铝冶炼工序通常可划分为电解和铸造两部分,电解和铸造工序间物料的优化组合和合理衔接是铝冶炼企业生产运作管理中的关键问题。铝液通过抬包运送到铸造车间,每三槽铝液兑入一包,如何对多个电解槽的铝液进行合理排包来提高纯度收益、提高生产效率、节能减排,是铝冶炼过程中的一个重要决策问题。装载铝液的抬包在运输到铸造车间后需要对抬包进行组炉,组炉后铝液的纯度直接关系到铝材的加工质量。抬包组炉计划是铝冶炼企业的另一个重要决策问题。电解槽排包和抬包组炉计划序贯决策,两者对提高企业收益和改善工序间衔接匹配具有重大意义。本文的主要研究内容如下:（1）针对电解槽排包计划问题,以电解槽聚类为决策变量,在考虑抬包容量限制、杂质元素含量要求等工艺约束的前提下,以最小化天车行驶距离、最大化铝液纯度收益与最小化抬包间化验元素含量差异为目标建立了多目标混合整数规划模型。应用D-W分解对模型进行重构,并应用多目标数学规划算法对重构后的模型进行求解,实现多个电解槽铝液在多个抬包内的优化组合。（2）针对抬包组炉计划问题,以抬包到保温炉的组合为决策变量,考虑保温炉容量的区间要求、炉次收益与铝液纯度的分段线性函数关系等特征,以最大化所有炉次在不同铝液纯度下的总体收益为目标,基于P中位建模思想建立了整数规划模型。为实现实际规模问题的有效求解,设计了基于列生成的启发式算法。数值实验结果显示该算法能够在合理的时间内求得一个高质量近似解。（3）为实现抬包组炉问题的精确求解,设计了基于列生成的分支-定价算法并提出加速改进策略。针对主问题和子问题,提出了基于纯度区间的列聚合机制,以减少由“列组合”之间的对称性带来的冗余迭代。在初始限制主问题的构建方面,提出了高质量初始列的生成策略,以减少列生成迭代次数。在分支策略方面,提出了基于关键列的导向性分支变量选择机制,以实现解空间的高效划分。数值实验结果显示,所提出的改进策略能够突破求解能力的限制,使分支-定价算法在可接受计算时间求得绝大多数实际规模算例的最优解。