项目多资源均衡——投资成本最小的混合整数线性规划北大核心CSSCI

从项目实施及投资主体的关注点出发,提出资源受限情况下的项目多资源均衡——投资成本优化的混合整数线性规划模型。从关键及非关键活动两部分活动量化项目资源需求,引进0-1变量即活动浮动变量,表示非关键活动的资源需求,借助辅助变量将含绝对值的资源均衡目标函数线性化;通过对资金的折现,提出最小化投资成本的目标函数,并按泰勒公式对其模糊线性化处理。综合资源均衡和投资成本目标函数,在活动浮动、网络逻辑及项目资源约束下,构建一种混合整数线性规划模型。通过PSPLIB标准问题库进行验证,结果表明,较单目标优化,综合优化能生成项目利益相关者均满意的调度计划,实现资源的平稳使用并有效利用项目投入资本。     

资源均衡问题的峰值最小化模型

将资源峰值作为资源均衡程度的一种度量,以资源峰值最小化为优化目标,分别建立了工序不可分拆、可分拆和有条件分拆的资源均衡问题的整数线性规划模型,通过算例和工程案例验证了模型的有效性,并给出了多种资源情形下资源均衡问题的序贯解法.所建模型不涉及关键路线的确定和非关键工序浮时的计算,且各种资源峰值表述相互独立,因而对部分资源用量受限和对工序开(完)工时间有特殊要求的广义资源均衡问题也有较好的适应性.     

基于粒子群算法的资源均衡

提出了将粒子群算法运用到型号研制项目资源均衡优化问题中的构想,建立了适用于资源均衡优化问题的粒子群算法模型,设计了基于非关键活动动态时差的资源均衡优化粒子群,构建了基于资源强度和活动实际开始时间的评价函数,给出了算法流程,并通过算例的计算分析,应用该算法得到的资源强度比初始方案的降低了88.38%,比P3软件及Project2002的结果分别降低了58.42%、74.48%,验证了该算法的可行性与有效性,同时还获得了若干个次优方案.     

一种求解二次分配问题的新方法

二次分配问题(QAP)是一种易于表述却难于求解的组合优化难题。将二次分配问题目标函数中的二次项线性化得到与原问题等价的(混合)整数线性化模型,是求解二次分配问题的重要途径,但二次分配问题线性化模型中庞大的变量和约束数,致使利用其求解较大规模的实例仍具有很大困难。通过松弛原有二次分配问题线性化模型中的约束,得到3个求解规模较小且较松弛的模型,提出了一种求解二次分配问题的新方法,并不仅从理论上证明了该方法的正确性,也从实验的角度说明了该方法较以往方法的优越性。     

模糊需求条件下的采购量分配优化模型

建立了模糊需求和价格折扣并存条件下采购量分配问题的模糊多目标混合整数规划模型.该模型的特点是:1)模型的约束条件中兼具确定性和模糊性;2)通过约束条件方程式准确地表现模糊性需求和价格折扣这两大假设条件.针对该模型的特殊结构,提出了一种适用的求解策略:首先,确定每个模糊目标和模糊约束条件的隶属度函数;然后,通过最大最小算子,将该模糊多目标混合整数规划模型转化为求解等价的多个单目标混合整数线性规划问题;最后,借助于两阶段算法,可以求得问题的最优解.此外,通过应用算例说明了模型的有效性和可行性.     

资源转移视角下的RCPSP鲁棒资源分配方法

为使项目在工期不确定环境下既能按计划稳定执行又能维持较低的成本,以项目鲁棒性和资源转移成本为优化对象,构建了一个鲁棒资源分配优化模型.引入一种开始时间关键度指标作为项目的解鲁棒性目标,不同于已有研究均采用基于活动的资源流描述,模型定义了基于资源的二元决策变量,以表示某一资源单元在项目活动之间的转移次序.结合遗传算法和模拟退火算法的优点,提出了遗传退火混合智能算法对模型求解,模拟实验结果证明了所提算法在寻优效果和收敛速度方面的优越性.最后通过真实项目案例,进一步验证了模型和算法的实用性与有效性.     

