生产计划与调度在钢铁行业智能制造进程中扮演着重要角色。连铸与热轧作为钢铁制造的核心工序,因制造模式和时间节奏存在明显差异,跨工序生产计划协调匹配难度大;先计划后调度的序贯决策方式难以实现全局最优,易造成计划与调度脱节现象。为克服上述不足,论文围绕连铸-热轧区段的生产计划匹配问题和加热炉生产调度问题,开展基于双层优化思想的集成计划调度方法研究。主要研究内容与结论如下:连铸与热轧之间通过DHCR、HCR、CCR三种衔接模式完成生产计划匹配,合理的衔接模式匹配方案能有效提高生产效率与减少能源消耗。针对连铸-热轧生产计划匹配问题,建立了以最大化热装热送比和最小化铸轧间隔时间为目标的混合整数线性规划模型,采用Python优化建模框架Pyomo编程实现与求解器GUROBI进行求解。根据不同衔接模式铸轧间隔时间确定点设计了三种场景下的多组实验,实验结果中三种场景下的热装热送分别为74.19%、90.76%、100%,表明通过所建数学模型可有效建立连铸-热轧跨工序的生产计划匹配,且合理设置衔接模式铸轧间隔时间能促进热装热送比的提升。加热炉调度是在连铸-热轧生产计划已匹配的基础上确定板坯的加工设备、加工时间以及加工顺序,以追求能源消耗最小化的目标。为保证加热炉调度的可行性,在松弛热轧时间约束基础上,构建以最小化驻炉时间和热轧延误时间为目标的调度优化模型,并设计基于概率统计的分布估计算法进行求解。实验结果中不同场景下均出现了热轧延误时间,表明先计划后调度的决策模式易造成加热炉调度的不可行。为解决上述序贯决策计划调度方式导致的调度不可行问题,建立了连铸-热轧集成计划调度的双层优化模型:上层为连铸-热轧生产计划匹配模型,下层为加热炉调度模型,上下层模型以热轧延误时间进行博弈。针对该模型设计了一种基于分区抽样策略的混合优化算法进行求解。实验结果中所有案例的热轧延误时间均能得到消除,表明该方法能有效消除连铸-热轧生产计划匹配与加热炉调度之间的冲突。综上所述,论文在研究连铸-热轧生产计划匹配与加热炉调度两个问题的基础上,构建了面向连铸-热轧集成计划调度的双层优化模型及其优化算法,并通过计算实验验证了该方法的可行性和有效性。