基于MAS的多模式分布式资源约束多项目调度

针对实践中分布式多项目的活动往往具有多种执行模式,提出多模式分布式资源约束多项目调度问题。在项目动态到达环境下,考虑活动不同的执行模式,以工期最短和多项目延期成本最小为目标分别构建局部单项目调度模型和全局多项目决策模型,采用改进变邻域搜索算法求解初始局部调度计划,并设计基于模式调整的全局协商调度算法求解全局决策模型,通过双层算法实现分布式多项目调度中局部单项目调度与全局多项目调度系统性协调,减少项目中断和多项目延期成本。基于构建的多模式测试集进行的多项目数值实验表明：本文设计的双层算法可有效求解多模式分布式多项目调度问题,并且对不同规模问题求解具有良好的适应性。     

基于随机活动工期的多模式现金流均衡项目调度优化

承包商在项目执行过程中的现金流均衡是保证项目成功的关键因素。本文研究基于随机活动工期的多模式现金流均衡项目调度问题,旨是在项目工期及鲁棒性阈值约束下合理安排活动执行模式与开始时间,实现承包商现金流均衡。本文通过构建整数规划优化模型对研究问题进行刻画,随后设计模拟退火算法进行求解,最后进行案例分析。结果表明:鲁棒性阈值虽然可以保证基准进度的稳定性,但是提高鲁棒性阈值水平反而不利于承包商的现金流均衡,该值过高时甚至得不到可行解。本文研究可为随机活动工期背景下承包商的现金流控制提供定量化决策支持。     

基于随机活动工期的现金流动态均衡前摄性与反应性项目调度优化

承包商的现金流动态均衡对不确定条件下项目的顺利实施有重要影响。作者研究基于随机活动工期的现金流动态均衡前摄性及反应性项目调度问题,目标是在随机活动工期条件下,为承包商生成现金流均衡基准进度,并根据执行过程中的实际情况,动态地对其进行反应性调整。首先,通过建立前摄性调度优化模型生成基准进度,并提出两个反应性调度策略对其进行调整。其次,为以上诸模型的求解设计了模拟退火和禁忌搜索相结合的混合算法tabu-SA。最后,针对前摄性调度模型,在随机生成的算例集合上对算法进行测试,并进行大规模仿真实验。研究结果可以为随机活动工期下承包商保持现金流动态均衡、确保项目顺利实施,提供定量化决策支持。     

基于活动延期风险加权时差的资源受限项目调度鲁棒性度量

在项目调度鲁棒性研究中,当活动出现延期风险时,由于各活动性质不同,其延期风险权重也不同,权重越大的活动越有可能影响项目的完工时间。针对资源受限项目调度问题,提出一个基于活动延期风险加权时差的鲁棒性度量新指标。在出现不确定因素干扰时,该指标不仅考虑了活动延期风险权重的影响,同时为实现时差在多个任务之间的共享,还考虑了紧前任务数量的影响。建立一个以加权时差最大化为目标的资源受限项目调度鲁棒优化模型,并针对模型特点,设计了基于禁忌搜索的模拟退火算法。最后,通过算例验证了该度量方式和算法的合理性和有效性,对比分析结果表明所提出的指标优于现有的度量指标,较好地满足了项目调度质量鲁棒性的要求。     

考虑时间和油耗的拖轮多目标优化调度研究

进出港口的大型船舶需向港口申请拖轮协助以进行靠离泊作业。拖轮调度是港口重要的计划事项之一。针对拖轮调度过程中需要平衡完工时间和油耗量以提高港口服务水平和降低拖轮公司经营成本的问题，本文以最小化拖轮最大完工时间和最小化拖轮总油耗量为目标，构建了混合整数规划拖轮多目标优化调度模型。模型还考虑了潮汐港口大量船舶在潮水期间集中进出港的特点，并根据拖轮在调度过程中的不同状态分类计量其产生的油耗量，以使模型更接近实际状况。为求解模型，运用了带有精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II),算法采用一维实数编码，以事件建模思想设置适应度函数，并结合拖轮调度特点设计了遗传算子，求得的Pareto前沿解和算法对比验证了该算法的有效性。最后，以广州港港口拖轮调度实际运作数据作为算例，验证了模型的可行性与有效性，为港口拖轮调度计划提供了决策依据。     