一种混合整数双层线性规划的全局优化方法

通过求得下层问题的对偶问题可行域上的极点,将上层所有变量为0 1型变量和下层所有变量为连续型变量的双层线性规划转化为有限个混合整数线性规划问题,从而用求解混合整数线性规划的方法获得问题的全局最优解.由于下层问题的对偶问题可行域只有有限个极点,所提出的方法具有全局收敛性.     

武器装备项目混合筛选方法探讨及应用

针对目前武器装备项目筛选方法主观性较强、科学性差的现状,提出了整合AHP多目标评价和0-1整数规划的混合筛选法。该方法在完善的评价指标体系下项目进行了综合评价,建立了基于0-1整数规划的优化选择模型,以被选项目的综合评价值之和作为衡量各种筛选目标函数下的筛选解优劣性的标准,拓展了综合评价的实际应用,便于进行定量的项目筛选。给出了进行筛选的方法步骤,通过应用到空军某次项目筛选,验证了该方法对筛选决策改进效果。     

基于工期分布和多资源约束的关键链缓冲区大小计算方法

提出了一种综合考虑活动工期风险、资源影响系数和非关键链剩余缓冲等影响因素的关键链缓冲区大小计算方法。综合考虑项目资源受限程度和活动资源需求强度对缓冲区大小的影响,提出了活动资源影响系数计算方法;基于活动的工期分布,采用蒙特卡洛仿真估计活动的安全时间;改进了非关键链剩余缓冲的确定方法,并且在计算项目缓冲时吸收剩余缓冲。通过算例分析和比较研究,验证了采用改进方法建立的关键链进度计划,可以合理降低工期风险对项目进度计划的影响,并有效地缩短项目计划工期。     

枢纽港投资方案与安全运输通道同步优化模型

针对西非大陆独特特性,考虑货主与港口经营者博弈、各枢纽港间相互关系以及西非地缘风险等因素的影响,基于用户均衡原理,以区域综合运输成本最低为目标,构建混合整数规划模型,协同优化枢纽港投资方案(包括枢纽港投资对象选择,投资港口数,投资额度)以及内陆安全通道设计方案.基于遗传算法提出一种遗传Frank-Wolf混合算法.计算结果表明,模型能够在考虑安全风险因素的要求下,同步优化枢纽港投资对象选择、投资额度以及相应的内陆安全运输通道网络.     

MINLP问题全局优化算法的研究

提出了一种求解混合整数非线性规划MINLP问题的混合优化算法GASimplex，由遗传算法模块GAsolver和单纯形算法模块SimplexSolver两部分组成。该算法首先确定MINLP模型的整数变量和复杂变量，使得固定这些变量后可以将原问题转化为一线性规划子问题，在此基础上应用GASolver实现对整数变量和复杂变量的优化，而其适应函数则可以通过求解编码对应的线性规划子问题SimplexSolver来得到。这样，一方面由于在遗传算法中引入了局部搜索过程，极大增加了GASimplex整体收敛速度，而且对于非凸的MINLP问题，可以在理论上保证得到解的全局最优性；另一方面，模型约束条件是通过SimplexSolver求解得到，故约束条件的存在—般不会增加遗传算法处理的复杂度，可有效的处理约束的MINLP问题。通过对一MINLP模型仿真分析，证明该算法不仅具有很决的收敛速度，而且能得到全局的次最优解，更适合处理一类复杂的MINLP问题。     

多无人平台持续作业调度问题

针对单无人平台因电池或燃料有限而不能完成持续时间超过其最大续航时间的问题,提出通过地理上分散的自动补给站支持的多无人平台持续作业,从而可完成长期或不间断任务的思想;提出混合整数线性规划模型形式化多无人平台系统的调度问题,使每个任务均有无人平台执行,而多无人平台的总距离及出行总成本最小化;最后,在Matlab 2014a下验证了模型的有效性,模型在优化目标目标函数的同时保证了无人平台的安全性。     

