基于随机活动工期的资源约束项目鲁棒性调度优化

项目进度计划的鲁棒性对于不确定条件下项目的顺利实施具有重要影响. 作者研究具有随机活动工期的资源约束项目鲁棒性调度问题, 目标是在可更新资源和项目工期约束下安排活动的开始时间, 以实现项目进度计划鲁棒性的最大化. 首先对所研究问题进行界定并用一个示例对其进行说明. 随后构建问题的优化模型, 设计禁忌搜索、多重迭代和随机生成三种启发式算法. 最后在随机生成的标准算例集合上对算法进行测试, 分析项目活动数、 项目工期和资源强度等参数对算法绩效的影响, 并用一个算例对研究进行说明, 得到如下结论: 禁忌搜索的满意解质量明显高于其他两种算法; 当资源强度或项目工期增大时, 平均目标函数值上升, 禁忌搜索的求解优势增强. 研究结果可为不确定条件下项目进度计划的制定提供决策支持.     

基于DSM的研发项目流程多目标仿真优化

分析了复杂产品研发项目中流程结构的不确定性,采用设计结构矩阵对其进行仿真建模,并将设计结构矩阵调度策略嵌入仿真模型,建立了同时最小化项目工期和成本的多目标优化模型.提出了一种基于设计结构矩阵仿真与非支配排序遗传算法的混合优化算法,获取研发项目流程多目标优化的Pareto最优解.以某飞机初步研制项目流程为研究算例,验证了混合优化算法的可靠性和有效性,并对获得的最优流程结构进行了深入的仿真评价与分析。     

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。     

可更新资源受限的工期-费用权衡问题及粒子群算法

传统离散时间-费用权衡项目调度问题(DTCTP)中,可更新资源约束被忽略,将可更新资源约束引入DTCTP模型,形成可更新资源受限的工期-费用权衡项目调度问题(RRCDCTP)。在活动执行模式中增加可更新资源需求量,并考虑项目执行中的单位工期的可更新资源限量约束,基于可更新和不可更新两类资源的使用量计算活动费用。根据模型特点,提出一种求解该模型的粒子群优化算法。实例验证结果表明,当存在可更新资源约束时,在相同总费用预算约束下,RRCDCTP获得的最优项目工期比DTCTP获得最优工期长;同时,可更新资源限量越小,最优调度计划中具有浮动时差的活动数越少。     

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.     

基于伪并行SPEA2算法的多目标鲁棒PID优化设计

现有的PID参数优化方法往往难以同时兼顾系统对快速性、稳定性与鲁棒性的要求,本文针对这一缺陷,提出了一种多目标PID优化设计方法--在满足系统的鲁棒性的前提下,以超调量、上升时间和调整时间最小作为多目标优化的子目标,并将强度Pareto进化算法(SPEA2)与并行遗传算法(PGA)相结合对其求解.该算法求得的Pareto最优解分布均匀、收敛速度快、寻优能力强,决策者可根据实际系统的要求在Pareto解集中选择最终的满意解,这为快速性、稳定性与鲁棒性的权衡分析提供了有效的工具.仿真结果表明设计方法的有效性和优越性.     

关键链项目进度计划的鲁棒优化的研究

针对任务工期不确定程度较大的资源受限的关键链项目进度计划问题,提出了求解该问题的鲁棒优化数学模型。在传统关键链项目进度计划模型的基础上,针对该鲁棒优化模型设计了遗传算法。通过基于顺序表示的遗传基因编码方式,形成随机优先权列表,以保证初始种群的多样性。通过三角模糊数描述任务的持续时间,进而获得相应情景的任务工期向量和该情境下的发生概率。应用该模型对项目实例进行求解,分析表明,所求得的关键链进度计划能够有效应对任务工期不确定性导致的随机差异,具有较强的鲁棒性。另外,决策者通过调整模型中目标函数以及约束函数中的参数,可以有效平衡解的可行性和最优性,有助于决策者根据风险偏好选择合适的进度计划。     

不确定环境下舰载机保障预反应式动态调度优化

针对舰载机机务勤务保障过程中的不确定性和动态特性,研究舰载机保障预反应式动态调度优化问题。在预调度阶段设计双种群遗传算法,融合左右种群双向对齐迭代技术提高解的全局最优性,结合设定的保障期限求得带有工期保护缓冲的鲁棒性预调度方案。在反应性调度阶段,建立以最小化保障完工时间和最小化调度调整损失成本为目标函数的反应性调度模型,设计针对单一个体的自适应分层双目标变邻域优化算法,对预调度方案进行局部调整,优化反应性调度的效率和稳定性。提出5种不同反应性调度调整策略,对多种扰动类型下的不同保障机组的预调度方案进行局部调整和分析。为不确定环境下舰载机基准预调度计划的制定和反应性调度方案的调整提供了决策支持。     