带有资源柔性约束的max-NPV分布式多项目调度问题

现有的分布式资源约束多项目调度问题研究中,假定全局资源限量在多项目工期内不可突破且多以工期为优化目标。针对此问题,考虑全局资源可从外部获取,以净现值为目标,构建带有全局资源柔性约束的分布式多项目调度问题的整数规划模型并设计有效的求解算法。首先,界定问题并确定项目现金流的计算方法;然后,针对求解问题的NP-hard属性,设计了遗传-模拟退火混合算法(GA_SA)求解此模型。最后,通过多组数值实验,设计不同算法与GA_SA算法进行比较,并分析了关键参数对多项目净现值的影响。结果表明,GA_SA算法具有较好的求解效果;与传统的全局资源刚性约束条件相比,全局资源柔性使用状态可以显著改善分布式多项目的收益绩效。     

随机活动工期下考虑缓冲成本及效用的融资费用最小化项目调度优化研究

巨额融资所带来的高昂融资费用，推高承包商的总成本，严重挤压其利润空间。承包商迫切需要对项目现金流进行优化，提高资金配置效率，降低融资费用。此外，为了应对不确定性干扰，承包商通常花费事前成本为活动添加时间缓冲，以保证进度计划稳定性，以减少事后变更和调整费用。因此，本文研究随机活动工期下考虑缓冲成本及效用的融资费用最小化项目调度优化研究，旨在为承包商生成具有一定鲁棒性的融资费用最小化基准进度。首先，界定研究问题并构建优化模型，在此考虑为活动插入时间缓冲所带来的成本及效用。其次，设计VNTS混合算法对模型进行求解，提炼相关性质以提高算法搜索效率，并在算例集合上进行算法测试。最后，通过案例对本文研究进行说明。研究结果可以为随机活动工期下承包商控制融资费用、提高项目收益，提供定量化决策支持。     

考虑多阶段共用平行机特征的拖轮作业模式优化

在对拖轮调度问题进行分析的基础之上,将拖轮调度问题归结为一类具有多阶段共用平行机器特征的多处理器任务调度问题。建立了考虑靠泊与停泊两阶段、考虑切换时间的拖轮调度优化模型,并设计了启发式规则与模拟退火相结合的混合算法(HSA)求解该模型。通过运用所设计算法求解仿真算例,并将其结果与三种基于现行调度规则的调度方案进行比较,验证了模型与算法的高效性。基于此,对不同拖轮数量状态下的调度研究结果显示,拖轮总作业时间与平均单艘拖轮作业时间二者存在着一定的矛盾性;并指出采用拖轮适时返回停泊基地的作业模式,可有效地降低拖轮作业时间,进而提高有限拖轮资源的利用率,实现节能减排、绿色运输。     

不确定环境下基于时间、费用及鲁棒性权衡的多目标项目调度优化

项目调度中的时间和费用是两个重要的指标,而在不确定环境下进度计划的鲁棒性则是保证项目平稳实施的关键。本文研究不确定环境下的多目标项目调度优化问题,以优化项目的工期、鲁棒值和成本为目标安排各活动的开始时间。基于此,作者构建多目标项目调度优化模型,将模型分解为三个子模型分析目标间的权衡关系,然后设计非劣排序遗传算法进行求解,应用精英保留策略和基于子模型权衡关系的优化策略优化算法,进行算法测试和算例参数敏感性分析。最后,应用上述方法研究一个项目实例,计算得到非劣解集,实例的敏感性分析结果进一步验证了三个目标间的权衡关系,据此提出资源的有效利用策略。本文的研究可以为多目标项目调度制定进度计划提供定量化决策支持。     

