钢厂生产技术设备检修对不锈钢无缝管产能的影响

    在详细说明了研究背景和研究意义后，浙江至德钢业有限公司首先介绍不锈钢无缝管的生产流程、热轧工艺和生产组织管理方式，以热轧圆钢为例详细描述热轧批量计划问题，综述无缝钢管批量计划的研究现状并归纳主要研究成果；对国内外考虑周期性机器检修的单机生产调度问题以及生产与运输联合调度问题的相关文献进行了分析和综述。而后，浙江至德钢业有限公司重点考虑了三类关键的生产运行因素：针对订单交货，研究了考虑交货因素的热轧订单组批问题；在此基础上，针对周期性机器检修计划，分别研究了考虑带固定时点和带柔性时点机器检修的钢管批量调度问题：最后，针对成品运输计划，研究了不锈钢管热轧生产与运输联合调度问题。

   本选题以不锈钢无缝管热轧生产管理为研究背景，以无缝钢管热轧批量计划为对象，深入分析影响批量计划的关键生产运行因素，订单交货因素、周期性机器检修计划和成品运输计划，建立无缝钢管批量计划管理机制，主要研究内容如下；热轧订单组批是形成热轧基本生产单元，热轧批量的过程，是批量计划的重要内容，也是热轧批量调度的先行环节，其结果对热轧批量计划的制定具有重要影响。为了在订单的生产与运输间建立联系，以优化无缝钢管厂订单配送，本文针对关键生产运行因素中与订单计划相关的订单交货因素，对考虑交货因素的无缝钢管热轧生产订单组批问题进行了定义，将具有相似交货期和交货地址的订单集中生产作为优化对象，结合钢管热轧生产工艺特征，设计有效的订单组批方法。在问题求解方面，通过分析新问题下热轧订单组批的主要影响因素，提出了订单组批过程中应遵循的工艺属性相同性规则和交货属性相似性规则，总结出本文研究的是一类具有订单属性聚类特征的组批问题。进而根据所提出的两个规则，以订单交货期与配送地址差异最小为目标，基于凝聚策略设计了订单聚类算法，将具有相同工艺约束、相似合同交付要求的订单进行聚类，形成热轧批量计划。最后通过数据实验检验模型及算法的可行性和有效性。

    周期性机器检修计划是广泛存在于不锈钢无缝管厂中的必要生产管理方式，它能够有效保证热轧生产的连续、稳定进行，降低由于意外停机导致停产的发生概率。为了厘清周期性检修计划对无缝钢管热轧生产连续性的影响，以使得热轧批量计划更贴近生产实际需求，针对这一关键生产运行因素，本文从无缝钢管生产管理中提取并定义了周期性固定机器检修环境下的钢管热轧批量调度问题，基于无缝钢管热轧生产的特点，将该问题抽象为一类考虑固定机器检修和机器调整时间序列相关的单机调度问题，并建立了以最小化机器闲置和机器调整时间为目标的数学模型。针对批量之间的机器调整时间取决于不锈钢无缝管规格的变化这一特性，提出了最小调整时间排序规则，证明了该规则在不考虑检修计划时具有最优性。进而，提出了适用于此类问题的求解策略，以此为基础建立了循环求解框架，并设计了分阶段多过程启发式算法。基于实际生产数据设计了多种问题规模的实验，最终得到问题的满意解，验证了算法的有效性，并从实际应用角度对结果进行分析。本部分研究丰富了不锈钢无缝管热轧批量调度领域的研究，更为进一步的研究提供了理论基础。