鋼鐵工業(yè)成品物流建模與優(yōu)化.pdf

1、鋼鐵工業(yè)成品物流是指鋼鐵產(chǎn)品從生產(chǎn)線(xiàn)產(chǎn)出以后，經(jīng)過(guò)運(yùn)輸、存取、搬運(yùn)等一系列作業(yè)最終通過(guò)運(yùn)輸工具到達(dá)客戶(hù)的過(guò)程。成品物流的作業(yè)效率直接影響到企業(yè)的物流成本和客戶(hù)的滿(mǎn)意度。近年來(lái)隨著物流技術(shù)的發(fā)展，鋼鐵企業(yè)已經(jīng)逐漸將物流管理水平作為提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)重要手段。合理的成品物流控制策略可以平衡生產(chǎn)末端庫(kù)和成品庫(kù)的庫(kù)存，避免因末端庫(kù)庫(kù)存過(guò)多造成的生產(chǎn)環(huán)節(jié)阻塞，同時(shí)有效縮短發(fā)貨時(shí)間、提高運(yùn)輸工具的作業(yè)效率，從而降低物流成本、提高顧客滿(mǎn)意度。

2、>　　鋼鐵產(chǎn)品從生產(chǎn)線(xiàn)完成處理后，先存放在各生產(chǎn)線(xiàn)的末端庫(kù)中，然后根據(jù)轉(zhuǎn)庫(kù)計(jì)劃（Re-deposit Planning）和出庫(kù)要求，將產(chǎn)品從末端庫(kù)運(yùn)送至成品庫(kù)或堆場(chǎng)中轉(zhuǎn)存以等待集配出廠發(fā)貨。出廠發(fā)貨計(jì)劃可進(jìn)一步劃分為集配計(jì)劃(Consolidation Planning)和裝載計(jì)劃(Stowage Planning)。集配計(jì)劃是對(duì)于給定的運(yùn)輸工具（船體、車(chē)皮或汽車(chē)），根據(jù)產(chǎn)品的去向、在庫(kù)位置、品種和重量等信息，從現(xiàn)有成品中選擇一部分進(jìn)行

3、裝船或裝車(chē);而裝載計(jì)劃是在確保符合裝載規(guī)程的前提下，決策如何安排集配計(jì)劃中的產(chǎn)品在運(yùn)輸工具上的裝載位置。
　　本文主要針對(duì)鋼鐵工業(yè)成品物流作業(yè)中的轉(zhuǎn)庫(kù)流向問(wèn)題和配載計(jì)劃問(wèn)題進(jìn)行了研究，進(jìn)而對(duì)整個(gè)成品物流作業(yè)流程進(jìn)行了分析，工作內(nèi)容主要分以下四個(gè)方面:
　　1)研究了鋼鐵企業(yè)成品由生產(chǎn)末端庫(kù)向成品庫(kù)轉(zhuǎn)庫(kù)的流向問(wèn)題。轉(zhuǎn)庫(kù)流向問(wèn)題是指在考慮庫(kù)容及出庫(kù)、入庫(kù)能力的基礎(chǔ)上決策末端庫(kù)中的產(chǎn)品轉(zhuǎn)向哪個(gè)成品庫(kù)以及什么時(shí)間轉(zhuǎn)庫(kù)。本文以最大化轉(zhuǎn)

4、庫(kù)收益為目標(biāo)，考慮了末端庫(kù)與成品庫(kù)的庫(kù)容、出庫(kù)入庫(kù)能力限制，建立了0-1整數(shù)規(guī)劃模型。
　　2)由于轉(zhuǎn)庫(kù)流向問(wèn)題的NP-難的求解特性，常規(guī)的動(dòng)態(tài)規(guī)劃和分支定界算法僅能獲得小規(guī)模問(wèn)題最優(yōu)解。而該問(wèn)題是來(lái)源于鋼鐵企業(yè)成品物流環(huán)節(jié)中的實(shí)際問(wèn)題，具有規(guī)模大、約束復(fù)雜的特點(diǎn)，因此探討問(wèn)題的近似算法成為主要的研究手段。本文提出了基于拉格朗日松弛的數(shù)學(xué)規(guī)劃方法對(duì)問(wèn)題進(jìn)行近似求解。針對(duì)該問(wèn)題模型的約束特點(diǎn)，分別構(gòu)造了兩種松弛模式的拉格朗日松弛算法

5、，并對(duì)第二種模式的算法加入了有效不等式來(lái)改進(jìn)上界。為了驗(yàn)證和比較提出的方法的有效性，通過(guò)隨機(jī)產(chǎn)生的不同規(guī)模的數(shù)據(jù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)計(jì)算結(jié)果表明:(1)兩種模式的拉格朗日松弛算法在短時(shí)間內(nèi)都能獲得較小的對(duì)偶間隙。(2)對(duì)于小規(guī)模問(wèn)題，上述兩種模式與標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化軟件CPLEX獲得的最優(yōu)解接近或相同;對(duì)于中規(guī)模和大規(guī)模兩種模式的上界與CPLEX獲得的最優(yōu)解或當(dāng)前最好可行解接近。(3)第一種松弛模式的上界略微優(yōu)于第二種松弛模式，但需要更多的計(jì)算時(shí)間，

6、而第二種松弛模式經(jīng)常可以獲得優(yōu)于第一種模式的可行解。
　　3)在分析國(guó)內(nèi)某鋼鐵企業(yè)成品出廠發(fā)貨環(huán)節(jié)物流作業(yè)的基礎(chǔ)上，將成品出廠發(fā)貨過(guò)程劃分為集配計(jì)劃與裝載計(jì)劃，開(kāi)發(fā)了集成三種運(yùn)輸方式的鋼鐵成品自動(dòng)配載物流優(yōu)化決策支持系統(tǒng)。針對(duì)鋼鐵企業(yè)實(shí)際物流作業(yè)中存在的動(dòng)態(tài)因素對(duì)系統(tǒng)的功能和優(yōu)化算法進(jìn)行了適應(yīng)性設(shè)計(jì)與改進(jìn)，使系統(tǒng)更好地適應(yīng)環(huán)境變化，具有較強(qiáng)的魯棒性。
　　4)對(duì)鋼鐵企業(yè)成品從生產(chǎn)末端庫(kù)到送達(dá)客戶(hù)之間的物流作業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)中存在的