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现代大型钢铁企业的炼钢—连铸生产过程是由多台转炉、多台精炼炉、多台连铸机组成。转炉将冶炼好的钢水倒入钢包中(一炉钢水称一个炉次),钢包载运钢水到精炼炉进行精炼或直接运到连铸机前,将钢水倒入连铸机上的中间包内,由多炉次的钢水经中间包流入连铸机并连续浇铸成具有一定宽度、长度、厚度的板坯(连铸机每开始一次到停止所浇铸的全部炉次内的钢水称一个浇次)。为了满足热轧及其后序工序生产能力需求和多炉次钢水能够在连铸机上连续浇铸,企业需要进行炼钢—连铸工序的批量计划和调度计划的编制。炼钢—连铸批量计划以给定的一定量待生产板坯及其成份属性、尺寸属性、加工属性、合同属性和转炉与精炼炉加工炉次数目标值及范围、热轧加工烫辊材板坯重量目标值及范围、热轧后续工序加工板坯重量目标值及范围为已知,以转炉容量及对钢水成份的要求、中间包使用寿命及对钢水成份要求、连铸机宽度调整及对钢水成份要求为约束,确定板坯所在的炉次、炉次所在的浇次及浇次内炉次顺序、板坯的浇铸宽度,从而形成浇次计划。炼钢-连铸生产调度是以浇次计划为基础,在炉次的生产工艺路径及其在转炉、精炼炉上的加工时间和运输时间已知的条件下,以浇次在连铸机上准时开浇,浇次内的炉次连续浇铸,同一个设备两个相邻炉次不能产生作业冲突为目标,确定各浇次中的炉次使用的具体的转炉、精炼炉设备及对应的加工开始时间,形成炼钢-连铸生产作业时间表(称为调度计划)。调度计划的关键是使多炉次连续浇铸、同一设备两个相邻炉次产生作业冲突、炉次在连铸机前的等待时间短,而这必须依赖于好的批量计划。炼钢—连铸批量计划编制的难点是：1)炉次内板坯浇铸宽度约束、中间包内炉次宽度约束、浇次内炉次宽度约束不同难以同时满足；2)计划编制要满足多个目标：转炉与精炼炉加工的炉次数与目标值尽可能小并在目标值范围内、热轧加工烫辊材重量与目标值偏差尽可能小并在目标值范围内、热轧下游工序加工板坯重量与目标值偏差尽可能小并在目标值范围内。目前已有文献中对批量计划的研究没有考虑宽度在炉次计划、中间包计划、浇次计划中的不同要求,没有考虑同时满足转炉与精炼炉加工的炉次数与目标值偏差尽可能小并在目标值范围内、热轧加工烫辊材重量与目标值偏差尽可能小并在目标值范围内、热轧后续工序加工板坯重量与目标值偏差尽可能小并在目标值范围内。因此上述方法难以应用到实际。目前炼钢—连铸批量计划采用人工编制的方法。人工凭经验编制计划需要多次凑试才能满足浇次计划中对板坯宽度要求,效率低、不能实现多目标优化,因而造成板坯的质量降低、生产成本增加、设备利用效率低。在国家863重点课题“冶金工业MES关键技术(EMS-EAM-IPS)研究与示范应用(2004AA412010)”的项目支持下,以某大型钢铁企业炼钢—连铸生产线为背景,对炼钢—连铸批量计划编制方法进行研究,主要成果如下：1.提出由炉次计划、中间包计划、浇次计划组成的炼钢—连铸批量计划整体优化编制策略。将炉次计划、中间包计划、浇次计划中对宽度的不同要求作为计划编制优化模型中的性能指标与约束方程。将转炉与精炼炉加工炉次数目标值及范围、热轧加工烫辊材板坯重量目标值及范围、热轧后续工序加工板坯重量目标值及范围,作为中间包计划优化编制模型的性能指标和约束方程。采用基于迭代局部搜索算法(iterated local search,ILS)和变邻域搜索算法(variable neighborhod search,VNS)目结合及基于蚁群优化算法的多目标优化策略。2.建立了以极小化板坯组成的炉次数、炉次内板坯重量与转炉容量的差、炉次内板坯间合同属性和加工属性差异及高优先级板坯优先生产为性能指标,以转炉容量及同一炉次内板坯间宽度跳跃幅度和次数为约束方程,以板坯是否在炉次生产为决策变量的炉次计划优化编制模型。将ILS和VNS相结合,提出了ILSVNS的炉次计划优化编制方法。3.建立了以极小化转炉加工炉次数与目标偏差、精炼炉加工炉次数与目标偏差、热轧加工烫辊材重量与目标偏差、热轧下游工序加工板坯重量与目标重量偏差、炉次组成中间包数量、中间包内炉次数与中间包使用寿命偏差、中间包内炉次间成份属性差异为目标,以中间包使用寿命、中间包内宽度跳跃和钢水成份要求、转炉加工炉次目标范围、精炼炉加工炉次目标范围、热轧加工板坯重量目标范围、热轧下游工序加工板坯重量目标范围为约束方程,以炉次是否在中间包内生产为决策变量的中间包计划优化编制模型。基于ILS和VNS,提出了双层ILSVNS的中间包计划编制方法。考虑到中间包利用率及多目标权重对解的影响,在优化编制方法中加入了可动态调整目标权重及中间包利用率参数的方法。4.建立了以极小化中间包组成浇次数、浇次内中间包之间宽度和成份差异、中间包内炉次间宽度和成份差异为目标,以中间包使用寿命、中间包内宽度跳跃和钢水成份要求、浇次内中间包宽度跳跃和钢水成份要求为约束方程,以浇次内中间包顺序、中间包内炉次顺序、板坯浇铸宽度为决策变量的浇次计划优化编制模型。提出了基于蚁群优化算法的双层蚁群优化编制方法。5.采用上述计划编制方法,研制了炼钢—连铸批量计划仿真系统,包括炉次计划编制与结果查询、中间包计划编制与结果查询、浇次计划编制与结果查询、系统管理、数据维护模块。仿真系统具有模块化、可扩展性及用户界面友好等特点。利用来自某企业的多组数据在仿真系统上进行了炼钢—连铸批量计划编制方法的实验研究。与人工计划相比,中间包使用数量减少了11%、因钢水成份差异产生的交接坯减少了17%、因宽度跳跃产生的梯形坯减少了13%。并且编制方法所用时间为4-6分钟明显少于人工的平均30分钟。