项目拆分与资源投入调度问题的集成优化

基于一类实际生产决策需求,提出了依赖于项目拆分的资源投入调度问题.在分析项目拆分对资源投入影响的基础上,以资源投入最小化为目标,建立了项目拆分与资源投入调度问题的集成优化模型.结合项目拆分和资源投入调度的特点,提出了包含项目拆分优化和资源投入调度优化的两阶段集成优化算法.项目拆分阶段分析可行的拆分条件,采用项目初始拆分及局部调整的方法,可以快速获得较优的项目拆分方案.资源投入调度阶段以采用作业优先级和资源能力双列表编码的遗传算法为搜索框架,充分利用迭代过程中的信息,设计一种基于概率分布的资源能力选择方法来改进资源列表,使资源能力列表加速向最优解收敛.应用PSPLIB标准算例进行数据实验,结果证明了该算法的有效性和可靠性.     

基于项目网络拆分决策的多项目协同调度问题建模

以大型工业品资源共享型节拍式流水装配过程为背景,提出基于项目网络拆分决策的多项目协同调度问题.根据装配过程作业的周期性调度需求,将单个项目的作业集合划分成共享资源的多个并行执行的协同子项目,以最小化节拍时间为目标,建立了项目网络拆分与项目调度同时决策的数学优化模型,设计了一种双层循环迭代算法以对模型进行求解.算法的上层是基于有效时序约束数量的作业划分构造型启发式算法,可在多项目网络之间调整作业的从属关系;算法的下层采用基于优先规则的启发式算法对上层拆分后的多项目网络进行求解,并将调度结果反馈至上层,通过循环迭代不断优化项目来调度计划.数据实验结果表明,所提算法能够有效提高资源利用率,且其求解质量和效率较高.     

折现流多模式资源约束项目调度问题研究

针对带折现现金流的多模式资源约束项目调度问题研究,在考虑实际工程中对最终净现值产生影响的多种因素的基础上,建立以最大化现金流净现值为优化目标的非线性数学模型,提出一种改进的遗传模拟退火算法对模型进行求解.该算法利用遗传算法进行全局并行搜索,种群每个新产生的个体在交叉和变异后采用模拟退火技术进行局部串行优化,使之移动到最近的局部最优点再进入下一代迭代.采用针对活动的整数编码方式,基因的值表示活动的优先权和执行模式,每个个体对应一个满足时序约束和资源约束的项目调度方案.仿真结果表明,新算法能有效地对多模式资源约束项目调度问题做出合理调度,使项目收益最大化,并且比传统的遗传算法具有更高的求解质量和求解效率,为承包商在项目投资和进度管理上提供了定量化决策支持.     

资源空窗期及任务可拆分的资源投入问题研究

考虑飞机装配过程中任务可拆分及资源存在空窗期的两大特性,对飞机移动生产线资源投入问题进行模型与算法研究.针对部分任务存在已知拆分模式及拆分惩罚的情形,设计了求解该问题的改进遗传算法,对传统实数交叉操作进行优化,提出了基于染色体适应值的交叉方法,并在数值实验中对相关参数的取值范围进行了敏感性分析;同时,提出了基于任务开始时间选择概率的变异机制.对满足优化条件的任务调度方案,结合空窗期的位置,评判各可拆分任务可否通过选取新的拆分模式重新调度执行,对不同情形进行总结归纳,通过局部操作进一步降低目标资源量.数值实验表明:通过本文算法对求解带资源空窗期的任务不可拆分问题与基本问题的结果对比,得到任务数分别为10、16、30、60、90算例的目标值平均增量达到4.3%;对求解本文问题与任务不可拆分问题的结果对比,平均优化率达3.5%,证明了本文算法的有效性,同时证明将任务拆分纳入考虑资源空窗期的资源投入问题中,可提高问题求解的灵活性,从而获得较好的调度结果.     

多技能资源投入项目调度问题的建模与优化

以大型工业品移动装配线为实际背景,针对多技能人力资源投入成本问题,建立了以最小化资源投入成本为目标的数学模型.针对该模型,提出了基于全局作业影响的改进调度机制的遗传算法,设计最小费用最大流多技能资源分配算法解决资源分配问题,通过基于全局资源水平影响的作业调度评估策略优化非关键作业的调度位置.最后利用改造的标准算例库PSPLIB进行数值试验,通过与CPLEX和文献算法对比,验证了本文算法的有效性.     

