钢铁工业是国民经济的支柱产业，在国民经济的发展中发挥着重要的和基础性的作用。随着全球经济的一体化，钢铁企业面临着日益激烈的竞争，并且竞争规则已经发生改变，传统上是同行业中的单个企业间的竞争，现在已经变为整个供应链之间的竞争。钢铁工业与其它行业一样，为了降低成本、提高质量和服务水平、快速响应市场、应对竞争规则的改变，从而赢得竞争，开始加强内部各部门之间及与供应链上的其它企业的合作，进行供应链管理。在整个供应链中，生产计划与控制系统处于核心地位，其功能的强弱直接影响到供应链管理的成败。 本文作为国家“九五”科技攻关课题资助项目(97-562-01-05)和国家自然科学基金项目(70171030)的相关研究课题，对钢铁供应链中的生产计划与调度问题进行了研究。研究内容包括以下两方面：一是关于钢铁企业内部供应链的生产计划与调度问题，二是关于钢铁企业外部供应链的生产计划与调度问题。对于前者的研究，以钢管为主线，首先研究了钢管生产计划问题，然后研究了单阶段钢管生产调度问题(热轧调度问题和管加工调度问题)和多阶段钢管生产调度问题(钢管协调生产调度问题)，最后在上述研究的基础上，设计开发了钢管生产计划与调度决策支持系统。对于后者的研究，以矿石为主线，首先研究了矿石配料问题(高炉生产计划问题)，然后研究了矿石开采问题(露天矿生产调度问题)，最后在上述研究的基础上，研究了矿山和高炉生产二者协调生产计划问题。具体研究内容包括： 钢管主生产计划问题。建立了钢管主生产计划的混合整数线性规划模型。该模型可归结为多阶段多产品带有能力约束的批量问题。鉴于该问题求解的NP难性，在两种基于线性规划的启发式算法——SFH(Single-FractionalHeuristic)和MFH(Multi-FractionalHeuristic)算法的基础上，分别提出了对应的改进算法。仿真实验结果表明：两种改进算法分别优于对应的原算法。 钢管热轧调度问题。热轧调度问题可以归结为“具有提前/拖期惩罚的批调度”问题。建立了该问题的混合整数非线性规划模型。该模型将提前/拖期惩罚引入目标函数中，考虑了合同准时交货问题，而已有模型未考虑交货期影响。提出了给定合同排序下的最优组批方式并进行了证明，实现了问题的转化并建立了转化问题的数学模型。设计了求解模型的遗传算法，仿真实验验证了模型和算法的有效性。 管加工调度问题。管加工调度问题可以归结为“带运输和机器相关设置时间的最小总加权拖期的无等待并行流水车间调度”问题。建立了大规模的混合整数规划模型。通过提出的变换方法简化和降低了模型的规模。针对此模型，提出并开发了适合此问题的遗传算法。通过实验比较六种规则调度方法及遗传算法的性能。计算结果表明，规则调度不适合求解此类问题，而遗传算法性能较好。 钢管协调生产调度问题。基于上述热轧钢管调度和管加工调度的研究，建立了钢管四个生产阶段的协调生产调度多目标规划模型。针对此模型，提出了一种基于瓶颈资源的分级计算启发式方法。该方法既能实现一定程度的整体优化，又能降低求解的难度，能较好地满足实际需要。 钢管生产计划与调度决策支持系统开发。基于上述钢管生产计划与调度问题的研究成果，为天津钢管公司设计开发了钢管生产计划与作业调度决策支持系统。介绍了系统的总体设计目标、设计思想、设计方案和实现方案。 高炉生产计划问题。高炉生产计划问题实质是一个复杂的物料配比问题。在借鉴了已有的优化模型基础上，考虑了高炉生产的新工艺以及钢铁企业管理的新特点，建立了一个多品种分时间段的高炉生产计划线性规划模型。实例计算表明了模型的有效性。 露天矿生产调度问题。数学规划方法得到的露天矿生产调度在实际生产中往往不可行。从改善模型本身的角度试图解决该问题。为此引入开采区域规整性概念用以表示模型结果的现实可行性，并提出两种开采区域规整性测度：基于周长的规整性测度和基于距离的规整性测度。将它们作为目标函数添加到一般的露天矿生产调度模型中，建立了两个具有现实性目标的露天矿生产调度模型。计算实验表明，具有现实性目标的露天矿生产调度模型可以获得较现实可行的露天矿生产调度。 钢铁供应链协调生产计划问题。基于上述高炉生产计划和露天矿生产调度的研究，首次建立了矿山和高炉生产协调生产计划的混合整数非线性规划模型。模型集成了采矿、选矿和高炉炼铁三个环节的生产计划，并将运输计划集成到生产计划中。提出了一种变换方法，将混合整数非线性规划问题转化为多个线性规划问题分别进行求解，降低了求解难度。实例计算表明了模型的有效性。