钢轧一体化生产计划问题涉及了制造执行系统(Manufacturing Execution System,简称MES)中的生产计划及生产调度两个主要模块,是钢铁企业MES的核心问题之一。从炼钢到热轧的一体化生产计划一直是各钢铁企业不断探索的课题,但效果并不理想。如何更加紧密地将前后工序相结合、使物流保持连续,最终达到生产节奏平衡及设备能力匹配的目的,实现对整个钢轧生产过程的全局优化,已经成为国内外的研究热点。通过对冶金自动化研究设计院开发的MES生产计划系统的研究,并结合其他生产计划系统的应用情况,找出现阶段国内的生产计划系统在钢轧一体化生产计划上存在的不足之处。总结出国内钢铁行业的生产计划系统对生产要素考虑得不够完整、对业务流程考虑得不够充分、理论与实际结合得不够紧密以及钢轧界面存在设备衔接不紧密以及能力不够匹配等问题。本文深入分析了典型钢铁企业的生产工序及生产组织过程,对生产要素及业务流程进行全面考虑,采用面向对象及层次化的建模方法,对特钢企业的炼钢厂和轧钢厂建立了层次化的工厂对象模型。对象模型分为企业级、厂级、工序级、设备级四个层次,其中工序级考虑了大多数钢铁企业的常规工序,包括冶炼、精炼、连铸、加热炉和轧制,可支持大多数钢铁企业钢轧一体化生产计划的研究。建立的工厂模型作为研究的基础,为本文整个研究过程提供了一个相对完整的研究平台。论文分别就钢轧一体化生产计划中的两个关键环节——坯料设计与钢轧一体化计划编制进行研究。坯料设计研究了不同钢铁企业的坯料设计过程,将不同企业坯料设计的约束条件,通过参数化定义进行统一,给出了较为通用的坯料设计流程和算法。钢轧一体化计划编制考虑了连铸换浇次、轧制的辊期情况,给出了应用逆向反推的算法编排炼钢连铸计划的方法与过程,并简单说明了轧制计划编制及统筹形成钢轧一体化生产计划的思路。以上关键环节以工厂模型中的要素为基础,研究尽量做到使冶炼、连铸、加热炉及轧制四个工序的生产节奏得到平衡,设备能力得以匹配,使各设备产能最大化。在研究过程中,做到理论与实际相结合,使研究成果可以应用到实际的生产中。最终,应用以上两个关键环节的研究成果,以工厂模型为基础,以院里开发MES的工程经验及对其他计划系统的分析作为背景,完善钢轧一体化生产计划系统的功能,重新设计了一个一体化的MES生产计划系统方案,并简要介绍了该方案在某特钢厂的部分应用情况。该系统的成功上线,保证了炼钢生产物流的连续高效,提高了该厂炼钢生产的管理水平。