外购板坯设计问题的优化模型及算法.pdfVIP

第 39卷 第2期 冶 金 自 动 化 Vo1．39No．2，p22—27，40 2015年3月 MetallurgicalIndustryAutomation March2O15 · 企业信 息化技术 · 外购板坯设计 问题的优化模型及算法 贾树晋 ，杜 斌 ，黄可为，李维刚 (宝山钢铁股份有限公司研究院 ，上海 201900) 摘要 ：针对外购板坯规格已知、合同质量需求为区间值、考虑工艺路线约束的板坯设计问题，建立了最小化总 余材量的线性混合整数规划 (MILP)模型 ，并提出了一种基于MILP的启发式算法 ，将大规模板坯设计问题分 解成多个小规模 MILP问题，使之易于优化求解。算法兼顾了启发式算法的快速性及MILP的最优性，能在较 短的时间内得到近优解。现场数据测试表明该模型和算法具有良好的优化性能和实用性。 关键词：板坯设计；线性混合整数规划；启发式算法；生产管理 文献标志码：B 文章编号 ：1000-7059(2015)02—0022~6 Optimizationmodelandalgorithm oftheoutsourcingslab designproblem JIAShu-jin，DUBin，HUANGKe—wei，LIWei—gang (ResearchInstitute，BaoshanIron＆SteelCo．，Ltd．，Shanghai201900，China) Abstract：Asfortheoutsourcingslabdesignproblem，inwhichthesizeofslabsisfixed，theorderde— mandsofrweightareintervalvalues，andtheprocessingconstraintisconsidered，aMixedIntegerLin- earProgramming(MILP)modeltominimizethetotalsurplusweightisbuilt，andaMILP—basedheu— risticalgorithm isalsoproposed．The large—scaleslab designproblem isdecomposed intoseveral small-scaleMILP problems，which areeasilYsolved，bymeansofaheuristicmethod．Thisalgorithm takesadvantageoftherapidityofheuristicmethodandtheprecisionofMILP，andcanobtainanear— optimum solutionina8 ofttime．Computationalexperimentswithpracticaldatademonstratethatthis algorithm hasgoodoptimalperformanceandpracticability． Keywords：slabdesign；MILP；heuristicalgorithm；productionmanagement 0 引言 合 同订单进行灵活的板坯设计 ，其特点是板坯规 板坯设计 问题是指在满足特定约束条件 的 格可调整，产生的余材较少；(2)外购板坯设计， 基础上，将多个属性相同或相似的合同组合到同 即钢铁企业需要外购板坯进行深加工，其特点是 一 一 块板坯上生产，或将一个合 同分解到多块板坯 板坯的可选规格有限，产生的余材较多。其中， 上生产，最终得到板坯与合同的一种匹配关系， 外购板坯设计问题广泛存在于现代钢铁企业，主 企业可根据此匹配方案组织生产 。板坯设计 问 要源于以下 2种情况：(1)部分钢铁企业缺乏炼 题是钢铁企业生产组织和管理中的一个重要问 铁、炼钢、连铸