一類生產(chǎn)物流與調(diào)度問題理論分析.pdf

1、鋼鐵工業(yè)是我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的基礎(chǔ)性工業(yè)之一。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速增長(zhǎng)，對(duì)鋼材的需求數(shù)量和質(zhì)量提出了更高的要求。鋼鐵工業(yè)的生產(chǎn)過程具有生產(chǎn)階段多、生產(chǎn)機(jī)器環(huán)境復(fù)雜、生產(chǎn)費(fèi)用及生產(chǎn)能耗高等特點(diǎn)，且生產(chǎn)各階段之間的物流呈交叉網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、運(yùn)輸工具呈多樣性等特點(diǎn)，這就要求工件在機(jī)器上的生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)各階段之間的物流調(diào)度、生產(chǎn)物流與調(diào)度，都需要進(jìn)行合理、科學(xué)的安排。這將有利于提高鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)階段機(jī)器的利用率、各階段之間的物流管理水平，減少工件因運(yùn)輸導(dǎo)致

2、的中間等待時(shí)間，從而降低整個(gè)生產(chǎn)線上的生產(chǎn)費(fèi)用及能耗，達(dá)到降低生產(chǎn)和物流的綜合成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高鋼鐵工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的目的。
　　本文以鋼鐵企業(yè)連續(xù)退火實(shí)際生產(chǎn)過程及船舶裝載計(jì)劃實(shí)際物流運(yùn)輸為背景，分別從這兩個(gè)生產(chǎn)過程中提煉出具有機(jī)器能力限制、轉(zhuǎn)換費(fèi)用特征的生產(chǎn)調(diào)度問題及船艙三維分配物流問題，進(jìn)行理論研究?；趶?fù)雜性分析、設(shè)計(jì)啟發(fā)式算法、算法最壞情況分析、線性規(guī)劃模型等多種技術(shù)手段，主要研究三個(gè)方面的問題:具有機(jī)器能力限制、轉(zhuǎn)換費(fèi)

3、用特征的生產(chǎn)調(diào)度問題，內(nèi)河輪船舶裝載計(jì)劃問題，海輪船舶裝載計(jì)劃問題。本文具體內(nèi)容概括如下:
　　1)具有機(jī)器能力限制、轉(zhuǎn)換費(fèi)用的生產(chǎn)調(diào)度問題
　　以鋼鐵企業(yè)連續(xù)退火生產(chǎn)過程為背景，依據(jù)連續(xù)退火工藝加工要求及約束，提煉出一類新型生產(chǎn)批調(diào)度問題，特征在于:機(jī)器加工工件達(dá)到一定重量時(shí)，需要進(jìn)行調(diào)整，從而產(chǎn)生調(diào)整費(fèi)用及調(diào)整時(shí)間，兩次調(diào)整之間連續(xù)加工的鋼卷的生產(chǎn)切換產(chǎn)生費(fèi)用。目標(biāo)函數(shù)為最小化makespan與總轉(zhuǎn)換費(fèi)用之和。針對(duì)該問題

4、，建立了混合整數(shù)線性規(guī)劃模型，利用歸結(jié)法證明了該問題是強(qiáng)NP難的，設(shè)計(jì)了啟發(fā)式算法，利用最壞情況分析評(píng)估了該啟發(fā)式算法的性能，同時(shí)針對(duì)該問題的一些特殊情況給出了啟發(fā)式算法，并利用最壞情況分析、平均情況分析方法評(píng)估了所提啟發(fā)式算法的性能。
　　2)船舶裝載計(jì)劃
　　以鋼鐵企業(yè)鋼卷的船舶裝載物流過程為背景，提煉出鋼卷的船舶裝載物流問題，考慮了鋼卷裝載過程中上下層鋼卷重量約束、上下層鋼卷寬度約束、上下層鋼卷直徑約束、行距約束、船舷

5、平衡約束、船頭船尾平衡約束、各個(gè)到港站平衡約束等約束，以最小化到港站平衡懲罰、最小化分散度、最小化倒垛次數(shù)為目標(biāo)，確定其鋼卷在三維船艙中具體位置坐標(biāo)。針對(duì)該問題，分別建立了內(nèi)河輪、海輪混合整數(shù)線性規(guī)劃模型，從而依據(jù)成品鋼卷的船舶裝載規(guī)則，可以安全、合理的裝載計(jì)劃，最后通過數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提數(shù)學(xué)模型的有效性。
　　最后，基于實(shí)際生產(chǎn)與物流協(xié)調(diào)運(yùn)輸過程問題背景，提煉出多機(jī)多船運(yùn)輸協(xié)調(diào)問題模型，生產(chǎn)物流協(xié)調(diào)次序約束問題模型，生產(chǎn)能力