基于Pareto改进VNS-MMAS的定点修理任务多目标动态调度

针对战时定点修理任务重、修理时间有限、约束复杂的问题,进行了面向定点修理的战时装备维修任务多目标动态调度研究。提出了战时定点修理装备维修任务调度军事问题,考虑修理时间窗、非遍历性等约束,构建了战时装备维修任务多目标动态调度模型。采取分步求解思路处理修理小组分配以及修理任务排序两阶段优化问题,并从状态转移规则、信息素更新规则、先验信息获取3个方面对最大最小蚂蚁系统(max-min ant system, MMAS)算法进行改进,结合变邻域搜索(variable neighborhood search, VNS)算法增强算法的局部搜索能力,设计了基于Pareto改进VNS-MMAS算法实现模型求解,并通过示例仿真验证了模型及算法的科学性与有效性。     

基于改进蚁群优化的多目标资源受限项目调度方法

多目标资源受限项目调度是一类典型的NP难组合优化问题,具有广泛的实际应用背景.本文提出了一种带局部搜索的改进蚁群优化算法用于求解多目标资源受限项目调度问题,优化指标为最小化项目工期和资源投资.首先,采用改进的蚁群优化算法获取Pareto解集;其次,通过基于带逻辑约束的Insert和Swap邻域搜索方法对已获得的非支配解进行局部搜索,进一步提高算法的性能;最后,基于PSPLIB国际标准测试集的数值仿真实验与现有最好的算法比较,验证了所提算法的有效性和高效性.     

基于TCPN复杂产品设计任务资源调度及应用研究

针对复杂产品设计任务模块资源调度冲突问题,在分析TCPN网中资源约束下基本结构的设计任务元活动变迁的输入与输出资源库所数量的基础上,构建基于TCPN网设计任务模块的资源约束TCPN模型,围绕资源约束TCPN网中同步活动任务变迁与非同步活动任务变迁,给出不同的资源约束调度规则,并设计完整的资源约束调度算法与修正算法,研究给出可调度的设计任务模块资源约束TCPN网.最后,以J企业某型号汽车研发项目为例,构建汽车底盘设计模块设计任务元的资源约束TCPN模型并进行求解,给出汽车底盘设计任务模块的可调度资源配置,实现汽车底盘协同研发资源约束TCPN网中的所有设计任务元活动变迁皆可调度.     

产品数据管理中任务指派问题的模型和算法

产品数据管理(product data management,PDM)中的任务具有紧前约束、可拆分特性和时间窗.为了使有限的设计资源得到合理利用,建立了产品数据管理中任务指派问题的数学模型,其目标是总项目工期最短,任务拆分次数最少和任务中断时间最短.设计了一种基于贪婪准则的遗传算法对模型进行求解,对遗传算法的染色体编码方案和解码规则,适值函数和遗传算子等进行了详细说明.最后给出了一个应用实例,验证了模型和算法的有效性.     

资源多时间窗约束下的项目调度

资源受多时间窗约束在项目管理实践中时常出现,却在资源受限项目调度的研究中很少涉及。根据资源的多时间窗特点,建立以成本最小化为目标、考虑资源多时间窗约束的项目调度优化问题的数学模型,提出基于优先规则的倒推右移调度方法,开发相应的优先规则。经算例测试,对比分析资源时间窗在不同的配置水平下对项目成本和工期的影响,并对活动网络复杂性和不同的优先规则下的结果进行比较。结果表明,基于优先规则的倒推右移调度方法可以有效地求解问题,项目目标在倒推右移操作后有明显改善,考虑任务资源时间窗匹配和最小后序活动静态成本的混合优先规则求解效果较好。     

复杂时间约束的水利工程项目调度问题研究

水利工程项目的调度属于资源受限的项目调度问题,但现实中这类项目存在着一种复杂的时间约束,即项目中的某些活动在特定时间段内不允许执行.针对这类特殊约束,本文提出了一种新的资源受限项目调度扩展模型,设计了多优先规则的启发式算法进行求解.并在此基础上提出了一种混合遗传算法,构造了新的交叉算子同时结合精英保留和双对齐技术来改善解的质量.最后,用调整后的项目调度问题库(project scheduling problem library)大量实例验证了算法的有效性.     

