两阶段智能优化算法求解紧凑型带钢生产热轧调度问题

来源：计算机集成制造系统杂志2025年第1期北京时间：

作者：梁望, 钱斌, 胡蓉, 张梓琪, 张长胜

单位：1.昆明理工大学信息工程与自动化学院2.昆明理工大学云南省高校工业智能与系统重点实验室

摘要：针对实际生产中广泛存在的紧凑型带钢生产热轧调度问题(HRSP_CSP),提出一种两阶段智能优化算法(TIOA)进行求解。为合理控制成本并确保效益,采用主次目标进行优化。主目标为如何加入最少的无委托带钢(即订单外生产的带钢)来构成最小轧制批次;次目标为如何在主目标确定的轧制批次中,确定各批次内的带钢集合和轧制顺序,以实现轧制平均平滑率(即各批次带钢轧制平滑率的平均值)最小。基于HRSP_CSP的特点,TIOA设计为两阶段优化算法。在TIOA的前一阶段,分析问题特征,提出启发式算法获取问题的最优解(即最小轧制批次)。在TIOA的后一阶段,分析问题性质,提出改进人工蜂群(IABC)算法在较短时间内获取问题的优质解。IABC算法采用基于集合的编码方式,并设计问题解的最优解码策略来提升解的质量,同时设计结合无效邻域判断策略的两类Swap邻域操作以增强局部搜索效率。通过仿真实验和算法对比,验证了TIOA的有效性。

关键词：启发式算法,热轧调度,人工蜂群,紧凑型带钢生产

基金资助：国家自然科学基金资助项目(62173169,U24A20273,61963022);云南省基础研究重点资助项目(202201AS070030)。