鋼廠生產技術設備檢修對不銹鋼無縫管產能的影響

    在詳細說明了研究背景和研究意義后，浙江至德鋼業有限公司首先介紹不銹鋼無縫管的生產流程、熱軋工藝和生產組織管理方式，以熱軋圓鋼為例詳細描述熱軋批量計劃問題，綜述無縫鋼管批量計劃的研究現狀并歸納主要研究成果；對國內外考慮周期性機器檢修的單機生產調度問題以及生產與運輸聯合調度問題的相關文獻進行了分析和綜述。而后，浙江至德鋼業有限公司重點考慮了三類關鍵的生產運行因素：針對訂單交貨，研究了考慮交貨因素的熱軋訂單組批問題；在此基礎上，針對周期性機器檢修計劃，分別研究了考慮帶固定時點和帶柔性時點機器檢修的鋼管批量調度問題：最后，針對成品運輸計劃，研究了不銹鋼管熱軋生產與運輸聯合調度問題。

   本選題以不銹鋼無縫管熱軋生產管理為研究背景，以無縫鋼管熱軋批量計劃為對象，深入分析影響批量計劃的關鍵生產運行因素，訂單交貨因素、周期性機器檢修計劃和成品運輸計劃，建立無縫鋼管批量計劃管理機制，主要研究內容如下；熱軋訂單組批是形成熱軋基本生產單元，熱軋批量的過程，是批量計劃的重要內容，也是熱軋批量調度的先行環節，其結果對熱軋批量計劃的制定具有重要影響。為了在訂單的生產與運輸間建立聯系，以優化無縫鋼管廠訂單配送，本文針對關鍵生產運行因素中與訂單計劃相關的訂單交貨因素，對考慮交貨因素的無縫鋼管熱軋生產訂單組批問題進行了定義，將具有相似交貨期和交貨地址的訂單集中生產作為優化對象，結合鋼管熱軋生產工藝特征，設計有效的訂單組批方法。在問題求解方面，通過分析新問題下熱軋訂單組批的主要影響因素，提出了訂單組批過程中應遵循的工藝屬性相同性規則和交貨屬性相似性規則，總結出本文研究的是一類具有訂單屬性聚類特征的組批問題。進而根據所提出的兩個規則，以訂單交貨期與配送地址差異最小為目標，基于凝聚策略設計了訂單聚類算法，將具有相同工藝約束、相似合同交付要求的訂單進行聚類，形成熱軋批量計劃。最后通過數據實驗檢驗模型及算法的可行性和有效性。

    周期性機器檢修計劃是廣泛存在于不銹鋼無縫管廠中的必要生產管理方式，它能夠有效保證熱軋生產的連續、穩定進行，降低由于意外停機導致停產的發生概率。為了厘清周期性檢修計劃對無縫鋼管熱軋生產連續性的影響，以使得熱軋批量計劃更貼近生產實際需求，針對這一關鍵生產運行因素，本文從無縫鋼管生產管理中提取并定義了周期性固定機器檢修環境下的鋼管熱軋批量調度問題，基于無縫鋼管熱軋生產的特點，將該問題抽象為一類考慮固定機器檢修和機器調整時間序列相關的單機調度問題，并建立了以最小化機器閑置和機器調整時間為目標的數學模型。針對批量之間的機器調整時間取決于不銹鋼無縫管規格的變化這一特性，提出了最小調整時間排序規則，證明了該規則在不考慮檢修計劃時具有最優性。進而，提出了適用于此類問題的求解策略，以此為基礎建立了循環求解框架，并設計了分階段多過程啟發式算法?；趯嶋H生產數據設計了多種問題規模的實驗，最終得到問題的滿意解，驗證了算法的有效性，并從實際應用角度對結果進行分析。本部分研究豐富了不銹鋼無縫管熱軋批量調度領域的研究，更為進一步的研究提供了理論基礎。