热轧板坯库是钢铁企业连接炼钢-连铸与热轧生产阶段的缓冲环节,用于调节炼钢-连铸与热轧的生产能力,为热轧生产提供原料。板坯库的物流过程包括入库、倒垛和出库,合理的板坯库物流调度能有效的降低物流操作时间,减少热轧备料的时间,保证热轧生产的连续性。入库是板坯进入板坯库的第一道物流工序,板坯入库物流是针对入库板坯,考虑入库板坯合同、规格属性,在满足板坯库堆放安全约束的条件下,确定入库板坯的存放空间位置。合理的入库板坯存放空间位置分配,能保持板坯库垛位结构的规整程度,提高相似板坯堆放的集中程度、以及板坯入库效率,有利于降低板坯出库或执行热轧计划时产生的倒垛次数,从而提高板坯库物流效率。因此,研究板坯入库物流空间调度问题的建模和优化方法对于提高板坯库物流效率具有非常重要的意义。围绕板坯入库物流空间调度问题的建模和优化方法的研究,本文的主要工作包括以下几个部分:(1)针对板坯入库空间调度问题,在满足垛位安全堆放要求下,考虑板坯相似性及吊机提取能力,以最小化吊机移动距离、空垛启用费用、吊取次数和垛位不规整程度为目标,建立整数规划模型,决策入库板坯存放空间位置。采用CPLEX软件对模型进行求解,获得小规模问题的最优解,验证模型的正确性和有效性。(2)结合板坯入库空间调度问题的特点,提出了基于自适应选择参数和变异策略组合的改进差分进化算法进行求解。为保持差分进化算法种群的多样性,结合问题特点,构造了启发式、局域搜索算法以及随机机制产生初始种群;针对一般差分进化算法交叉、变异因子及变异策略单一性的局限,提出变异、交叉因子与变异策略组合自适应选择的改进策略。基于某钢铁企业板坯库物流实际数据和模拟实际生成的随机数据,对提出的差分进化算法及改进策略进行实验测试,实验结果表明:本文提出的改进差分进化算法与钢铁企业现有的推荐结果对比,改进量提高了 30%左右,且改进差分进化算法比基本差分进化算法在收敛时间上缩短了 一半。(3)以某钢铁企业板坯入库实际物流操作过程为背景,基于建立的整数规划模型和提出的差分进化算法,设计并开发了板坯入库物流优化决策支持系统,系统包含下载数据、参数设置、入库板坯存放空间位置自动优化推荐、手动调整、结果评价等模块。系统不仅能够实现入库板坯快速准确地优化分配存放空间位置、评价和显示优化结果,同时还能实现人机交互,即对优化结果实行人工调整,并对调整结果进行可行性和优化性评价,提高系统的可操作性。