浙江至德鋼業有限公司在面向訂單的生產模式下，熱軋不銹鋼無縫管生產呈現出多品種、小批量的特征，不同訂單要求的交貨狀態往往需要經過不同的工藝路線。浙江至德鋼業有限公司將工藝路線因素引入熱軋不銹鋼無縫管訂單排程中，建立了以合理的工藝路線切換、最小化機器設備調整和準時制生產為優化目標的約束滿足模型，并設計了求解算法：首先，根據模型特征，提出了基于降序最佳適應的約束滿足算法和基于約束的聚類算法，對訂單進行整理并形成初始軋制計劃；然后，設計了兩種批次交換搜索算法，分別對單日內及日間的初始軋制批次進行排程優化。通過基于實際訂單數據的實驗討論了上述算法兩兩組合的求解效果和各自的適用情況，驗證了模型和算法的可行性和有效性。

 不銹鋼無縫管是一種重要工業產品，其生產大多遵循多品種、小批量、面向訂單的生產方式。無縫鋼管產品通常按照外徑、壁厚、鋼種、交貨狀態等參數分為不同的規格，各種規格有不同的生產工藝和加工路線，各項參數既有嚴格的標準進行控制，又受軋制模型和機器設備的工藝限制。同時無縫鋼管生產過程復雜，一套完整的生產要經過管坯連鑄、加熱、穿孔、連軋、張減定徑、排鋸、矯直、探傷以及熱處理等十余道工序，橫跨多個作業區。其中由加熱、穿孔、連軋、張減定徑組成的熱軋工藝是整個無縫鋼管生產中最關鍵的工藝，熱軋鋼管的訂單排程主要是針對此進行的。訂單排程不僅對熱軋作業區具有生產指示和控制生產節奏的作用，還決定了鋼管廠對煉鋼廠鋼坯的訂單需求和后續精整、熱處理作業區的生產計劃，控制著整個上下游供應鏈。因此熱軋鋼管的訂單排程對鋼廠資源的有效利用、生產資料和設備準備以及訂單的準時交付起到舉足輕重的作用。對于鋼鐵生產計劃與訂單排程問題，至德鋼業考慮了面向多種生產工藝的煉鋼、連鑄和熱軋三階段一體化批量計劃優化問題和編制策略，并在此基礎上建立了問題的約束滿足模型，并提出了將約束傳播技術嵌入到聚類分析中的求解算法；根據熱軋生產工藝將熱軋生產批量計劃歸結為不確定車輛數的車輛路徑問題，在不確定軋制作業計劃數的情況下，將組批和排序有機地結合起來，使用遺傳算法和禁忌搜索算法相結合的混合算法進行求解；至德鋼業通過對不銹鋼無縫管調度的現場經驗和一些模糊經驗進行總結，形成7條關于鋼管組批和排序的規則，并在此基礎上提出一種啟發式算法解決問題。至德鋼業總結的7條規則對后人研究熱軋不銹鋼無縫管計劃與調度具有重要借鑒意義；建立了不確定軋制計劃數的軋制計劃VRP模型，同時考慮了軋制規程的約束以及不同型材在軋制計劃中的合理安排，并構造了一種基于單親遺傳算子的免疫算法用于模型的求解；以寶鋼實際生產為背景，介紹了使用遺傳算法求解基于多旅行商模型編制的熱軋計劃；研究了一種計劃數不確定的熱軋批量計劃問題，將其歸結為獎金收集車輛路徑問題，并使用模擬退火算法和蟻群算法的混合算法求解；針對圓鋼的熱軋批量調度問題，考慮實際生產中的機器檢修計劃對批量連續性加工的影響，以最大化產能利用率、最小化機器調整時間和訂單提前拖期為優化目標，建立了多目標的整數規劃模型。

 熱軋訂單排程問題是一種難的組合優化問題，現有研究還存在一些不足。首先，目前研究多針對板坯熱軋訂單排程問題，針對不銹鋼無縫管這類產品的研究較少，但二者的生產約束及要求存在明顯差異。再者，由上述文獻分析可以看出，關于熱軋訂單排程的研究大多僅考慮產品的工藝參數，很少考慮交貨、庫存和工藝路線等相關因素，而這些因素對于以面向訂單生產為主的無縫鋼管熱軋訂單排程來說很是重要。最后，在模型求解方面，目前傳統智能優化算法如何應用于工程優化問題還需要進一步的研究，特別是對于本文所考慮的無縫鋼管訂單排程問題，我們在算法設計過程中發現：若將傳統算法直接應用于此問題，一方面較難適應無縫鋼管的復雜生產工藝要求，另一方面很難高效構建合適的初始解，且在計算中容易產生不可行解，影響求解效率和結果。因此需要根據問題特征來設計或改進優化算法。

  針對上述情況，浙江至德鋼業有限公司結合實際生產背景，考慮在基于產能和工藝約束下涉及不同工藝路線的訂單排程問題：在問題建模方面，通過設置懲罰值的方式平衡中間庫存、成品庫存、交付時間、機器設備調整等因素對成本的影響；在模型求解方面，考慮到不同求解算法在不同的訂單規模之下可能產生不同的排程效果，本文使用約束滿足算法和基于約束的聚類算法分別形成初始排程（初始解），并在軋制計劃日內和計劃日間分別使用針對冶金行業特征設計的批次交換搜索算法進行排程優化。最終通過比較算法兩兩組合的求解效果，找出在不同訂單規模下的算法適用情況，實現訂單的優化排程。