基于序贯博弈谈判机制的分布式多项目调度

设计有效的全局资源分配协调机制是解决分布式多项目调度问题的关键.基于多Agcnt系统建立以单项目完工时间为优化目标的局部调度模型,并设计基于正向逆向调度改进的遗传算法求解初始局部调度计划;综合考虑每个项目单位延期成本的差异,建立以多项目总延期成本为优化目标的全局决策模型,设计多回合序贯博弈谈判机制协调全局资源分配,并调整单项目局部进度计划;开展示例分析和不同参数下问题集的实验研究.结果表明:基于正向逆向调度改进的遗传算法求解初始局部调度具有较好的问题规模适应性和较高的求解精度;全局资源冲突越强,造成多项目延期越大且项目延期完工的风险也越大;采用序贯博弈谈判机制相比无博弈随机分配协调机制可以有效地降低多项目的总延期损失成本.     

考虑全局资源闲置成本的分布式RCMPSPTT

在考虑资源转移时间的分布式多项目调度问题中,增加考虑资源闲置成本,对于多项目共享资源的协调决策具有重要影响.基于多Agent系统建立以单项目完工时间为优化目标的局部调度模型,并采用遗传算法求解初始局部调度计划;同时考虑项目延期成本、全局资源转移成本和闲置成本,以多项目总成本为优化目标建立全局协调决策模型,设计基于贪婪转移策略的序贯博弈谈判机制协调全局资源的分配和转移,并根据协调结果调整单项目局部进度计划;以MPSPLIB问题集开展实验研究.研究结果表明:协调时考虑全局资源闲置成本能更好的协调全局资源的分配和转移;与无博弈随机分配和转移的协调机制相比,基于贪婪转移策略的序贯博弈谈判机制可以有效地降低多项目总成本.     

考虑多技能人力资源的分布式多项目调度问题

在分布式多项目管理中，当考虑共享资源为多技能人力资源时，共享资源的指派涉及到"活动-技能-资源"的匹配关系，进一步考虑人力资源多技能异质的特性，还会导致活动实际执行工期会随着指派方案的不同而变化，因此，考虑共享资源为多技能人力资源的分布式多项目调度问题是一类具有很强现实背景和理论研究价值的NP-hard问题.基于多Agent系统，建立以单项目完工时间为优化目标的局部调度模型，以及多项目总延期成本为优化目标的全局协调决策模型；考虑人力资源多技能异质的特点，设计基于贪婪指派策略的序贯博弈谈判机制指派共享的人力资源；基于Ran Gen随机生成的多项目算例开展实验研究.研究表明：基于贪婪指派策略的序贯博弈谈判机制对于程度不同的资源冲突和不同规模问题的求解均具有较好的适应性，可有效降低多项目总延期成本，且求解效果优于随机分配策略；设计的优先指派技能水平高、掌握技能数少、工作时间短的全局资源指派策略，可获得较优的人力资源指派方案和多项目调度计划.     

柔性资源约束下的项目调度问题双目标优化

资源短缺通常为项目延期的重要原因之一,项目管理者往往会考虑增大资源可用量来缩短项目工期,但增加资源量会导致项目成本的上升,因此,需要进行项目工期和成本的权衡.考虑资源可用量可变,用区间变量来表示,以项目工期和成本为优化目标,建立资源可用量可变约束下的多模式项目调度问题的双目标优化模型;提出一种基于非支配排序遗传算法的双目标混合遗传算法来获取问题的帕累托最优解,在算法中设计资源可用量上界的预处理方法和可行解的成本改进过程:求解示例和随机生成的算例集,分析算法的收敛性和解的多样性,验证模型与算法的有效性.最后,开展建筑项目应用研究,通过对求解结果的分析,说明求解帕累托解集的必要性,为项目管理者确定项目调度方案提供决策依据.     

