钢铁企业自拟合同计划问题研究

摘要

为了快速消耗无委托板坯，解决无委托板坯占用资金和库存的问题，本文研究了钢铁企业中的自拟合同计划问题。该研究能够有效提高无委托板坯的利用率，降低钢铁企业生产和库存成本，提高企业效益。 自拟合同计划问题包括自拟合同制定问题和自拟合同匹配问题。其中，自拟合同制定问题是将无法消耗的无委托板坯聚类组成自拟合同;自拟合同匹配问题是将无委托板坯匹配给自拟合同。针对两个问题，分别建立整数规划模型，并设计改进的差分进化算法进行求解。具体的工作内容如下: 1)研究了并行多产线自拟合同制定问题。该问题的任务是在满足负荷均衡、自拟合同能力的条件下，将无委托板坯进行聚类组成自拟合同，同时将得到的自拟合同分配给热轧产线。与以往的研究相比，本文将自拟合同的聚类和产线分配集成优化。考虑实际生产工艺规程，以最小化自拟合同个数、最小化板坯规格差异、最大化消化无委托板坯个数、最小化生产负荷偏差、最小化板坯的在库时间为目标，建立了整数规划模型，并设计了基于HDE的改进差分进化算法对问题进行快速近优求解。最后，通过数值实验，并与商业求解软件CPLEX对比，验证了算法和模型的有效性。 2)研究了自拟合同匹配问题。该问题的任务是在满足自拟合同能力、匹配工艺规程等约束条件下，将无委托板坯分配给自拟合同。针对该问题，以最小化自拟合同需求量与分配量差异成本、最小化自拟合同开启成本为目标，建立了整数规划模型，并设计了改进的差分进化算法对问题进行高效求解。针对自拟合同一对多的匹配模式，设计了整数编码与解码方法，并提出了两种基于目标最小化的启发式算法与随机策略一起获得质量较好的初始种群。同时，设计了基于混合策略的变异操作，保证解的多样性和收敛速度。在选择之前，对交叉后的解进行两种启发式的修复。通过数值试验，并将提出的算法与CPLEX进行比较，验证了算法的有效性。 3)以自拟合同制定与自拟合同匹配问题的模型和算法为核心，设计并开发自拟合同计划决策支持系统，该系统与企业ERP数据对接，实现自拟合同的制定与匹配，降低生产成本。

目录

声明

摘要

第1章绪论

1．1问题研究背景

1．2问题研究意义

1．3国内外研究现状

1．3．1自拟合同计划问题研究现状

1．3．2差分进化算法研究现状

1．4本文主要工作和研究路线

1．4．1本文研究路线

1．4．2本文主要工作

第2章自拟合同制定问题建模与求解

2．1问题描述

2．2问题建模

2．2．1符号定义

2．2．2数学模型

2．3基于聚类思想的启发式求解

2．4基于背包思想的启发式求解

2．5差分进化算法求解

2．5．1编码与解码操作

2．5．2初始种群的产生

2．5．3基于HDE的离散差分变异操作

2．5．4交叉操作

2．5．5选择操作

2．6数值实验

2．6．1实验配置

2．6．2实验结果与结论

2．7本章小结

第3章自拟合同匹配问题建模与求解

3．1问题描述

3．2问题建模

3．2．1符号定义

3．2．2数学模型

3．3差分进化算法求解

3．3．1编码与解码操作

3．3．2初始种群的产生

3．3．3基于混合策略的变异操作

3．3．4交叉操作

3．3．5解的修复

3．3．6选择操作

3．4数值实验

3．4．1实验配置

3．4．2实验结果与结论

3．5本章小结

第4章自拟合同计划决策支持系统设计与开发

4．1系统分析

4．1．1系统需求分析

4．1．2业务流程分析

4．1．3系统功能分析

4．2系统模块功能实现

4．2．1数据下载

4．2．2参数设置

4．2．3算法运行

4．2．4结果显示

4．3本章小结

第5章结束语

参考文献

致谢