动态环境下基于混合迭代的耦合集求解方法

针对产品开发过程中存在的耦合迭代情况,建立了动态环境下基于混合迭代的耦合集求解模型。该模型考虑了任务执行工期的不确定性、任务输出分支的不确定性和资源分配的不确定性对项目完成时间和开发成本的影响,通过引入一个资源分配矩阵K,采用任务返工概率矩阵和任务返工量矩阵确定任务的执行状态和返工工作量。最后,通过实例仿真计算项目的时间和成本的分布。计算结果表明,资源不确定性对耦合集执行时间和开发成本有很大的影响,对资源进行重新分配有利于减少任务执行时间,降低开发成本。     

不确定环境下模具制造项目群随机调度

为确保模具按时交货,通过分析模具制造项目工期、费用与报酬的不确定性,以及项目返修频繁的特点,建立了基于离散时间马尔可夫链的模具制造项目群随机演化模型,并提出了求解该随机动态规划模型的算法框架.通过启发式策略仿真和Q学习,有效解决了"维数灾难"问题.最后结合示例阐述了该算法的执行过程,及其可行性与可靠性.     

基于依赖结构矩阵的项目规划模型

建立了基于依赖结构矩阵的项目规划模型。在该模型中，采用工序关系依赖结构矩阵来描述工序间的顺序、并行、搭接和时间窗口式依赖等关系；采用概率依赖结构矩阵来描述工序在执行过程中由于不确定因素影响而引起的返工循环特性，并考虑了工序在返工时的学习性。在这些工序关系和返工循环特性情况下，给出了应用平行离散事件模拟仿真方法计算项目工期的步骤，求得的项目工期分布结果可为管理者确定合理项目工期提供决策依据。最后，通过一个算例说明了模型的应用过程。     

资源与工期双重随机下的模具项目群监控

针对模具企业因随机事件众多且在制项目群规模庞大而导致项目生产难以有效监控的问题,考虑可用资源及任务工期的随机性,提出一种基于资源解耦的模具项目群监控方案。利用经典优先规则得到基于任务工期均值且嵌入资源缓存的确定性项目计划,据此构建非监控项目的近似负荷模型以解除项目间的约束关系。结合马尔可夫决策过程理论建立监控项目的决策模型,通过外协核心任务使项目群的总成本期望最小。为应对维数灾问题,在资源解耦极大降低问题规模的基础上,进一步提出基于工期和资源中断概率阈值的近似求解方法。通过计算实例验证了所构建的近似负荷模型、决策模型及近似方法的有效性。     

不确定环境下产品设计项目过程执行仿真

为了更有效地对不确定环境下的产品设计项目进行仿真和预测,采用拉丁超立方体采样法对不确定工期进行采样,通过细分耦合任务使其转化为依赖任务来降低问题的处理复杂性。在考虑多级返工及返工传播的情况下,建立了基于动态因果图的过程迭代执行模型。基于该模型采用离散事件仿真对项目进行模拟,在使用因果推理对任务返工进行判断及控制的基础上,给出仿真算法的具体步骤。通过算例及分析阐述了仿真的应用。     

基于设计结构矩阵理论的产品开发过程建模及仿真优化

为更好地刻画产品开发过程和流程优化,提出了基于设计结构矩阵理论的产品开发仿真模型,并据此模型设计流程优化算法。模型采用蒙特卡罗仿真方法模拟产品开发过程,用以估算产品开发时间、费用,以及按要求完工的概率。该仿真模型考虑了任务执行时间的不确定性和任务之间的顺序约束关系,同时还考虑了项目执行过程中的返工迭代和学习效应。在考虑顺序约束关系的条件下,利用遗传算法优化任务执行顺序。算例分析表明,该优化算法可以使项目的成功率提高17％。     

基于近似动态规划的模具项目调度

模具制造工程中普遍存在任务工期不确定,以及多并行项目共享和竞争企业有限资源的情形,目前尚缺乏求解这类项目调度问题的方法。鉴于此,考虑了部分任务工期服从已知离散分布下的模具项目调度问题,基于马尔可夫决策过程理论构建了以总加权拖期成本期望最小为优化目标的数学模型。针对传统随机动态规划在求解大规模问题时面临的维数灾,分别提出了基于经典优先规则、遗传算法和近似动态规划的求解方法。通过随机生成的项目算例验证了所构建模型和方法的有效性。结果表明,所提近似方法能够在耗费较少计算资源的情形下获得可接受的次优或最优解,可用于求解工程实际问题。     

基于改进的计划评审技术的航空项目风险评价技术研究

通过分析航空项目风险之间的关系,提出了以项目进度风险率为指标的评价项目整体风险水平的思想.针对经典计划评审技术方法的不足,提出了基于改进的计划评审技术的航空项目风险评价方法.该方法用莫尔法确定重要活动的概率分布,用当量概率法对经典计划评审技术法计算的项目工期进行修正,以项目工期服从正态分布为基础,计算项目进度风险率,从而获得项目的整体风险水平.最后,以某型飞机研制项目04段装配子项目为例,阐述了应用该方法进行风险评价的一般步骤.     