基于模型的多目标优化问题方法研究

基于模型的多目标优化方法目的是创新一种通过黑箱评估的多目标函数优化算法,该算法从解空间上的混合分布中迭代生成候选解,并根据采样解的控制数来更新混合分布,求解过程的搜索偏向于Pareto最优解的集合。算法在解空间上寻找混合分布,使得混合分布的每个分量都是以帕累托最优解为中心的简并分布,并且每个预计的Pareto最优解都通过一个阈值距离均匀地分布在Pareto最优解集上,实验通过几个基准函数和方法证明了该算法的性能。     

基于合成事件技术的项目群甲供非商品化资源的配置优化

甲供非商品化资源(the Non-Commercial Resource Provided by Employer, NCRPE)是项目群建设的瓶颈资源，它对业主投资和进度具有重要影响。首先，基于传统的资源优化理论与方法，综合考虑因非关键合同项目的时差使用所致的工期延误风险，研究并构建了以NCRPE的风险型费用现值最小为目标的优化模型，并引入了用于计算风险的合成事件技术；其次，设计了混合粒子群算法求解此模型；最后，开展X项目群的案例分析，计算得到最优解，并对比了最优资金费用现值方案、最早时间开工方案、最晚时间开工方案与传统资源均衡方案的结果。研究结果表明：最优费用现值方案不仅能够实现费用现值最小，同时还能在一定程度上确保项目群较高的完工概率和较低的工期延误风险。研究成果为业主制定项目群NCRPE的配置计划提供了一种新思路。     

随机工期下反应性多模式项目调度优化

在活动工期随机中断下,通过衡量成本、鲁棒性及完工时间3类目标和两种资源分配的不同组合下,获得的反应性策略对项目调度过程中损失成本、完工时间及中断次数等方面的影响,以确定不同情况下的最优调度策略。首先对该问题进行界定,并构建问题的优化模型;设计遗传禁忌混合搜索启发式算法对模型进行求解并得出结论:遗传禁忌混合算法要优于单纯的遗传或禁忌算法;采用基于成本目标的策略可以显著降低项目反应性调度成本;在不确定度较低的环境下,传统的进度生成方式要优于随机进度生成方式。     

带有活动重叠的资源受限项目调度问题建模与求解

在新产品研发项目中,常常通过活动重叠缩短工期,但是重叠会带来返工风险,进而造成额外的时间和资源的消耗.将活动重叠分为自然重叠和强制重叠,采用设计结构矩阵、紧前重叠活动时间因子矩阵、紧后重叠活动时间因子矩阵和重叠返工影响矩阵量化重叠返工对时间和资源的影响.以最小化研发项目工期为目标,建立了带有活动重叠的资源受限项目调度问题优化模型,并设计了改进的遗传算法进行求解.该算法采用基于优先规则的编码机制,并将考虑活动重叠的进度生成机制作为解码方法.实例研究结果表明,提出的考虑活动重叠的模型与算法,不仅可以缩短项目工期,而且同时使项目资源的使用更加均衡.最后在随机生成的算例集合上测试了算法的有效性.     

基于改进关键链方法的MRCPSP的鲁棒性优化

针对鲁棒性项目调度理论研究集中在单模式领域这一现状,通过对关键链方法的改进,构建了多模式资源受限项目调度鲁棒性优化模型.其中,对关键链方法的两个核心问题进行了改进:提出了非关键链识别的准则,采用不同的影响系数对缓冲区间的设置进行了修正.同时,在综合考虑了关键链方法特点,任务的多种模式以及资源消耗稳定性需求基础上设计了鲁棒性指标,并构建了基于鲁棒性目标的关键链多模式资源受限项目调度模型.通过多组算例验证显示调度计划的鲁棒性显著提高,证明了模型的有效性.     