考虑序列设置时间的混合流水车间多目标调度研究

基于混合流水车间多品种的特性,序列设置时间和工序跳跃是很多车间在调度时需要考虑的两个重要问题,论文充分考虑这两种生产约束,建立了以最大完工时间和负荷均衡指标为双目标的混合流水车间多目标调度数学模型,并运用改进的NSGA-II算法对基于实际企业生产数据假设的算例进行仿真求解,结果表明求解的调度方案符合实际需求,能够为企业的实际调度提供有效的方案。     

多车场有时间窗的多车型车辆调度及其禁忌算法研究

本文针对物流配送中的多车场车辆调度问题提出了两种多车场的处理方法，介绍了多车场车辆调度问题中容量、时间窗、多车型等多种约束的处理方法，并且根据具体约束情况设计了禁忌算法，对多车场有时间窗的多车型车辆调度问题加以实现，给出了一个具有代表性的算例试验结果和结果分析，通过试验表明了此方法对优化有时间窗的多车型车辆调度问题的有效性．     

项目多技能人力资源指派与调度混合算法

研究多技能人力资源在项目活动上的指派与调度问题.首先,从问题特点出发,把原始问题分解为指派问题子模型和调度问题子模型.然后,对项目活动间的重叠关系进行识别,将其转化为对指派问题的有效约束,构建数学规划与约束规划相结合的混合算法对问题求解,并采用CPLEX编程实现.研究表明,算法可有效缩减指派问题的可行域,快速地找到问题的近优解,从而提高多技能人力资源的使用效率,是求解项目多技能人力资源指派与调度问题的一个有效方法.     

基于拍卖谈判机制的分布式多技能多项目调度

求解分布式多项目调度问题的关键是设计有效的资源协调机制以解决项目间的全局资源冲突。当全局资源为多技能人力资源时,调度项目活动开始时间的同时还需要满足“活动-技能-资源”的匹配关系,从而为多项目制定高质量的调度计划与全局资源指派方案。基于多Agent系统,建立局部调度优化与全局协调决策的双层模型;采用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;以人力资源各时段的使用权作为拍卖品,设计考虑人力资源多技能异质特点的拍卖谈判机制协调全局资源冲突。改编MPSPLIB算例集并开展实验研究,研究结果表明：本文设计的拍卖谈判机制与改进的遗传算法相结合可以有效协调不同规模问题的全局资源分配;拍卖谈判机制在测试问题集上的求解结果优于序贯博弈谈判机制;问题规模越大或资源冲突程度越强,项目协调调度难度越大,全局资源分配过程越复杂。     

具有学习-遗忘效应的半导体批调度问题研究

半导体生产制造系统具有大规模、工艺繁杂、随机性大、可重入等显著特点。以半导体最终测试阶段批处理调度为基础,把学习-遗忘效应应用到典型半导体批调度问题中,构建基于学习-遗忘效应的批调度模型。分别结合调度问题和调度模型对双层算法(粒子群算法&萤火虫算法)进行设计,通过仿真实验检验了双层算法在求解具有学习遗忘效应的批调度模型方面的可行性和有效性,并对比分析以最大完工时间为优化目标的实验结果,探讨学习遗忘效应对半导体批调度问题的影响程度,对实际半导体生产具有重要指导意义。     

改进的布谷鸟算法求解考虑运输时间的分布式柔性流水车间调度问题

针对分布式制造环境下多车间调度问题特点,结合企业实际生产情况,考虑相邻工序间的运输时间,建立以最小化最大完工时间为优化目标的分布式柔性流水车间调度模型,提出一种改进布谷鸟算法用于求解该模型。算法改进包括设计了一种基于工序、车间和机器的三层编码方案;根据问题特点设计了混合种群初始化策略以提高种群质量;改进了布谷鸟搜索操作使其适用于求解该模型;设计了一种种群进化策略以提高算法收敛速度及解的质量。最后通过仿真实验,与多种算法对比,验证所提算法的有效性和优越性。     