基于非合作博弈的制造网络资源调度研究

针对制造网络下不同制造任务之间存在的自由竞争关系,研究了制造网络资源调度策略,建立了一种基于非合作博弈的网络资源调度模型,制造任务被映射为非合作博弈网络资源调度模型的局中人,将各制造任务包含的子任务对应的可选网络资源设定为制造任务策略集,以各制造任务的完工时间和执行成本构建收益函数,进而将网络资源调度模型的求解转换为纳什均衡点的求解,并采用多层编码遗传算法对模型进行求解。最后,结合具体模具生产项目进行了仿真实验,验证了所提网络资源调度模型及求解算法的有效性。     

顺序迭代开发过程建模与仿真

为有效地管理和改进产品开发过程,提出了一种基于奖赏马尔科夫链的顺序迭代过程定量模型.该模型与已有的顺序迭代过程模型不同的是,模型中的返工影响因子不仅作用于直接返工任务的持续时间,而且作用于该返工任务的后续任务,即作用于返工任务的整个剩余时间.一个任务在每个阶段的返工量随着迭代次数的增加而逐渐减少.考虑了不同任务引起的同一任务返工量的不同.为估计开发过程的期望时间,建立了过程时间估计的分析模型和仿真模型,给出了仿真计算算法.以软件测试过程为例,给出了过程时间估计的分析和仿真实验结果,并与其他已有模型进行了对比分析.最后,讨论了模型估计结果产生偏差的可能原因.     

考虑信息不确定性的串行迭代时间模型的研究

串行迭代模型中信息不确定性导致任务的迭代返工,增加了任务的总执行时间。针对这一问题,通过对上、下游串行任务执行过程的分析,得出造成信息不确定性的主要原因,确定信息不确定度函数,构建考虑信息不确定性的串行迭代时间模型。进而通过对该模型的分析得到任务间的依赖关系指数和上、下游设计人员间的交流次数对迭代返工时间的影响规律,从而为缩短产品开发过程中任务的迭代返工时间和总执行时间提供了理论参考。以某机械产品的开发项目为例,验证了模型的有效性。     

神舟飞船项目进度管理系统研究

在分析神舟飞船计划评审技术的基础上,针对项目进度瓶颈识别问题,提出包括项目进度管理不确定性、贝叶斯网络、计划评审技术和重要度的技术路线.抽取神舟飞船项目进度管理的特点,扩展贝叶斯网络,提出一种基于有向无圈图和概率分布的计划评审技术贝叶斯网络模型框架,分析模型的基本性质:基于传统重要度理论,提出神舟飞船项目瓶颈重要度,研究瓶颈识别决策过程;根据神舟飞船项目进度优化目标,分析瓶颈存在的问题,提出相应的优化思路,为神舟飞船设计师进行有效的项目管理提供技术支撑,实现降低成本、缩短工期和提高质量的目标.     

基于设计结构矩阵的复杂产品开发项目规划模型

提出了基于设计结构矩阵的复杂产品开发项目规划模型,包括采用返工概率设计结构矩阵模型来描述产品开发子项目内部任务的串行迭代关系,以及计算由于迭代造成任务工期的增加量对子项目实施周期的影响;在子项目设计结构矩阵模型的基础上建立项目整体(包含多个子项目)的设计结构矩阵模型,并结合分区操作计算项目的总周期.通过仿真可以识别和量化子项目内部任务的串行迭代对项目周期的影响,预见项目周期,找出影响项目周期的关键子项目和关键任务.     

施工机械设备的可靠性预测

工程施工过程中,施工机械设备可靠性的高低直接决定了工程完工的速率和品质.基于此背景,假设设备的运行状态只与现在有关,而与过去的状态无关,那么设备的状态变化过程就具有马尔可夫性.运用马尔可夫链的理论与方法,对施工机械设备运行的可靠性进行预测,在此基础上提出相应的检修策略模型,从而为马尔可夫链模型的实际应用拓广了范围.     

