钢铁企业板卷与合同动态匹配问题研究

发布时间：2020-06-22 18:34

【摘要】：本文以钢厂中板卷生产过程为背景,将无委托板卷匹配与全委托板卷匹配进行集成,同时考虑了板卷的动态到达,研究了板卷与合同动态匹配问题。该研究从匹配对象与时间两个维度优化板卷匹配的空间,能够显著提高板卷利用率和客户满意度,提升企业利润及竞争力。针对板卷与合同动态匹配问题,建立了整数规划模型,并设计了能够快速获得问题近优解的改进差分进化算法。提出的复合型变异策略及算法参数自适应策略能够显著加快算法收敛速度。为了适应钢铁企业复杂多变的工况,针对板卷匹配过程设计了滚动时域机制,以减少动态干扰因素对匹配方案的影响。本文主要工作如下:(1)从钢铁企业板卷材料生产过程中提炼出板卷与合同动态匹配问题。与以往研究不同,该问题的任务是在满足合同需求能力、库存平衡、板卷可利用等约束下,根据板卷的可利用时间,在给定时间周期内将已配卷与无委托卷一起重新配给合同。通过将无委托卷、已配板卷匹配过程集成化,达到扩大优化空间的目的。针对该问题,通过分析实际生产工艺约束和生产需求,以提高板卷利用率、提高客户满意度、降低生产与库存成本为目标,建立了能够反映实际的整数规划模型。最后,经过数据实验验证了模型的正确性。(2)设计了能够快速求解实际规模板卷与合同动态匹配问题的差分进化算法,解决了标准商业软件无法求解大规模算例的问题。为避免算法陷入局优,提出了 DE/rand/1与DE/best/1混合的复合型变异方法及自适应算子等改进策略。设计了个体内基因位循环左移的个体改进策略,以提高算法的搜索优质解能力。最后,通过不同规模数据实验,并与CPLEX比较验证了算法及改进策略的有效性。(3)针对企业生产中工况频繁波动影响生产组织的问题,将板卷与合同动态匹配问题嵌入到滚动时域优化框架中,以减少不可预知动态干扰因素对匹配方案的影响。将改进差分算法嵌入到滚动框架中,设计了符合生产实际的滚动优化机制。最后,通过不同组数据实验分析了滚动窗口个数的选择对整体滚动优化性能的影响并得出相关结论。(4)基于所提出的模型和算法,开发了板卷合同匹配子系统。
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP18;F426.31

【参考文献】