基于列生成的铁钢区批量计划与物流调度

发布时间：2021-09-29 00:56

　　铁钢区的批量计划和物流调度是钢铁企业生产运作管理中急需解决的重大关键问题,科学的制定有利于提高生产效率和资源利用率、降低生产成本和能源消耗。由于铁钢区的批量计划和物流调度问题都可归结为NP-Hard的组合最优化问题,因此,探讨适合这类问题的有效和实用算法已成为学术界和工业界关注的热点研究课题。列生成作为一种重要的最优化技术,与其他算法相结合已经成功地求解许多NP-Hard的经典组合最优化问题,获得问题的最优解或次优解。本文从影响列生成算法性能的要素出发,分别针对算法体系结构、价格子问题的求解以及整数解的获取三个方面进行了理论和改进研究；并以从铁钢区提炼出来的炼钢—连铸Lot批量计划问题、炼钢—连铸浇次批量计划问题、铁水流向分配问题、铁水机车调度问题为背景,对列生成方法进行了应用研究。针对铁钢区的实际炼钢—连铸批量计划问题,设计并提出了有效的智能优化算法,以此为核心开发了相应的决策支持系统。具体内容概括如下：1)算法体系结构改进。将基于次梯度的拉格朗日松弛（LR）算法嵌入列生成算法框架中,形成拉格朗日松弛和列生成的混合算法。该算法包含双重迭代,在内环通过求解拉格朗日松弛子问题和基于次梯度... 

【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：181 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 问题的来源、研究目的及意义
        1.1.1 问题的来源及研究目的
        1.1.2 问题的研究背景及意义
    1.2 铁钢区计划与调度问题研究综述
        1.2.1 炼钢—连铸批量计划问题的研究综述
        1.2.2 炼钢—连铸生产调度问题的研究综述
        1.2.3 铁钢区运输物流调度问题的研究综述
    1.3 列生成算法的基本原理及研究现状
        1.3.1 算法的来源
        1.3.2 线性规划的Dantzig-Wolfe分解
        1.3.3 整数规划和列生成
        1.3.4 集划分问题和列生成
        1.3.5 列生成的基本方法综述
        1.3.6 列生成方法的改进综述
    1.4 本文的技术路线及主要工作
        1.4.1 本文的技术路线
        1.4.2 本文的主要工作
第二章 铁钢区生产物流的工艺及管理背景
    2.1 铁水运输的工艺背景
    2.2 铁水运输的作业计划
        2.2.1 铁水分配作业计划
        2.2.2 TPC调度作业计划
        2.2.3 机车调度作业计划
    2.3 炼钢—连铸生产的工艺背景
    2.4 炼钢—连铸生产计划与调度
        2.4.1 炉次批量计划
        2.4.2 浇次批量计划
第三章 基于LR&CG混合算法的炼钢—连铸Lot批量计划问题
    3.1 引言
    3.2 问题描述及数学模型
        3.2.1 问题描述
        3.2.2 数学模型
    3.3 拉格朗日松弛算法
    3.4 LR对偶问题的等价模型及列生成算法
    3.5 拉格朗日松弛和列生成(LR&CG)混合算法
        3.5.1 混合策略分析及算法框架
        3.5.2 第一级子问题的求解改进策略
        3.5.3 LR启发式构建可行解
    3.6 算法性能实验
    3.7 结论
第四章 基于HCG算法的炼钢—连铸浇次批量计划问题
    4.1 引言
    4.2 问题描述及数学模型
        4.2.1 问题描述
        4.2.2 数学模型
    4.3 分枝—价格算法
        4.3.1 Dantzig-Wolfe分解
        4.3.2 价格子问题
        4.3.3 主问题的有效不等式
        4.3.4 初始限制主问题
        4.3.5 分枝—定界
    4.4 HCG算法
    4.5 算法性能实验
    4.6 结论
第五章 铁水运输调度的分枝—价格算法
    5.1 引言
    5.2 铁水流向分配问题
        5.2.1 问题描述和数学模型
            5.2.1.1 问题特性
            5.2.1.2 数学模型
        5.2.2 铁水流向分配问题的分枝—价格算法
            5.2.2.1 集划分模型
            5.2.2.2 价格子问题
            5.2.2.3 分枝策略
        5.2.3 算法性能实验
    5.3 铁水机车调度问题
        5.3.1 问题描述
        5.3.2 数学模型
        5.3.3 铁水机车调度问题的分枝—价格算法
            5.3.3.1 集划分模型
            5.3.3.2 价格子问题
            5.3.3.3 分枝策略
            5.3.3.4 启发式上界
        5.3.4 算法性能实验
    5.4 结论
第六章 实际炼钢—连铸批量计划问题
    6.1 问题背景
    6.2 实际炉次批量计划问题数学模型
        6.2.1 问题的特点及建模要素
        6.2.2 模型表达
    6.3 实际浇次批量计划问题数学模型
        6.3.1 问题的特点及建模要素
        6.3.2 模型表达
    6.4 实际炼钢—连铸批量计划问题的求解策略
        6.4.1 炉次批量计划问题的动态规划启发式
        6.4.2 浇次批量计划问题的禁忌搜索算法
        6.4.3 板坯炉次调整改进
    6.5 算法性能实验
    6.6 结论
第七章 炼钢—连铸批量计划与生产调度决策支持系统开发
    7.1 引言
    7.2 炼钢—连铸批量计划决策支持系统
        7.2.1 系统的设计思想
        7.2.2 系统的总体结构及接口
        7.2.3 系统的功能模块和界面
        7.2.4 系统的操作流程
        7.2.5 系统实施效果
    7.3 炼钢—连铸生产调度决策支持系统
        7.3.1 炼钢—连铸生产调度的理论方法
        7.3.2 系统的设计思想
        7.3.3 系统的功能模块和界面
第八章 结束语
参考文献
致谢
作者博士期间发表和录用的论文
作者博士期间科研情况
个人简历



本文编号：3412880