钢铁企业板卷合同匹配问题建模与差分进化算法研究

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1、万方数据锌苤昙／J大。了UDC密级学位论文钢铁企业板卷合同匹配问题建模与差分进化算法研究作者姓名：指导教师：申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：左宇婷唐立新教授东北大学信息科学与工程学院物流优化与控制研究所硕士学科类别：工学系统工程2014年6月论文答辩日期：2014年6月2014年7月答辩委员会主席：钱晓龙宫华、高振东北大学2014年6月万方数据AThesisinSystemsEngineeringModelingandDifferentialEvolutionAlgorithmsforthe

2、Coil--orderMatchingProblemsByZuoYutingSupervisor：ProfessorTangLixinNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：古宁痔日期：矽l(}耳6只2牛日学位论文版

3、权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年∥L学位论文作者签名：古寺菇导师签名：签字日期：汐I中年6R蚪B签字日期：-I．日万方数据-II-万方数据东北大学硕士学位论文摘要钢铁企业板卷合同匹配问题建模与差分进化算法研究摘要在钢铁企业的生产过程中，既要满足客户对

4、产品的多品种、小批量、个性化的需求，又要保证机组设备的利用率。但是落后的生产运作管理机制导致了大量余材产品的产生。此外由于生产计划编排的不合理等因素，造成了不满意的合同与材料的匹配关系。板卷合同匹配问题是指在钢铁生产过程中将库存余材(无委托板卷)分配给有欠量的用户合同以减少在制品库存，并通过调整现有的合同与板卷之间的匹配关系提高合同的完成率，从而提高客户的满意度。本文以国内某大型钢铁企业的实际生产为背景，将板卷合同匹配问题描述为无委托板卷合同匹配及全委托板卷合同匹配两个阶段的优化问题，分别建立了数学模型，针对每个问题定制化

5、地设计了差分进化算法进行求解。主要内容如下：(1)无委托板卷合同匹配问题的建模与求解。本文以提高板卷与合同的匹配质量、提高板卷利用率、降低库存费用为目标，板卷的规格和合同要求为约束条件，对于无委托板卷匹配问题建立了整数规划模型。由于问题为NP．难问题，现有的优化软件的求解能力有限，因此，提出了一种改进的差分进化算法。采用多种启发式和随机方式相结合的混合方法以获得较高质量的初始解。针对问题的特点，设计了一种整数编码方式，采用带有求余运算的改进变异方式，同时通过贪婪修复策略对不可行解进行修复。多组不同规模的数值实验验证了模型和

6、算法的有效性。(2)全委托板卷合同匹配问题的建模与求解。由于实际生产中经常会出现板卷合同之间不合适的匹配关系，这时需要对板卷合同的匹配关系进行调整，本文以提高板卷与合同的匹配质量、提高客户满意度为目标，考虑机组的最大产能约束，对于全委托板卷合同匹配问题建立了整数规划模型。运用CPLEX求解小规模问题，验证了模型的有效性。针对大规模问题设计了一种改进的差分进化算法求得问题的近优解。算法以启发式所得的初始和随机产生的初始解作为初始种群，提出一种具有扰动的随机变异操作，并对交叉和变异的参数进行了自适应的改进。通过与CPLEX对比

7、的数值实验表明了所提出的改进的差分进化算法能够在较短的时间给出满意的近优解。(3)将所提出的模型和算法嵌入软件系统中，设计并开发了板卷合同自适应匹．．III．．万方数据东北大学硕士学位论文摘要配决策支持系统。该系统具有用户登录、数据下载、数据查询、参数设置、匹配方案生成、匹配方案上传等功能。该系统可以快速生成优质的匹配方案，提高工作效率，降低企业的生产成本，提高客户的满意度。关键词：无委托板卷；全委托板卷；启发式；差分进化算法；参数自适应．IV．万方数据东北大学硕士学位论文Absn佻tModelingandDifferen

8、tialEvolutionAlgorithmsfortheCoil—orderMatchingProblemsAbstractDuringthesteelproductionprocess，notonlytherequirementsofvarieties，smallbatchesandindividu