面向非常规突发事件的应急资源合作博弈调度

当非常规突发事件发生后,根据灾区灾情的严重情况,往往需要同时联合使用多种运输方式将应急资源快速高效地调度到灾区,由此设计了应急资源调度的多模式分层网络.在此基础上,以博弈论为分析工具,提出了基于合作博弈的应急资源调度模型与求解算法.在该调度模型中,把不同的运输方式映射为博弈模型的局中人,可能的资源调度方式组合方案映射为策略集,不同的运输方式调度应急资源所造成的损失映射为效用函数,将应急资源的合理调度问题转化为对合作博弈调度模型的核心求解问题.接着介绍了一种求解核心的Shapley 值法.通过应急资源调度的算例对比分析,验证了所建模型的可行性和求解结果作为调度策略的优越性.     

在轨空间智能制造:分布式调度建模与优化

在轨空间制造系统是在行星大气层外的需要地面工厂、在轨空间工厂、天地运载工具协同的以进行空间设施建造为目标的一类分布式制造系统.分布式调度建模和高效优化求解技术是实现在轨空间智能制造的关键技术之一.本文针对一类具有组件地面分布式制造及运输、地空分批次运输、组件在轨装配等典型特点的在轨空间智能制造系统,将其分解为分布式同质流水线调度,考虑运输时间的同速并行机调度,考虑工件释放时间、机器可用时间、机器处理能力的单机批调度以及考虑组件释放时间、优先约束的单机调度等问题,并基于模型协调思想建立以最小化组件生产到产品装配总时长为目标的分布式多阶段调度模型.进而,将用于求解连续优化问题的易理优化算法扩展到离散调度问题,提出求解该分布式调度问题的基于易理优化的模因算法.基于中规模、大规模算例的仿真结果和算法分析比较表明:相较于粒子群算法、教学算法、水波算法等智能优化算法,所提算法是一种求解分布式多阶段调度问题的可行、有效算法.值得一提的是,这是第一篇关于在轨空间智能制造系统调度优化的研究.     

考虑中断的制造型供应链协调调度模型

供应链协调调度能有效提高企业应对供应链中断的能力。以两阶段制造供应链为研究对象，研究了中断情境下具有交付时间约束的多产品类型制造供应链协调调度问题。制造商接到包含多产品类型的工件加工订单，各工件需经供应商处理为原材料工件后，交付给制造商处理为完成品，各工件均有一个独立的交付期。如果供应商单方面调整工件加工顺序，会导致制造商冲突成本的增加，需双方协商处理。以最小化供应商总拖期交付成本和最小化制造商总冲突成本为目标，基于收益共享契约协调机制，构建了考虑中断的制造型供应链协调调度模型。设计了一个融合自适应邻域搜索算子的混合自适应遗传算法。通过算例仿真，验证了所提模型与算法的有效性。     

基于MAS的分布式卫星系统任务规划研究

针对分布式卫星系统的规划与调度问题,提出了一种基于多Agent协商机制的分布式规划与调度方法.首先建立了分布式卫星系统的分层分布式多Agent控制结构,并详细设计了各个层次Agent的功能.其次,给出了卫星Agent之间基于合同网的交互协议,设计了基于优先级的招标任务选择策略以及基于任务动态插入的投标方法,并给出了实现全局优化的评标策略和目标函数.针对观测环境的动态情形,给出了相应的动态任务处理流程.最后通过一个卫星编队实例进行了验证.     

支持多码头协调运作的泊位调度模型和算法

面向港口内多个集装箱码头的资源整合与低碳化运营需求,提出了一类处于港内不同位置的多个集装箱码头的泊位协调调度问题。通过引入一个虚拟码头,将问题转化为特殊的单码头泊位调度,建立了相应的混合整数规划模型,对多码头任务分配与泊位调度进行统筹优化。在深入分析问题最优解性质的基础上,设计了一种结合启发式策略和模拟退火机制的混合模拟退火算法HAS。通过仿真实验对HSA算法的有效性和多码头协调调度效果进行验证,结果表明,HSA算法具有很高的求解质量,且对该问题的求解效率显著优于商业优化软件CPLEX;与传统泊位调度相比,本文多码头协调调度方法可大幅提高码头服务水平,并有效降低码头运行成本。     

基于分布式协商进化算法的多Agent目标冲突消解

针对多Agent系统研究中的目标冲突消解问题,建立了在多个Agent的局部目标和系统全局目标间进行协调优化的多目标优化模型.在多Agent分布式规划的框架下,提出了一种基于遗传算法(genetic algorithm,GA)的分布式协商进化算法,用于求解多目标规划模型.针对GA搜索中保持解的多样性、提高收敛速度等问题,对选择算子进行了设计.通过仿真实验,证明新的选择算子能有效提高解的质量.最后将该算法应用于部队机动协同路线规划的目标冲突消解问题,验证了其有效性.     

