冷轧产线处于钢铁生产流程末端,具有产品规格多、工艺交叉多、生产切换成本高等特点,致使冷轧阶段的生产运作管理非常复杂。本文以钢铁企业冷轧生产过程为背景,研究了冷轧合同调度与库存计划集成优化问题,综合考虑生产调度对于生产成本、机组负荷、库存平衡的影响,从而提升钢铁企业的生产效率和利润空间。本文主要工作概述如下:1)从冷轧生产过程中,提炼出冷轧合同调度与库存计划集成优化问题。问题的任务是决策计划周期的各个时间段内每个机组所生产的合同及合同的加工顺序,从而降低生产成本、保证各机组的负荷和库存平衡。与以往研究不同,该问题需要同时决策多机组、多时段的合同调度方案,并集成考虑生产切换、机组与库存平衡等目标,因此增加了求解难度。通过分析影响冷轧产线生产与物流顺畅的关键因素,总结出决策过程需要考虑的优化目标与约束条件,为问题的建模提供基础。2)针对冷轧合同调度与库存计划集成优化问题,综合考虑各机组的生产工艺约束、机组产能约束,在保证库存平衡的情况下,以最小化机组生产切换费用、最小化负荷偏差费用、最小化库存偏差费用为目标,建立了能够准确描述实际问题的混合整数规划模型。通过数值实验,采用商业求解软件CPLEX对模型进行求解,验证了模型的有效性。3)针对常规的商业求解软件无法求解该问题大规模实际算例的缺点,设计了改进的差分进化算法。在算法中,设计了整数序号编码和解码方式解决了经典差分进化算法不能直接用于求解离散问题的局限性。同时,提出了一种新的变异交叉策略用于提高算法的收敛性、全局搜索能力,避免陷入局部最优。针对不同规模的问题,通过与CPLEX及模拟手工启发式进行对比,验证了所提出算法的有效性。4)根据钢铁企业的实际生产需求,嵌入上述提出的模型与算法,设计并开发了相应的决策支持系统。结合良好的人机交互接口,能够自动生成包括酸轧、连退、热镀锌、热镀铝锌产线的多机组合同生产调度方案。