甲供非商品化资源约束下可中断项目群调度模型

不可更新资源的约束会导致项目群中各合同项目开工延误甚至施工中断。针对不可更新资源受限理论研究存在的局限性,开展了多种甲供非商品化资源(NCRPE)约束下可中断项目群调度问题的研究。首先,由于资源分配多样性会给项目群进度造成不确定性影响,围绕项目群工期—延误成本双目标优化模型展开研究,采用改进编码方式的多目标粒子群算法(MOPSO)进行求解,获取项目群的资源分配方案,利用串行调度生成机制(SSGS)得到项目群进度计划;其次,将MOPSO算法和NSGA-II算法进行对比,通过IGD和HV两个指标来衡量MOPSO算法求解该问题的有效性;最后,结合实际案例,对模型进行求解分析。在甲供非商品化资源约束和项目可中断情况下,构建的项目群调度模型能够有效地实现项目群工期和合同项目延误成本的双目标优化。研究成果为业主合理分配NCRPE以及进行项目群调度提供理论依据。     

基于规则导向的柔性作业车间多目标动态调度算法

设计了一种具有柔性资源约束的多目标集成优化方法,建立了包括最小完工时间、最小生产成本、最大设备利用率、最大交货满意度和最优人工分配在内的多目标组合优化模型;为降低模型的复杂度,抑制组合优化模型的状态爆炸效应,采用规则导向的资源调度思想,通过调整规则概率使概率大的规则被优先选中,从而"推动"搜索过程向预期目标方向移动;采用改进的非支配排序遗传算法—NSGA-Ⅱ获得不同规则概率值的Pareto解集,并结合动态规划法求解最优人员分配方案;仿真对比与算例验证,本文算法可以有效解决柔性作业车间多目标调度优化问题.     

基于IP-ACO算法的航天器测控资源调度技术

采用多目标蚁群优化算法对航天器测控资源调度问题进行研究。在分析中低轨道航天器测控特点的基础上,综合考虑包括测控时间窗口约束和设备切换时间约束在内的多类复杂约束条件,建立多目标航天器测控资源调度模型。在Pareto蚁群优化算法的基础上,引入蚁群社会中的分工协作思想并构建测控任务时间约束有向图,设计基于任务选择期望的状态转移规则和基于自适应网格技术的权重更新策略,从而提高算法求解性能。仿真实验结果表明该方法能有效解决多目标航天器测控资源调度问题。     

基于优化资源流约束的模具多项目反应调度算法

针对模具多项目执行过程中由于任务拖期而导致的调度计划变更,提出了一种基于优化的资源流约束的反应调度算法. 首先利用基于优先规则的微粒群算法构建一个项目加权工期之和最小的初始调度计划,采用启发式算法建立并优化初始调度计划的资源流网络,并将关键链技术与资源流网络相结合,对初始调度计划进行合理的时间缓冲设置. 然后建立了以调度计划扰动费用最小为优化目标的反应调度模型,并用基于优先规则的微粒群算法进行求解. 最后,通过仿真计算分析了算法的可行性与可靠性,结果表明该反应调度算法在模具多项目动态调度中具有一定的应用价值.     

资源约束条件下任务调度算法研究

如何解决资源约束条件下的任务调度问题，保证在资源使用存在冲突情况下, 多个任务高效执行, 其中合理的任务调度和资源冲突消解是影响任务执行效果的关键因素。基于工作流图模型提出了一套资源约束条件下任务调度的框架, 并针对调度过程中产生的资源冲突, 提出了两种任务调度算法: 一种算法通过任务关键度确定优先级, 并基于贪心策略和调整工作流图拓扑结构的方法, 在任务开始前确定任务调度方案; 另一种算法采取弹性资源调度的方式, 使产生冲突的任务优先在资源不足的条件下开始执行, 任务调度和执行交替进行。最后, 通过地震救援案例验证了相关算法可行性, 与求解资源约束条件下任务调度问题的两类典型方法中具有代表性的算法进行对比实验, 分析了所提两种算法的优势与意义。仿真结果表明，所提算法具有适用地震救援资源紧缺特点的优势。     

考虑随机离职的新产品研发项目组合多技能员工调度模型

研发人员随机离职事件对新产品研发项目组合调度具有重要影响.以多技能研发人员为调度对象,采用离散马尔可夫链描述人员离职过程,考虑人才培养战略收益、研发周期以及研发成本三个目标,建立了新产品研发项目组合调度随机多目标约束优化模型.采用自适应帕累托抽样算法求解模型,算法中采用马尔可夫蒙特卡罗抽样技术进行随机离职抽样,基于启发式串行进度生成机制计算确定性情况下目标值,采用快速非支配遗传算法(NSGAII)获取多目标期望值模型的帕累托解集.将算法和模型应用到国内某公司一种新的电气节能产品研发项目组合人员调度问题中,结果显示:随机模型较确定性模型更为贴近企业实践情况;设计的算法能够有效地求出问题的帕累托解集,收敛性能较好.研究结果可为企业进行随机离职情况下新产品研发项目组合多技能员工调度方案的制定提供有效的决策支持.     