改进非支配排序遗传算法求解多目标Agent联盟

采用典型多目标进化算法-NSGA-II对从任务角度进行抽象建模所得到的Agent联盟模型进行生成优化,并针对Agent联盟生成存在的特点,将Pareto最优概念与多目标优化相结合对NSGA-II算法进行改进,从而实现兼顾联盟收益、开销、时间约束等多个目标。仿真对比实验结果表明,算法运行一次可以获得多个Pareto最优解,为各个目标之间权衡分析提供了有效的工具,在满足性能要求下,可为联盟生成提供满足多个设计目标的全局优化方案,对联盟实际应用具有借鉴与应用价值。对联盟实际应用具有借鉴与应用价值。     

基于资源流网络优化的鲁棒性项目调度

针对项目执行过程中由于活动拖期导致基准调度计划不断变更的问题,从资源分配的角度构建基于资源流网络优化的鲁棒性调度计划。首先设计拖期惩罚成本指标来衡量调度计划的鲁棒性,并构建以拖期惩罚成本最小化为目标的资源流网络优化动态模型。针对该模型设计MTPC资源流网络优化算法,该算法以活动为基准,采用拖期惩罚成本最小的资源分配方案实现资源在活动节点之间的有效流动,提升调度计划的鲁棒性。最后,为验证MTPC优化算法的有效性和可行性,通过采用蒙特卡罗模拟仿真实验将MTPC优化算法与RRAS,Min-EA和MABO等3种资源分配算法进行对比分析。实验结果表明:MTPC算法在调度计划的鲁棒性,资源分配方案的稳定性以及算法的时间效率上都优于其他3种算法。MTPC算法不仅能快速有效地完成资源配置,还能通过降低活动的拖期风险提升调度计划的鲁棒性,这可以帮助项目管理者构建抗干扰能力较强的基准调度计划。     

基于资源流网络优化的鲁棒性项目调度

针对项目执行过程中由于活动拖期导致基准调度计划不断变更的问题,从资源分配的角度构建基于资源流网络优化的鲁棒性调度计划。首先设计拖期惩罚成本指标来衡量调度计划的鲁棒性,并构建以拖期惩罚成本最小化为目标的资源流网络优化动态模型。针对该模型设计MTPC资源流网络优化算法,该算法以活动为基准,采用拖期惩罚成本最小的资源分配方案实现资源在活动节点之间的有效流动,提升调度计划的鲁棒性。最后,为验证MTPC优化算法的有效性和可行性,通过采用蒙特卡罗模拟仿真实验将MTPC优化算法与RRAS,Min-EA和MABO等3种资源分配算法进行对比分析。实验结果表明：MTPC算法在调度计划的鲁棒性,资源分配方案的稳定性以及算法的时间效率上都优于其他3种算法。MTPC算法不仅能快速有效地完成资源配置,还能通过降低活动的拖期风险提升调度计划的鲁棒性,这可以帮助项目管理者构建抗干扰能力较强的基准调度计划。     

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.     

用多目标动态规划求解拆卸序列的Pareto最优前沿

针对拆卸序列多目标优化问题，考虑拆卸任务先后顺序约束，提出基于改进的与/或图(Transformed AND/OR Graph, TAOG)和基于Pareto占优概念的多目标动态规划(Multi-Objective Dynamic Programming, MODP)求解方法。与其他多目标优化方法相比，MODP不需要调整计算参数和考虑参数变化对解的影响，并可获得问题的Pareto最优前沿，是求解拆卸序列多目标优化问题的精确算法。通过求解算例，验证了提出方法的可行性和高效性。     

带有多重空间干涉约束的工程调度优化

工程活动的空间干涉会延迟活动进度,降低活动质量,甚至引发事故,威胁员工的生命安全。针对这一问题,研究考虑多重空间干涉的工程调度优化问题。对工程中的空间资源和空间冲突进行系统地分类,建立带有多重空间干涉约束的工程调度优化模型并设计一种求解该问题的启发式算法——禁忌模拟退火算法。分别例举一个现实的工程案例和随机生成的算例群进行计算实验,结果表明,算法能快速生成项目调度计划方案,有效避免或减少多重空间干涉并尽可能地缩短工期,为工程管理者提供决策支持。     

带有多重空间干涉约束的工程调度优化北大核心CSCDCSSCI

工程活动的空间干涉会延迟活动进度,降低活动质量,甚至引发事故,威胁员工的生命安全。针对这一问题,研究考虑多重空间干涉的工程调度优化问题。对工程中的空间资源和空间冲突进行系统地分类,建立带有多重空间干涉约束的工程调度优化模型并设计一种求解该问题的启发式算法——禁忌模拟退火算法。分别例举一个现实的工程案例和随机生成的算例群进行计算实验,结果表明,算法能快速生成项目调度计划方案,有效避免或减少多重空间干涉并尽可能地缩短工期,为工程管理者提供决策支持。