【摘 要】
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铝熔炼-铸造车间的生产过程是将电解槽产出的铝液注入熔炼炉中,通过添加合适的合金进行冶炼以达到客户对成分的要求,然后在连铸机上铸造成固态铝坯,最后将铝坯送往轧制车间轧制成客户要求的铝板材产品。由于熔炼和铸造生产设备产能的差异,导致生产节奏不一致,另外考虑到铝熔炼-铸造车间生产设备的串并联供料导致物料衔接的困难,因此进行合理的生产调度对有效协调熔炼和铸造两阶段生产过程,提高生产效率有重要的意义。本文主
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铝熔炼-铸造车间的生产过程是将电解槽产出的铝液注入熔炼炉中,通过添加合适的合金进行冶炼以达到客户对成分的要求,然后在连铸机上铸造成固态铝坯,最后将铝坯送往轧制车间轧制成客户要求的铝板材产品。由于熔炼和铸造生产设备产能的差异,导致生产节奏不一致,另外考虑到铝熔炼-铸造车间生产设备的串并联供料导致物料衔接的困难,因此进行合理的生产调度对有效协调熔炼和铸造两阶段生产过程,提高生产效率有重要的意义。本文主要考虑合金切换带来的洗炉操作以及模具切换带来的结晶器调整操作,结合实际的工艺约束以及两台熔炼炉给一台连铸机供料的设备布局特点,建立铝熔炼-铸造车间生产调度问题的整数规划模型,提出了基于列生成的优化算法,开发了铝熔炼-铸造车间生产调度决策支持系统,本文主要的研究内容如下:（1）将客户订单在连铸机上的序列进行位置划分,以订单到位置的分配为决策变量建立了集成决策整数规划模型。对于大规模问题,集成决策模型求解困难,提出了基于分级决策思想的两阶段建模方法以降低求解复杂度。第一阶段针对同尺寸不同合金在熔炼炉上的分配关系建立了整数规划模型,第二阶段针对不同尺寸在连铸机上的分配与排序决策建立了整数规划模型,两个模型序贯求解。结合实际生产数据,对两种建模策略进行对比分析,结果表明分级决策模型虽然丧失了一些最优性,但是大大地提高了求解速度。（2）针对分级决策建模方法未考虑不同尺寸首尾炉合金切换的缺陷,将同尺寸的合金分配进行枚举获得订单簇。以订单簇中订单序列的选择、分配和排序为决策变量,建立了整数规划模型。根据模型的特点采用Dantzig-Wolfe分解方法将原问题分解为集划分主问题和价格子问题,并采用基于列生成的分支-定价算法进行最优求解。结合算例进行数值实验,通过将分支-定价算法与CLPEX优化软件的结果进行比较,表明所提出的算法能够高效求解。（3）以铝熔炼-铸造车间生产调度问题的模型和算法为核心,开发铝工业熔炼-铸造阶段的决策支持系统,实现客户订单合理的生产调度,从而为企业生产计划人员提供决策支持。通过3Dsmax软件实现铝熔炼和铸造过程的可视化仿真。
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