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.     

基于改进遗传算法的多类测控资源调度方法

为了研究一类利用不同测控(telemetry, track and command, TT&C)网联合执行TT&C任务的多类TT&C资源联合调度问题, 首先对国有和商业TT&C网的不同特点进行归纳总结。其次，对问题中的约束条件进行分析和规范化描述, 并在满足所选约束的前提下, 建立问题的数学模型。进而根据问题特点, 以遗传算法为基础, 通过设计适当的编码方法和交叉、变异算子以及约束冲突处理方法, 提出一种改进遗传算法。最后，实例仿真表明, 引入的多类TT&C资源联合调度方法较传统未引入联合调度的方法能有效提高TT&C资源利用效率, 证明了所提算法求解此类TT&C调度问题具有较好的性能。     

基于路径QoS加权分解的工作流调度算法

采用有向无环图DAG(Directed Acyclic Graph)描述的工作流在QoS约束下的调度问题是一类典型的NP难问题。分析了DAG工作流调度问题的调度目标,提出了一种基于路径QoS加权分解的工作流调度算法,通过将工作流的全局QoS约束分解为单个任务的局部QoS约束,将整个工作流的全局优化问题转化为单个任务的局部优化问题,降低了问题的复杂度。在对整个DAG工作流的QoS约束进行分解时,算法对工作流的每条路径的QoS约束进行分解,并以任务可选能力服务间的单位QoS增益之和作为权值,将单条路径的QoS约束分解到组成路径的每个任务。仿真结果表明,与其他基于QoS分解的DTL、DBL等算法相比,该算法具有更高的调度效率,能够找到更好的调度方案。     

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.     

基于拉格朗日松弛的手术中心调度算法

为了有效提高手术中心的利用率,降低医院的成本,提高病人满意度,本文提出了基于拉格朗日松弛的手术中心调度算法.首先对问题域进行了描述,以最小化手术中心相关成本和最大化病人满意度为目标,建立数学规划模型.在此基础上,建立可行调度解策略,结合手术中心特有的约束条件,提出基于拉格朗日松弛的手术中心调度方法,并用分枝定界求解子问题.最后,设计不同问题规模的实验,对算法性能进行了评价和对比分析,实验表明,该算法能在可接受的计算时间内得到较好的近优解.     

Multi-satellite observation integrated scheduling method oriented to emergency tasks and common tasks

Satellite observation scheduling plays a significant role in improving the efficiency of satellite observation systems.Although many scheduling algorithms have been proposed,emergency tasks,characterized as importance and urgency(e.g.,observation tasks orienting to the earthquake area and military conflict area),have not been taken into account yet.Therefore,it is crucial to investigate the satellite integrated scheduling methods,which focus on meeting the requirements of emergency tasks while maximizing the profit of common tasks.Firstly,a pretreatment approach is proposed,which eliminates conflicts among emergency tasks and allocates all tasks with a potential time-window to related orbits of satellites.Secondly,a mathematical model and an acyclic directed graph model are constructed.Thirdly,a hybrid ant colony optimization method mixed with iteration local search(ACO-ILS) is established to solve the problem.Moreover,to guarantee all solutions satisfying the emergency task requirement constraints,a constraint repair method is presented.Extensive experimental simulations show that the proposed integrated scheduling method is superior to two-phased scheduling methods,the performance of ACO-ILS is greatly improved in both evolution speed and solution quality by iteration local search,and ACO-ILS outperforms both genetic algorithm and simulated annealing algorithm.     

面向协同设计的任务调度问题研究

针对协同设计任务调度存在的问题,综合考虑了协作项目间、任务间及任务自身的具体因素和约束,在建立设计任务网络图的基础上,提出了一种以"任务优先系数"为指标的可并行执行任务集内任务的执行调度算法.综合考虑协同设计过程中的诸多动态、不确定性及非量化等因素,基于均衡一适度原则建立了任务到团队成员分配的扩展数学模型,并利用匈牙利算法进行求解.研究表明,该方法能有效对复杂产品的协同设计流程进行规划,且简单易用.     

任务工期随实际开工时间变化的RCPSP精确算法

针对资源受限项目调度展开讨论 .与前人研究的侧重点有所不同 ,我们考虑了项目中每个任务工期随其实际开工时间而变化、任务对可更新 (再生 )资源需求的任意分布、以及可更新 (再生 )资源的最大供给量随着时间而变化的一般情形 .作为对前人研究结果的进一步推广 ,我们利用分枝定界技术 ,以及事件驱动的时间增量方式 ,成功地获得了这种一般的项目调度问题的最优解 .