资源受限项目调度模型的施工进度管理

综合资源受限项目调度问题的研究和实际建设工程项目施工进度管理的需求,提出广义优先关系下的差分进化人工蜂群算法的资源受限项目调度模型.其中差分进化算法用于处理交叉变异问题,人工蜂群算法用于处理寻优过程的各阶段推进,并以广义优先关系串行调度产生方案获得的总工期作为适应度值确定优先级编码.根据实际工程项目的应用进一步提出由逆向反推计算关键路径、关键任务的资源及历时优化、非关键任务的资源均衡等组成的资源约束进度管理方法.在eclipse环境下用Java语言进行编程,快捷准确地获得进度和资源相关的资源约束进度计划、约束资源分布情况,以及资源与工期的优化方案.     

多模式下装配式建筑工程资源受限调度方法

针对以往装配式建筑调度研究中,主要基于一个活动只有一种固定资源投入和固定工期的执行模式,而实际调度过程中多种资源投入和不同工期的多种执行模式普遍存在的问题,以及装配式建筑一体化建造建模方法的不足,建立以装配空间工期最短,以及在装配空间工期最短限定下的生产空间工期最短的多模式资源约束模型,在该多维空间调度模型的基础上,设计了一种搜索能力强、能有效求解该问题的布谷鸟算法(CS)。最后通过装配式建筑项目实际案例分析和遗传算法(GA)的性能对比,证明本文构建的调度模型和算法设计能有效的解决多模式下装配式建筑工程资源受限调度问题,丰富了装配式建筑项目调度这一领域的理论方法。     

基于粒子群的多目标多执行模式项目调度

聚焦多目标多执行模式特点下的项目调度问题,通过建立工期、费用、资源和质量多目标函数,构建综合优化模型,同时运用粒子群算法解决工程项目多目标多执行模式优化问题.最后,通过一个应用实例计算,表明粒子群算法可以准确快速地解决该模型下的工程项目多目标优化问题,达到了项目调度中面对不同模式进行抉择,并且缩短工期、减少成本、均衡资源以及提升质量的综合的理想效果.     

一种资源约束项目调度问题的遗传算法

资源约束项目调度问题是项目管理研究的大问题,对于项目管理的研究者和实践者都非常重要,该问题理论上属于NP难题。针对经典资源受限项目调度问题,本文结合教学算法和遗传算法,提出了一种新的智能优化算法——教学遗传算法来求解。通过对资源受限项目调度标准数据集PSPLIB中多个项目调度问题的仿真及与现有文献中的相关算法的比较,验证了所提算法的有效性。     

一种适用于紧急事件调度的启发式项目调度新方法

针对紧急事件调度的紧迫性特点,为了快速准确制定响应方案,建立了一种基于资源约束的启发式项目调度方法.为了确定方案执行过程中的关键任务,将该方法与关键链方法相结合确定最终的调度方案.首先,在不考虑资源约束的条件下,制定了任务的最早及最晚开始时间计算方法,用来确定项目的初始关键链;然后,利用资源受限项目调度模型,通过制定的启发式规则确定资源约束下的关键链;最后,利用根方差法确定关键链中输入缓冲区的容量.同时,以海上救援紧急作业调度为例对算法进行了测试,并将该算法与现有的多种启发式规则进行了比较.结果表明,本算法能生成更好的调度方案,更适用于紧急事件调度.     

一种求解项目调度中资源均衡问题的粒子群算法

针对资源受限下的项目资源均衡问题的自身特点,及其与传统资源受限项目调度问题的相似之处,设计了一种以优先值法作为粒子表达RLP问题的粒子群优化算法。选用并行进度生成机制,同时在将资源均衡转化成资源受限下项目调度问题的过程中,根据资源均衡本身的特点,对并行进度生成机制进行处理。最后结合算例进行仿真实验,验证了构建的资源均衡模型以及粒子群算法求解资源均衡问题的可行性。     

耦合投资-风险目标的水电工程进度模糊综合优化

综合考虑利率和物价上涨因素对水电工程总投资的影响,建立了耦合投资一工期风险目标的进度综合优化模型．为了公度投资和工期风险对决策目标的模糊效用,提出了基于Vague集的工程进度模糊综合优化方法,并采用遗传算法对这一整数型非线性多目标优化问题进行求解．针对某水电工程开展实例研究,给出了最佳进度安排下的工程总投资、利息、物价上涨准备金、工程完工风险及相应的资金流曲线．本文方法可为水电工程进度优化与决策提供一条新的有效途径．     

