收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

钢铁企业一类考虑恶化和运输的新型生产调度问题的理论研究

宫华  
【摘要】:钢铁工业是国民经济的重要支柱产业之一。近年来,随着建筑业、汽车制造业、造船业和家电业的大力发展,对钢材的需求数量和质量提出了更高的要求。由于钢铁生产具有多阶段、物件带有高温连续运作、物流呈交叉网状结构等特点,这就决定了物件在工序上的生产调度、连接工序之间的运输物流调度以及生产和物流调度的衔接都有严格的要求。合理进行生产和物流调度,有利于钢铁工业工序之间的物料紧凑衔接、减少中间等待时间,从而降低能耗、提高大型装置的设备利用率,达到降低生产和物流的综合成本、提高产品质量、提高钢铁工业竞争力的目的。 本文以钢铁企业的高能耗的炼钢和初轧为背景,分别从这两个工序中提炼出具有热链物流特征的生产和运输调度问题,进行理论研究。基于复杂性分析、算法最坏情况分析、多项式时间算法、近似策略、动态规划等多种技术手段,主要研究三个方面的问题:具有恶化特征的生产调度问题、生产和运输协调调度问题、考虑恶化特征的生产运输协调调度问题。 具体内容概括如下: 1)具有恶化特征的生产调度问题研究 (1)从钢锭在均热炉中加热的过程中提炼出工件带有释放时间和恶化特征的批处理机调度问题,其中工件在批处理机上的加工时间是工件在批处理机前的等待时间的一个分段函数,目标函数为最大完成时间的最小化。证明了该问题是NP-难问题。分别从相同的释放时间、批处理机能力无限以及工件具有优先次序三个方面,研究了三种特殊情况的多项式时间算法。 (2)从模铸到均热的生产过程提炼出了并行机和批处理机两阶段生产的恶化调度问题,其中工件的恶化是指工件在批处理机上的加工时间与工件在两阶段之间的等待时间有关。目标函数既考虑了两阶段生产的机器利用率,又考虑了批处理机的空载惩罚,即为最大完成时间和批处理机空余的惩罚费用之和的最小化。对于这个问题,证明了强NP-难性,提出了一个启发式算法,理论上分析了算法的最坏情况性能,并通过数值仿真实验,验证了算法性能的有效性。 2)生产和运输协调调度问题研究 (1)从钢锭的运输以及均热的过程受到启发,提炼出了多个台车生产前运输与批处理机生产的协调调度问题。目标函数为工件总完成时间与批处理机启动费用之和的最小化。首先利用划分问题证明了该问题是NP-难的,通过动态规划提出的伪多项式时间算法证明了该问题是一般意义NP-难问题。最后提出了解决问题的全多项式时间近似策略。而当工件在台车上的分配给定时,通过动态规划给出了多项式时间的最优算法。 (2)从模铸到均热的生产和运输中提炼出了二机之间带有运输考虑的二机流水调度问题,其中在运输的过程中考虑工件是否占有不同的物理空间两种情况。目标函数为最大完成时间的最小化。对于工件体积相同的情况,给出了最坏情况性能比为2的启发式算法。对于工件体积不相同的情况,给出了最坏情况性能比为7/3的启发式算法。 (3)从均热到初轧的生产过程提炼出了带有阻滞和运输时间考虑的两阶段生产调度问题,工件先在第一阶段批处理机上进行生产,当第二阶段的单机有空闲时才可以运输到第二阶段进行生产,如果单机不可利用,则批处理机上形成了阻滞。目标函数既考虑了工件的最大完成时间,又考虑了工件在批处理机上的总阻滞时间。对于总的阻滞时间的最小化问题,给出了多项式时间的最优算法。对于最大完成时间最小化问题,给出了强NP-难的证明,提出最坏情况性能比为2的启发式算法,实验结果证明了算法的有效性。对于最大完成时间和总阻滞时间的线性组合最小化问题,提出了混合整数规划模型,给出了强NP-难的证明,提出了启发式算法,并且从理论分析与实验结果两个方面验证了算法的有效性。 (4)从初轧生产到成品运输的过程提炼出了并行机生产与成品运输的协调调度问题。目标函数为工件总完成时间与运输费用之和的最小化。根据问题所满足的性质,通过过程划分及动态规划给出了解决问题的伪多项式时间算法,并且证明该问题是一般意义NP-难问题。对于工件在并行机上的分配给定的特殊情况,提出了多项式时间的最优算法。 (5)从钢锭在均热炉加热的前后生产过程提炼出了批处理机上生产与生产前后两阶段运输的协调调度问题。