业决策者合理安排提供依据。