一类带批移动的热轧板批出库问题的优化研究

发布时间：2020-08-22 13:34

【摘要】：钢铁企业对国民经济的平稳发展有着重要作用,随着近些年钢铁企业的迅速发展,一体化生产计划与调度问题得到了国内外的广泛关注。板坯库是钢铁企业炼钢—连铸—热轧一体化生产体系中的一个重要环节,它作为连铸、热轧生产的中间缓冲环节,对企业轧钢能力和炼钢能力的协调,保持整个生产过程的均衡起着至关重要的缓冲作用。对于钢铁企业而言,做好板坯库的优化管理对于保证生产连续进行,提高生产效率具有极其重要的意义,是企业提高竞争力的有效手段。板坯库优化管理中的一项重要工作就是板坯的出库管理,板坯出库决策的好坏直接关系到板坯库的生产效率。随着机械工业的发展,一次可以吊取多块板坯的吊机开始出现。出库时可以不考虑其相互顺序的板坯往往在其堆垛时被标记为相同的编号,以方便其为后续加工需要时的连续出库。本文在不考虑轧制计划编制和移动成本的前提下,研究一类可以批量移动板坯的出库问题。本论文主要包括以下几个方面的研究工作:(1)在查阅了国内外大量期刊、专著、会议论文集的基础上,对板坯出库相关领域的研究现状进行了综述。综述的主要领域包括:钢铁生产中热轧板坯的出库问题、板坯库管理中的入库等其他管理问题,以及与板坯库管理相似的集装箱堆场管理中的倒箱、预倒箱问题等。此外,还针对上述各类问题的求解算法进行了专门的综述。(2)针对一类带重复编号(即存在不同板坯具有相同编号的情形)的板坯出库问题,设计了一个贪婪算法。算法中针对出库板坯的选择、倒垛板坯的选择以及倒垛的目标垛位的选择等分别设计了相应的规则。通过随机生成的不同规模的算例对算法的有效性进行了验证,并给出了一定的分析。(3)仍针对带重复编号的板坯出库问题,提出了问题的一个下界,其中主要包括移位次数的下界和移除次数的下界两个部分。进而,设计了一个树搜索算法对问题进行求解,该算法通过深度优先搜索实现。最终通过大量随机生成的算例对算法的有效性进行了测试,并对问题中的重要参数“一次可以移动的最大板坯数目”对问题的影响进行了实验分析,得到了一些初步的管理学启示。
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：F274;F426.31
【图文】：

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逦Ｂ．邋Ａｔ邋？．邋■？邋．ｍ逡逑丨邋Ｉ－；Ｉｈ４ｈ４ｉ邋ｆｒ？ｌｌｔ４Ｕｉ逡逑图１．１炼钢－连铸－热乳一体化生产过程示意图逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ－ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ邋ｃａｓｔｉｎｇ－ｈｏｔ邋ｒｏｌｌｉｎｇ邋ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ邋ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ邋ｐｒｏｃｅｓｓ逡逑由于钢铁企业一般是由多个生产工序级联构成的联合体，在企业的初建阶段，逡逑物料状态多变、生产过程非连续等特点就显得尤其重要。在该阶段中，针对各生逡逑产组织工序的生产能力、生产节奏等关系着生产连续性的重大问题进行详细认真逡逑的研究与设计，用以保证企业各部分工序的物流枢纽通畅。在这种情况下，作为逡逑存储生产物料的各工序间的中间仓库对生产的组织与协调就发挥着越来越重要逡逑的作用［２］。尤其是连接连铸环节与热轧环节的板坯库，由钢铁企业生产流程来看，逡逑板坯库在炼钢一连铸一热乳生产流程中起着承前启后的作用：不仅要接收从连铸逡逑阶段送来的板坯，还要为热乳阶段提供原料［３］。因此，板坯库作为钢铁企业生产逡逑过程中物料输送缓冲的中间仓库，对企业炼钢、轧钢能力的组织与协调，保持整逡逑个生产过程的均衡性与连续性起着至关重要的缓冲作用。逡逑做好板坯库的优化管理工作对于保证钢铁企业生产的连续进行，提高生产效逡逑率具有极其重要的意义

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作为钢铁一体化生产过程中重要的中间环节，板坯库不仅是炼钢阶段的产品逡逑库，还是热乳阶段的物料库。对板坯库进行管理与优化不仅可以平衡炼钢能力和逡逑轧钢能力，还可维持钢铁生产过程的连续性，发挥了极大的缓释作用。图２．１给逡逑－７－逡逑

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出了板坯库在钢铁生产流程中所处的位置。逡逑板坯库通常由若干个垛位和用于调整板坯顺序的吊机组成，垛位用来存放板逡逑坯，吊机用来移动板坯。图２．２所示为垛位的结构，垛位有统一的最大高度，存逡逑放板坯的高度不可超过该最大高度。每个垛位上自下而上放有若干块板坯，需要逡逑移出板坯库的某一块板坯为出库板坯，在图中用阴影表示，出库板坯从板坯库中逡逑被移出，移至加热炉继续加工的过程，称为板坯的出库。在板坯的出库过程中是逡逑不存在入库操作的。如果在出库的目标板坯上面有若干板坯，为了使目标板坯顺逡逑利出库，需要移动目标板坯上的所有板坯，如图中斜线部分所示，板坯的这种移逡逑动称为板坯的倒垛。由于板坯的入库顺序由连铸环节来决定，板坯的出库顺序由逡逑热轧环节来决定，因连铸环节和热轧环节的生产计划不可能一一对应，就导致板逡逑坯在出库前必须经过一系列的倒垛操作。快速、高效的完成倒垛

【参考文献】