求解多技能人力资源约束的项目调度问题的两阶段算法

针对一类多技能人力资源约束的项目调度问题(PSPMSWC),提出了一种两阶段优化算法,并按算法步骤对模型进行了分解.算法针对分解后的子模型,应用遗传局域搜索及CPLEX优化软件对模型进行求解,并设计了整体迭代求解策略,从而确保所有问题案例都能够进行求解.通过引用基于标准问题库中的典型问题,生成了大量随机算例,并对算法进行了求解实验.实验结果显示,所有案例均能够迅速求解,部分案例可达到最优,从而证明该方法是一种求解PSPMSWC的有效方法,具有较强的实际意义.     

基于多规则资源分配的柔性作业车间调度问题多目标集成优化方法

针对柔性作业车间调度问题中多种资源分配的复杂特性,建立了以最小完工时间、最优人工分配方案、设备最大负荷以及最小生产成本为目标的集成优化模型,并设计了一种具有多重资源约束的多目标集成优化方法;针对组合模型的爆炸性特征,为降低模型的复杂度,采用多规则资源分配的集成调度思想,通过调整规则概率使概率大的规则被优先选中,使用多规则导向机制"推动"搜索过程向指定目标方向移动,并结合动态规划法求解最优人员分配方案;采用改进的非支配排序遗传算法——NSGAⅡ可以获得不同规则概率值的Pareto解集;最后,通过仿真对比与应用验证了所提方法的有效性.     

实际约束条件下多配送中心物流车辆调度优化

传统方法难以解决有时间窗等具有实际约束条件,且调度结果并非最优,提出一种基于变邻域搜索算法的多配送中心物流车辆调度优化方法。对多配送中心物流车辆调度优化问题进行分析,在分析结果的基础之上构建实际约束条件下多配送中心物流车辆调度数学模型;利用变邻域搜索算法求解物流车辆调度模型的最优解,完成实际约束条件下多配送中心物流车辆的调度优化。实验结果表明,采用所提方法进行多配送中心物流车辆调度,其总运输时间短、运输总费用低,调度结果较优,且符合实际约束。     

考虑排班的人力资源投入问题的建模与优化

结合实际生产或项目中的排班情况,提出考虑排班的人力资源投入问题。针对该问题建立了以最小化人力资源投入为目标的数学模型。根据资源投入量与排班约束的性质,将原问题数学模型简化,证明简化后问题的数学模型与原问题最优解一致,并通过CPLEX软件求解过程,说明简化后的数学模型在求解速度上表现出很大的优越性。对于大规模问题,由于排班约束会导致班次间资源占用,使用传统任务列表编码方式难以获得较优的解。为此,提出了一种新型编码方式的遗传算法。该算法采用对作业延迟时间进行编码的方式,对作业开始时间进行搜索。为了提升算法的局部搜索能力,对作业延迟时间和开始时间进行局部优化。最后,通过数值实验与CPLEX和文献的算法比较,表明该算法的有效性。     

虚拟单元跨单元动态调度问题研究

针对虚拟单元生产过程中随机扰动所导致的资源冲突、虚拟单元协同生产及共享资源的特点,结合时间约束网络和图论的相关知识,对虚拟单元跨单元动态调度问题进行研究。同时考虑设备资源约束和交货期时间约束,建立具有虚拟单元特色的虚拟单元跨单元动态调度的时间约束网络模型,并运用协同优化思想,提出双层时间约束网络的单元间协同优化算法和基于度的反应式人机协同算法用于模型的求解。最后对算法进行了实例验证,结果表明,该方法可为生产计划制定人员快速调整原生产调度计划方案提供便利和一定的理论基础。     

面向分段涂装作业的混合流水车间调度

基于船舶分段涂装作业,提炼出具有重入和等待时间约束的两阶段混合流水车间调度问题.其中第一阶段含多台批处理机,第二阶段含多台离散机且存在一次重入过程,两阶段间有等待时间约束.以最小化最大完工时间为优化目标建立数学模型,提出一种结合Metropolis抽样准则和变邻域搜索的混合量子粒子群优化算法,并利用多种启发式规则进行解码.实例验证和数值分析表明,所提算法是解决分段涂装调度问题的一种有效方法.