基于隐马尔可夫的网络控制系统稳定性分析

讨论了一类具有随机通信时延的网络控制系统的建模及稳定性分析,其中网络诱导时延受控于一概率分布未知的马尔可夫链,其概率分布可通过Baum-Welch算法计算.基于隐马尔町夫模型理论,将采用状态反馈的闭环网络控制系统建模成跳变线性系统,给出了这类网络控制系统随机稳定的允分条件,并将状态反馈控制器的求解问题转化为线性矩阵不等式的解的问题.最后,通过一个仿真算例说明了上述判定系统稳定性条件的有效性.     

基于Pareto排序和混沌加权的多目标项目调度

为综合考虑资源约束型项目调度问题的多个调度目标,有效获得该问题的近似非支配解集,建立了一种综合考虑可更新资源稳定性和工期的双目标项目调度模型。提出了一种基于Pareto排序和多目标混沌加权相结合的遗传算法,其中个体编码采用双链表结构,分别代表任务的执行顺序和执行模式,初始种群的生成包括随机生成和依据任务特性确定执行模式两种方式,设计了个体交叉和自适应变异算子,研究了基于Pareto排序法和基于多目标混沌加权法的个体适应度计算方法以及不可行解的修复和惩罚策略。利用项目调度问题算例库对该算法进行测试,数值测试结果验证了算法的有效性。     

带有活动重叠的多模式资源受限项目调度问题

为了缩短项目工期、优化资源利用效率,研究了带有活动重叠的多模式资源受限项目调度问题,构建了活动重叠—返工时间因子矩阵,对多模式下的活动重叠和返工时间进行了完整的数学描述,以最小化项目工期为目标,建立了带有活动重叠的多模式项目调度优化模型;设计了改进的遗传算法并对问题进行求解,在经典的双链编码遗传算法的基础上,设计对初始种群活动链的预处理阶段以加速算法的求解效率,并针对多模式活动重叠问题设计了专门的解码方法。通过实验研究验证了该算法较其他方法具有更好的求解能力和表现,以一个小规模算例演示了模型在处理工期缩短问题上的有效性。通过全因子实验设计分析了问题参数对缩短项目工期的影响,为项目管理者确定项目调度方案提供了决策依据。     

多工作日历下的大型工程项目多目标任务指派优化方法

为解决多工作日历下大型工程项目任务指派问题,提出一种多目标优化方法。建立了以项目工期最短、成本最低为优化目标,考虑多工作日历约束的大型工程项目多目标任务指派优化模型;提出基于多工作日历的时间推算方法,解决了多工作日历下工程项目任务指派的关键问题。设计了带精英策略的快速非支配排序遗传算法求解优化模型,其中编码采用基于承包商号的整数编码方式,交叉操作采用两点交叉方式,变异操作采用单点变异方式。种群初始化采用拒绝策略以保证个体可行性,变异过程采用修复策略以保证子代个体的可行性。解码操作根据各任务被指派的承包商号数组,在任务成本数组中查出任务成本,对各任务成本求和得到项目成本;在任务时间数组中查出任务时间,基于关键路径法采用正向推算函数FC得到各任务最早开工时刻、最早完工时刻,进而求出项目工期。进化结束后将所得到的Pareto解集存入工作表"Pareto解集",当决策人员双击某个Pareto解时,算法基于关键路径法采用正向顺推函数FC和反向逆推函数IC得到其对应的调度矩阵。通过案例分析验证了所提方法的有效性。     

资源受限的离散时间/成本平衡问题及其遗传算法求解

针对现代企业中多数项月主要使用可更新资源的特点,对经典离散时间/成本平衡问题进行了扩展,提出一种资源受限的离散时间/成本平衡问题模型.该模型参考了资源受限项目调度问题,强调了可更新资源的利用.基于可更新资源和不可更新资源计算项目成本,为每个项目活动引入压缩执行方式,在压缩执行方式下,加大不可更新资源的投入,可以缩短项目工期.根据模型的特点,提出一种求解该模型的改进遗传算法,并验证了算法的有效性.最后,通过计算工期底线问题,绘制时间/成本曲线,并基于计算结果讨论了该模型的优越性.     

带批量储运环节的装配制造系统建模与分析

同时包含装配单元及物料储运环节的定制型装备制造系统,由于装配工序的同时性约束和物料的随机批量运输之间存在耦合作用,用传统的建模方法描述时容易产生状态空间的维数灾难。为此提出一种基于带阻塞的有限缓存开排队网建模方法。基于连续时间马尔可夫链的原理,建立了系统各节点对应的状态空间模型及状态转移平衡方程。应用迭代算法求解状态转移平衡方程组,获得系统各稳态状态的概率分布,并给出系统性能指标值的计算方法。最后进行算例求解并与仿真模型的结果进行比较分析,验证了状态空间分解法求解模型的精确性,从而为系统资源的优化配置提供了基础。