多无人平台持续作业调度问题北大核心CSCDCSSCI

针对单无人平台因电池或燃料有限而不能完成持续时间超过其最大续航时间的问题,提出通过地理上分散的自动补给站支持的多无人平台持续作业,从而可完成长期或不间断任务的思想;提出混合整数线性规划模型形式化多无人平台系统的调度问题,使每个任务均有无人平台执行,而多无人平台的总距离及出行总成本最小化;最后,在Matlab 2014a下验证了模型的有效性,模型在优化目标目标函数的同时保证了无人平台的安全性。     

热轧钢管主生产计划模型与算法研究

建立了热轧无缝钢管主生产计划问题的混合整数线性规划模型．该模型可归结为多阶段多产品带有能力约束的批量问题，但与传统批量问题存在以下不同：①充分反映了钢管企业与其它行业的不同工艺特点；②目标函数追求最大化现金流而不是最小化成本；③允许订单积压；④考虑库存能力约束；⑤忽略设置时间及成本。但引入了最小生产批量约束．鉴于该问题的NP难性，使用两种基于优化的启发式算法进行求解，并提出两条策略加以改进．     

基于租还车需求影响的共享单车调度问题研究

当用户前往共享单车站点租车而站点无自行车或用户还车而无空桩时,将发生未满足租车或还车服务,造成经营方收益损失.为了优化服务,以包含停运期和营运期、在停运期进行自行车静态调度的共享单车系统为研究对象,调度成本和未满足服务损失成本为目标函数,调度卡车启用、旅行路线及站点间车辆调度为决策变量,营运期站点在站自行车数量为状态变量,综合分析调度策略与站点间租还车需求相互作用引发状态变量变化的动态演化过程,分析调度活动的内在逻辑,构建非线性静态调度优化模型,提出一种线性化方法,将其转化为线性规划模型.然后,根据问题特性设计了一种可求解大规模问题的人工蜂群-贪婪算法.最后,应用数值算例对问题性质和算法性能进行分析,结果显示单位租还车损失成本和调度能力对调度优化效果有重要影响,人工蜂群-贪婪算法在求解大规模问题时具有一定优势.研究成果可为共享单车调度提供决策支持.     

多模式柔性资源约束型折现流项目进度问题研究

根据项目进度领域现有研究的不足，提出多模式柔性资源约束型折现流项目进度问题(MMFRCPSP-DCF)。柔性资源的引入放松了资源约束，扩展了活动模式的选择范围，从而可以在一般资源约束的基础上进一步优化项目进度，同时可以为承包商提供基于项目进度优化的资源租用或购买清单。从资源的柔性成本、完成各项事件的费用、业主的支付以及奖惩机制等方面对MMFRCPSP-DCF进行了分析，构建了以净现值最大化为优化目标的非线性整数规划模型，并通过算例对研究结果进行了验证。     

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。     

闭环供应链物流网络选址优化模型

借助于物流网络结构和混合整数线性规划,构建了一个综合考虑原材料供应地、生产商、正向仓库、顾客群、回收中心、逆向仓库和再制造商的单周期闭环供应链网络选址模型.该模型下,原材料供应地和顾客群需求为确定性限制条件,其他结点地址均根据闭环网络综合目标成本最小化准则进行选择,不但可以实现选址优化,又可以同时计算最优化流量分布.同时选择汽车行业对所构造模型进行了案例应用,并对废弃产品回收率进行敏感性分析.     

考虑光伏不确定性的工业园区光-储鲁棒优化配置

研究利用工业园区屋顶资源开发光伏项目并合理配置储能,有助于提升园区的用能经济性。为得到最优光-储配置方案,选取存在冷、热、电三种类型负荷需求的工业园区,在考虑光伏不确定性引起园区购电成本增加的背景下,以运行收益最优作为目标函数建立园区光-储鲁棒优化配置模型。该模型利用鲁棒优化理论中的盒式不确定集对光照强度进行处理,采用对偶优化理论将模型线性化。算例分析表明,合理配置光伏发电装置与储能能够有效降低园区运行成本,鲁棒优化在降低由于光伏出力不确定性带来的园区购电成本增加风险的同时也会增加系统投资成本,以收益的保守性换取更高的确定性。     

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.