目标函数为工件的最大完成时间与批处理机启动费用之和的最小化。提出了问题的混合整数规划模型,给出了强NP-难证明。并且提出了最坏情况性能比为2的启发式算法,实验结果证明了算法的有效性。对于工件的加工次序确定的情况,给出了多项式时间的最优算法。 3)考虑恶化特征的生产运输协调调度问题研究 从均热车间中提炼出了工件生产前的运输以及批处理机生产的协调调度问题,其中也考虑了工件在批处理机的生产的恶化特征,这里的恶化是指工件在批处理机上的加工时间是关于工件的暴露时间的分段函数。目标函数为最大完成时间和批处理机的启动费用之和的最小化。证明了问题的一般情况以及批的数量受限的情况都是强NP-难问题,给出了启发式算法,并且进行了最坏情况性能比分析,实验结果也验证的算法的有效性。对于工件的完成时间受限的情况,证明了该问题也是强NP-难问题。对于工件的加工顺序给定的情况,给出了多项式时间最优算法。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 汤罡;运输问题表上作业法机会成本的新算法[J];工业技术经济;2003年05期
2 田文哲;;建立我国的区域物流服务体系探析[J];现代交际;2011年05期
3 李鼎钧;;议解决煤炭运输问题[J];广西煤炭;1994年04期
4 林健,冯允成;多物资流多运输方式动态随机运输问题的解析模型[J];中国流通经济;1995年04期
5 石新华;应用线性方程组解决运输问题的一个实例[J];现代财经-天津财经学院学报;2000年09期
6 叶桂林;;Lingo软件在运输优化问题中的应用[J];现代商业;2011年23期
7 陈宝林,何坚勇;运输问题的表上作业法的一个解释[J];清华大学学报(自然科学版);1998年12期
8 刘新旺,达庆利,韩世莲;区间数运输问题模型及其模糊目标规划求解方法[J];管理工程学报;1999年04期
9 杨建军,郭乃林,韩晓明,李仲强;运输问题时间优化算法[J];中国管理科学;1999年04期
10 Brad Swartzwelter ,张耀平;比飞机还快:美国长期运输问题解决方案(连载五)[J];综合运输;2005年11期
11 Brad Swartzwelter;张耀平;;比飞机还快:美国长期运输问题解决方案(连载六)[J];综合运输;2005年12期
12 谢凡荣;贾仁安;;供给总量限定需求区间约束型运输问题——时限费用优化模型与算法[J];运筹与管理;2008年01期
13 翟鸿雁;;线性规划在农作物布局中的应用[J];安徽农学通报;2008年04期
14 徐国松;;lingo软件在运输问题中的应用[J];科技创新导报;2008年36期
15 白世贞;;经济学与中国运输问题的结合——《运输经济学》一书评介[J];物流工程与管理;2009年10期
16 杨梽永;陈龙;;企业运输问题的数学模型[J];青年文学家;2010年12期
17 王忠东;赵飞;张婉琳;;冷藏食品运输优化模型研究[J];中国市场;2010年45期
18 刘琳;齐晓东;;退化运输问题最优解求法的一个注记[J];河北交通科技;2005年03期
19 朱锡;介绍三个实用程序(BASIC语言)[J];化工矿物与加工;1985年03期
20 张新辉;产大于销运输问题研究[J];郑州航空工业管理学院学报;1996年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王竹芳;缪文清;;一种求解救灾物资运输问题的改进解法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2 高峰记;张培龙;马浩静;雷红;;基于区间数的运输问题[A];西部开发与系统工程——中国系统工程学会第12届年会论文集[C];2002年
3 黎建强;李录书;;模糊多目标多指标运输问题及其两阶段解法[A];系统工程与可持续发展战略——中国系统工程学会第十届年会论文集[C];1998年
4 白国仲;姚丽娜;;特殊环境下的运输问题[A];中国运筹学会第六届学术交流会论文集(下卷)[C];2000年
