鋼廠生產(chǎn)技術設備檢修對不銹鋼無縫管產(chǎn)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(yè)有限公司首先介紹不銹鋼無縫管的生產(chǎn)流程、熱軋工藝和生產(chǎn)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(xiàn)狀并歸納主要研究成果；對國內(nèi)外考慮周期性機器檢修的單機生產(chǎn)調(diào)度問題以及生產(chǎn)與運輸聯(lián)合調(diào)度問題的相關文獻進行了分析和綜述。而后，浙江至德鋼業(yè)有限公司重點考慮了三類關鍵的生產(chǎn)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(diào)度問題：最后，針對成品運輸計劃，研究了不銹鋼管熱軋生產(chǎn)與運輸聯(lián)合調(diào)度問題。

   本選題以不銹鋼無縫管熱軋生產(chǎn)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(chǎn)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(nèi)容如下；熱軋訂單組批是形成熱軋基本生產(chǎn)單元，熱軋批量的過程，是批量計劃的重要內(nèi)容，也是熱軋批量調(diào)度的先行環(huán)節(jié)，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(chǎn)與運輸間建立聯(lián)系，以優(yōu)化無縫鋼管廠訂單配送，本文針對關鍵生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)作為優(yōu)化對象，結合鋼管熱軋生產(chǎn)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(guī)則和交貨屬性相似性規(guī)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(jù)所提出的兩個規(guī)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(shù)據(jù)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(chǎn)管理方式，它能夠有效保證熱軋生產(chǎn)的連續(xù)、穩(wěn)定進行，降低由于意外停機導致停產(chǎn)的發(fā)生概率。為了厘清周期性檢修計劃對無縫鋼管熱軋生產(chǎn)連續(xù)性的影響，以使得熱軋批量計劃更貼近生產(chǎn)實際需求，針對這一關鍵生產(chǎn)運行因素，本文從無縫鋼管生產(chǎn)管理中提取并定義了周期性固定機器檢修環(huán)境下的鋼管熱軋批量調(diào)度問題，基于無縫鋼管熱軋生產(chǎn)的特點，將該問題抽象為一類考慮固定機器檢修和機器調(diào)整時間序列相關的單機調(diào)度問題，并建立了以最小化機器閑置和機器調(diào)整時間為目標的數(shù)學模型。針對批量之間的機器調(diào)整時間取決于不銹鋼無縫管規(guī)格的變化這一特性，提出了最小調(diào)整時間排序規(guī)則，證明了該規(guī)則在不考慮檢修計劃時具有最優(yōu)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(huán)求解框架，并設計了分階段多過程啟發(fā)式算法?；趯嶋H生產(chǎn)數(shù)據(jù)設計了多種問題規(guī)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(diào)度領域的研究，更為進一步的研究提供了理論基礎。