考虑返修的建设项目时间-成本-质量问题

当施工过程中质量不达标需要返修以改进项目质量,但相应地会影响项目工期和成本。本文基于经典多模式资源受限项目调度问题构建一种新的非线性规划模型,目标为项目成本最小和工期最短,其中项目成本考虑返修成本以提高项目质量。首先,使用二元非独立正态分布函数描述活动质量,根据活动间的串联或并联关系定义隐蔽工程质量为活动质量的函数。其次,本文提出一种基于NSGA的混合蛙跳算法,采用串行进度产生方案和调整的活动列表编码,其中蛙跳过程结合了遗传算法中的交叉操作和基于置换的局域搜索。最后,整个模型算法应用于框架铁路立交桥施工项目,验证本文算法性能在支配解数量和质量上都优于标准NSGA。     

基于多目标规划的飞机路径恢复最优化算法研究

本文针对同一机场中同机型的多架飞机受到干扰后, 飞机路径恢复的多目标最优化问题进行研究。首先根据航空公司实际航班调整的常用原则和航班干扰管理的基本思想, 基于连接网络建立多目标规划模型, 其中两个目标按照优先级排列:第一个目标为最小化航班的最大延误时间, 第二个目标为最小化参与交换的飞机数量。然后根据该问题的航班波结构特点, 结合求解多目标规划的分层序列法, 分析优化问题的若干最优性质, 并基于快速排序算法和最小费用路算法设计出多项式算法。最后用算例验证了算法的有效性。该研究结果可以为航空公司减少航班延误提供理论和技术支持。     

一类有时间窗口约束的多资源动态调度模型与方法

含时间窗口的多资源调度，是一个包括资源分配和时间窗口分配的两阶段优化过程。在初始调度方案执行过程中，由于新的任务需求的到达，需要对初始方案进行调整．以使整个调度方案最优。本针对这种情况，分析了该问题中的主要约束条件．建立了含时间窗口的多资源动态调度模型，给出了一种启发式迭代修改求解方法；并以含时间窗口的多机调度问题为例．对模型和算法进行了验证。     

柔性工期下的资源受限项目调度双目标优化研究

在项目调度过程中,活动工期应根据项目截止工期以及资源供给情况进行合理设置,而在传统的资源受限项目调度问题(RCPSP)中,活动的工期往往是已知且固定的,这在一定程度上限制了项目调度的灵活性。多模式下的项目调度方式虽然弥补了这一缺点,但其提供的工期-资源组合种类固定且有限,并不一定能保证包含最优的工期-资源组合。本文将活动工期作为项目调度问题的决策变量,允许其在一定范围内取值。这种柔性工期调度方式虽然增加了项目调度难度,但提高了项目调度灵活性,同时可以起到压缩项目完工时间的作用。为验证柔性工期调度方式对项目工期和成本的影响,本文建立了工期-成本双目标权衡优化模型,设计了两阶段嵌套算法(NSGAⅡ-RS)对其求解,实验证明,柔性工期调度策略是一种鲁棒性较好的项目完工时间压缩策略。     

基于交通流的多模糊时间窗车辆路径优化

研究了基于交通流的多模糊时间窗车辆路径问题,考虑了实际中不断变化的交通流以及客户具有多个模糊时间窗的情况,以最小化配送总成本和最大化客户满意度为目标,构建基于交通流的多模糊时间窗车辆路径模型。根据伊藤算法的基本原理,设计了求解该模型的改进伊藤算法,结合仿真算例进行了模拟计算,并与蚁群算法的计算结果进行了对比分析,结果表明,利用改进伊藤算法求解基于交通流的多模糊时间窗车辆路径问题,迭代次数小,效率更高,能够在较短的时间内收敛到全局最优解,可以有效的求解多模糊时间窗车辆路径问题。