5 罗宗俊;;一个m维整数瓶颈运输问题及其算法[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(上册)[C];2002年
6 李连申;周毅;秦钰;程海全;;弹药输送问题研究[A];第八届中国青年运筹信息管理学者大会论文集[C];2006年
7 王晓林;;时间窗约束运输问题的一种算法[A];中国企业运筹学学术交流大会论文集[C];2007年
8 宋伯慧;;多品种物资运输问题的优化分析[A];可持续发展的中国交通——2005全国博士生学术论坛(交通运输工程学科)论文集(上册)[C];2005年
9 易发;;有界变量运输问题基可行解的特征[A];1992年中国控制与决策学术年会论文集[C];1992年
10 董鹏;黎放;胡涛;;一类路径带容量扩张的运输问题[A];管理科学与系统科学研究新进展——第8届全国青年管理科学与系统科学学术会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 宫华;钢铁企业一类考虑恶化和运输的新型生产调度问题的理论研究[D];东北大学;2009年
2 关静;流程工业生产与运输协调物流调度理论研究[D];东北大学;2008年
3 高淑萍;运输问题的模糊优化算法和理论[D];西安电子科技大学;2003年
4 万凤娇;基于多目标规划的危险废弃物物流选址—选线模型研究[D];武汉理工大学;2010年
5 程八一;差异工件单机批调度问题的优化算法研究[D];中国科学技术大学;2009年
6 费威;最小调整法的改进及其在经济优化中的应用[D];东北财经大学;2010年
7 葛悦;模糊环境下若干网络优化问题的模型及其算法研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
8 宋少忠;汽车零部件入厂物流链建设中的若干问题研究[D];吉林大学;2012年
9 王帅;机械加工生产调度过程的优化设计及其应用研究[D];华东理工大学;2011年
10 刘林忠;模糊环境下的一些优化问题模型和算法研究[D];清华大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵伟军;基于运输问题的土地利用优化模型研究[D];长安大学;2010年
2 林文婷;电子消费品制造业运输方式优化的研究[D];上海交通大学;2011年
3 于天翔;集装箱内陆港选址及运输方式选择问题研究[D];大连海事大学;2012年
4 李志华;基于碳减排的A公司运输决策研究[D];北京交通大学;2012年
5 王田娥;运输问题的研究[D];吉林大学;2010年
6 瑭杰;自然灾害中应急食品运输风险分析及方案优化[D];广州大学;2011年
7 缪文清;两类多起点多终点应急物流运输问题研究[D];沈阳工业大学;2011年
8 王璐;细长圆筒远途水上运输方案研究[D];天津大学;2012年
9 王莉;基于复合量化的随机规划模型及其在运输问题中的应用[D];河北科技大学;2010年
10 王超;基于遗传算法的产品装配生产调度优化研究[D];武汉大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 杨光;中哈俄围绕过境公路 运输问题举行三方会谈[N];中国交通报;2009年
2 本报记者 杨心平;彻底解决四川大件运输问题[N];乐山日报;2008年
3 ;原料和运输问题将影响钢铁业发展[N];世界金属导报;2004年
4 巴雅尔;资源转换 交通先行[N];中国交通报;2006年
5 燕子;农药运输问题将迎来“春天”[N];江苏农业科技报;2008年
6 巴雅尔;对白音华能源工园区交通运输问题的调查与思考[N];锡林郭勒日报;2006年
7 谢宗惠;李建生:盼两岸航运界就砂石运输问题进行沟通[N];中国水运报;2007年
8 通讯员 郝冰;地方经济发展离不开铁路的支持和帮助[N];哈密报(汉);2005年
9 本报记者 童海华;把粮食“榨”得更干净些[N];中国经济导报;2010年
10 郝冰;加强铁地融合 实现互惠双赢[N];哈密报(汉);2006年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978