半导体制造系统改进Petri网模型的建立及优化调度

为了更有效优化半导体制造系统生产资源调度,提出了基于分层着色时间Petri网模型的分时段优化调度方案.通过增强基本Petri网的描述能力和引入分层Petri网的思想,根据半导体制造系统的结构建立其改进Petri网模型-分层着色时间Petri网模型,并在模型中引入调度库所将调度算法嵌入到模型中,该模型能有效地克服基本Petri网模型规模膨胀的缺陷;同时将每一生产周期分成若干时间段,利用遗传算法来寻找各时间段内调度规则组合来优化半导体制造系统的动态性能,实现分时段优化调度,编码时, 根据机器组的利用率来选择部分机器组为瓶颈机器组,重点调度瓶颈机器组, 提高算法的搜索效率;仿真实验结果验证了该调度方案的优越性.     

关键链项目群进度管理的定量分析

论文从定量的角度,分析了项目群中一种资源以及多种资源的"多任务"情形,对关键链进度计划问题建立了数学模型,并引入遗传算法,使"多任务"现象转化成具有相应优先权的排序基因或染色体,对最优化进度和延迟成本构建了相应的算法.最后,通过算例证实此方法可以得出最优排序,同时能提供较多的替代方案,为关键路径法演变成关键链技术提供了定量支撑.     

基于延迟理论的Supply Hub出库调度模型

考虑了配送准时性和配送成本之间的悖反关系,将延迟理论引入配送调度,研究了订单随机到达、准时配送的supply hub的出库调度问题.考虑订单到达时间的随机性对配送准时性的影响,设计了一个带延迟因子的滚动调度模型,建立了supply hub准时制配送的出库调度多目标规划模型.根据模型的特点,设计了求解模型的克隆免疫算法.最后,结合数值实验,对延迟调度模型和实际使用的调度模型进行了对比分析.研究结果表明,带延迟因子的调度模型相比常规调度策略.能明显降低随机性订单的配送成本.     

An extended model for project portfolio selection with project divisibility and interdependency

In this paper, we develop an extended model for the project portfolio selection problem over a planning horizon with multiple time periods. The model incorporates the factors of project divisibility and interdependency at the same time for real-life applications. The project divisibility is considered as a strategy, not an unfortunate event as in the literature, in choosing the best execution schedule for the projects, and the classical concept of “project interdependencies” among fully executed projects is then extended to the portions of executed projects. Additional constraints of reinvestment consideration, setup cost, cardinality restriction, precedence relationship and scheduling are also included in the model. For efficient computations, an equivalent mixed integer linear programming representation of the proposed model is derived. Numerical examples under four scenarios are presented to highlight the characteristics of the proposed model. In particular, the positive effects of project divisibility are shown for the first time.     

面向复杂航道的引航员与船舶集成调度优化

为提高复杂航道条件下港口的引航调度服务水平,本文研究了船舶和引航员调度的集成优化问题.本文考虑了潮汐、封航、安全距离以及单双向航道的对向避让等因素,以船舶延误成本和引航员调度成本最小化为目标,建立了整数规划模型.结合问题的特征,设计了一种两阶段变邻域搜索算法对模型进行求解.其中第一阶段讨论了引航员调度对于船舶延误的影响,求得了所有船舶和部分引航员调度方案的集合;第二阶段以传统调度规则得到的所有船舶和引航员的完整调度方案为初始解,使用变邻域搜索算法求解所有调度方案中最优的调度方案.最后,通过一系列数值试验验证了模型和算法的有效性.