Online algorithms for scheduling two parallel machines with a single server

We consider an online scheduling problem on two identical parallel machines with a single server. Jobs arrive one by one and each job has to be loaded by the server before being processed on one of the machines, and unloaded immediately by the server after its processing. Both loading and unloading times are equal to one time unit. The goal is to minimize the makespan. For the variant of the problem involving both loading and unloading operations, we present an online algorithm with competitive ratio of 5/3. For the variant with loading operation only, we show that the competitive ratio of list scheduling is at least 8/5 and provide an improved online algorithm with competitive ratio of 11/7. Finally, we discuss the lower bounds for these problems. We show that both variants have a lower bound of 3/2. Furthermore, we show that the lower bound of the first variant is at least 8/5 if the online algorithm satisfies a certain constraint.     

网格环境下的静态启发式任务调度算法

针对网格环境中应用程序常为复杂的计算密集型的并行分布式应用程序,提出了一个新的基于复制和插入的启发式任务调度算法(duplication-and-insertion-based scheduling,DIBS),可以同时执行多个应用程序,利用决定路径对任务进行排序,缩短了应用程序总的执行时间,该算法还平衡了处理器间的负载.实验结果表明,该算法更加符合网格的复杂环境,能够更好地满足不同用户的实际需要.     

瓶颈指向的启发式算法求解混合流水车间调度问题

针对以最小化时间表长为目标的复杂混合流水车间调度问题,提出了一种将机器布局和工件加工时间特征紧密结合的启发式算法.首先,充分利用各阶段平均机器负荷一般不相等的特点确定瓶颈阶段,构建初始工件排序.其次,针对在瓶颈阶段前加工时间较短而瓶颈阶段后加工时间相对较长的工件,在第1阶段优先开始加工.同时,在瓶颈阶段前的每一个阶段,每当有工件等待加工或同时完工时,优先选择瓶颈阶段前剩余加工时间最短的工件加工;在瓶颈阶段以及瓶颈阶段之后,则优先选择这台机器后剩余加工时间最长的工件加工.最后,采用工件交换和插入操作改进初始调度.用Carlier和Neron的Benchmark算例测试提出的启发式算法.将计算结果与NEH启发式算法进行了比较,平均偏差降低了0.0555%,表明这个启发式算法是有效的.     

用户QOS及系统指标指导的计算网格任务调度

针对网格环境中的动态性特点,特别是用户服务质量（QoS）需求的动态变化性,通过定义任务的效益函数来评估任务的多维QoS需求。同时为了兼顾任务完成时间、负载平衡等系统指标,引入系统效益的概念,给出负载平衡度的定义用来指导调度及评价调度性能。针对一组具有QoS需求的相互独立的计算任务提出一种用户QoS及系统指标指导的计算网格任务调度算法——UQSI。模拟实验结果显示,该算法能较好地满足用户的多维QoS需求,更加适合开放复杂的网格环境。     

计算密集型与数据密集型混合网格作业调度算法

针对计算密集型作业与数据密集型作业混合情况,在一个作业有时间限制的动态环境中,对传统的网格作业调度方法进行扩展,提出了三种网格作业调度启发式算法:Emin min、Ebest、Esufferage。并在一个由多个Cluster组成的、通过高速网络连接的网格模型上,对三种算法进行验证。与Min min算法的比较结果显示：三种算法均优于Min min算法。与ASJS算法比较结果显示：Emin min减少了等待时间与作业的makespan; Esufferage算法以减少作业完成量为代价,减少了作业的等待时间及makespan; Ebest在完成作业数量上与ASJS基本保持一致,但却增加了作业的等待时间与makespan。总体上,Emin min具有比较大的优势。     

一类两阶段杂交流水作业的近似算法

讨论了一类两台机流水作业要求最后完工工件完工时间最早的排序问题.问题中每个工件包含两个加工任务:第1个任务可以在任何一台机器上加工,第2个任务只能在第1个任务完成后在第2台机器上加工.如果要求在加工同一个工件的两个任务时,两个任务之间不能有停顿,则称其为不可等待的模型,记作NSHFS.如果第2个任务可以在第1个任务完成后的任意时间加工,则称其为允许等待的模型,记作SHFS.对于SHFS模型,在魏麒和何勇工作的基础上给出了一种改进的最坏情况界为8/5的多项式时间近似算法.对于NSHFS模型,首先证明它是NP-难的,并且给出了一种最坏情况界为5/3的多项式时间近似算法.     

带负载均衡的混合算法求解分布式异构作业车间调度问题

针对以最小化最大完工时间为目标的分布式异构作业车间调度问题(DHJSP), 本文提出了一种新的混合遗传禁忌搜索算法. 首先, 综合考虑工厂的工件总负载与最大机器负载, 提出了一种新的工厂负载表达方式. 其次, 针对DHJSP总工序数不定的特性, 提出以最小化最大工厂负载为目标快速确定初始工件分配方案, 并验证了方法的高效性. 然后, 新设计了两种考虑负载均衡的单工件转移邻域结构, 根据工序调度的结果对工件分配方案进行局部搜索. 最后, 因DHJSP缺少标准算例和相关算法, 在分布式同构作业车间调度问题(DJSP)上与现有算法进行对比, 所提算法在TA算例的480个问题上更新了420个问题的最优解, 其余60个问题取得了同等最优解. 在随机生成的3个不同规模的异构算例中, 所提算法也均取得了较好解, 验证了所提方法的优越性.     

网格任务调度算法研究

网格任务调度算法是影响网格成功与否的关键技术之一。本文总结了网格计算系统的体系结构和特征,分析了网格任务调度算法的基本原理和性能指标,并对各种调度策略和算法进行了分类和比较。本文为网格任务调度的研究提供了很好的参考。     

求解车间调度问题的2阶段混合粒子群优化算法

针对车间调度问题,提出了一种2阶段混合粒了群算法(TS-HPSO).该算法在第1阶段为每个粒子设置较大的惯性系数w,同时去掉了粒子的社会学习能力,从而保证每个微粒在局部范围内充分搜索.第2阶段的混合粒子群算法以第1阶段每个粒子找到的最好解作为初始解,同时以遗传算法中的变异操作保证粒了多样性;为保证算法的寻优能力,对全局gbest进行贪婪邻域搜索.计算结果证明了本算法的有效性.     

A branch and bound algorithm for scheduling problem of a robot‐centered manufacturing cell

Abstract

An alternative formulation of the scheduling problem in a robot‐centered manufacturing cell has been described here, which was originally formulated by Lin et al. [7] as a mixed integer programming problem. An efficient procedure based on the branch and bound technique has been proposed. In order to reduce the complexity of the branching procedure, several sequencing rules [4] have been imbedded into the proposed procedure and an integrated algorithm has then been presented. The computational results have indicated the proposed algorithm to be efficient. Finally, conclusions and some suggestions are given.