钢铁企业坯料设计问题模型及算法

施灿涛 陈盈 曹小军 李铁克 杜景红 席阳

[摘要]针对钢铁企业的坯料设计问题，建立了数学模型。针对模型特点，以标准粒子群算法为求解框架，通过线性加权法将多目标化为单一目标，引入基于三角函数的动态参数选择方法和邻域搜索以提升求解效率，设计了邻域搜索机制以提升求解效果。通过对比实验对算法的有效性进行了验证。

[关键词] 钢铁生产；坯料设计；粒子群算法；邻域搜索；动态参数选择

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2012 . 23. 034

[中图分类号]TP27[文献标识码]A[文章编号]1673 - 0194（2012）23- 0053- 04

1引言

在市场需求日益多样化和钢铁生产工艺逐步柔性化的影响下，大规模定制生产已经成为钢铁企业的主要发展方向[1-3]。在大规模定制生产中，坯料设计处于连接客户需求和企业生产计划的核心地位。在钢铁企业的生产流程中，钢水通过精炼和连铸等工艺形成各类钢坯，钢坯通过轧制形成各类钢铁产品。所谓坯料设计就是针对需求各异的客户订单，在满足生产工艺要求的前提下，将基于量的产品需求转化为基于件次的坯料需求，以便于生产计划的编制，实现客户需求与生产组织的统一。

客户订单中对钢铁产品的要求主要有交货日期、钢种、重量、规格等，针对不同的订单要求，国内外学者提出了各自的问题模型以及求解方法。针对重量要求为固定值，客户订单分配过程中有最小重量限制的问题，张文学 等[4]建立了以最小化板坯数量为目标的约束满足模型，给出了变量选择策略和值选择策略，提出了基于约束满足技术的求解算法。……