基于关键链的敏捷软件开发多项目网络模型

敏捷软件开发因其效率和文档量远低于传统方法在一提出就得到广泛应用,但仍无法有效解决软件开发多项目管理中的资源受限调度问题.将关键链思想应用到包含多个项目的敏捷软件开发问题中,在分析敏捷软件开发多项目网络模型的基础上,建立了数学优化模型;提出了一种适宜敏捷软解开发的多项目网络迭代调度假设与规则,并设计了相应的算法,具体包括关键链选择算法和调度算法;最后进行了实例分析,所得结果与遗传算法的相比从52个单位时间的迭代周期减少到42,使得工期节省了近20%.     

关键链断裂情况下的缓冲设置方法比较研究

应用关键链项目管理方法时,由于项目的复杂性,在确定关键链和非关键链后,进一步插入汇入缓冲时,常常会出现资源再次冲突,需要对计划进行重排,重排后又出现关键链断裂、汇入缓冲起不到保护作用等问题。针对这些问题,本文采用分散缓冲法制定项目调度计划,并用项目实例证明了方法的可行性和通用性,且设计仿真实验将分散缓冲计划与重排后的关键链调度计划进行比较,结果发现当项目活动时间的变化性较小时,应用分散缓冲法还可以获得较好的项目绩效。     

基于系统双重风险共担的多项目鼓缓冲设置研究

为了提高关键链多项目缓冲管理的效率,首次提出了一种基于多项目双重风险共担的鼓缓冲设置方法。新方法从系统角度分析了多项目不同层级的风险共担作用,以同时落在在子项目关键链和多项目系统关键链上的系统关键活动工期占比为切入点对缓冲进行分层管理,抽取部分项目缓冲集中到系统层面,同时综合考虑风险独立因子以及鼓活动有效产出影响指数对鼓缓冲进行了定量设置。仿真结果表明,本文方法在多项目按时完工率、项目缓冲平均消耗率、系统关键链上鼓活动平均延误百分比、多项目系统总工期和成本这几个绩效方面的表现更优,提高了多项目系统的风险应对能力。     

基于资源约束的突发事件应急救援鲁棒性调度优化

突发事件应急救援的调度优化,对于救援活动的顺利实施及应急资源的有效使用具有至关重要的作用。本文研究资源约束下的突发事件应急救援鲁棒性调度优化问题,其中,鲁棒性定义为各活动的时间缓冲与其权重系数乘积的总和,目标是在资源可用量及救援期限的约束下,安排活动开始时间和执行模式以最大化应急救援计划的鲁棒性。作者构建了问题的0-1规划优化模型,针对其NP-hard属性,基于问题特征设计双环路禁忌搜索启发式算法。通过对一个算例的计算分析,得到如下结论:给定网络结构及时间参数,利用权重系数的定义可以将时间缓冲分配到重要活动上,由此提高应急救援计划的鲁棒性;随着资源可用量的增加,计划的鲁棒性呈上升趋势,而当救援期限延长时,计划的鲁棒性单调增加。本文研究可为突发事件应急救援基准计划的制定提供决策支持。     

多星联合鲁棒性调度模型研究

在多星联合调度过程中,存在着很多不确定性因素,其中云层覆盖变化是主要的不确定性来源.本文针对考虑云层覆盖变化的多星联合调度问题,借鉴了连续函数的鲁棒性优化思想,提出了一种基于邻域的鲁棒性指标.在此基础上,建立了多星联合鲁棒性调度模型,给出了观测任务优先级的计算方法.实例研究表明,本文建立的模型能够在保证调度方案性能的基础上,获得鲁棒性强的调度方案.     

一种改进的多模式项目反应性调度问题

既有的项目反应性调度问题只关注了基准调度方案的稳定性,而忽略了项目调度目标的最优实现。本文提出了一种两阶段多模式资源受限项目反应性调度问题。第一阶段,在新的项目执行环境下,对项目进行完全重调度,得到新的最优调度目标值。第二阶段,以新的最优调度目标值为约束,以最大化调度稳定性为目标,求得新的最优调度方案。针对问题特点,基于IBM ILOG优化编程语言OPL和CPLEX V12.8.0,设计出该问题的求解程序。最后,基于标准算例,对本文提出的反应性调度方法、既有的反应性调度方法、完全重调度方法进行了充分的比较测试,结果表明本文提出的反应性调度方法在缩短项目工期、保护基准方案的稳定性方面具有明显优势。     

项目鲁棒调度的资源分配启发式算法研究

合理的资源配置是提高项目调度鲁棒性一种有效的方法。本文针对项目鲁棒调度问题,提出了Max-PRUA资源分配启发式算法,以期通过生成鲁棒性高的资源分配方案来提高调度计划的鲁棒性。本算法设计了最大化利用优先关系和不可避免弧传递资源的资源分配两项策略来传递最大资源量,以减少由额外约束传递的资源量,降低对项目调度鲁棒性的影响。为寻优最优资源分配方案,配合局部搜索算法,本算法构建了动态活动组GRA,通过对组内活动顺序重排以生成多种资源分配方案,以利于从解空间中寻优出最佳的鲁棒性方案。最后通过大量的仿真实验验证和与其它算法进行比较,结果表明本算法对于不同规模和不同因素影响的项目均有较好的适应性,生成的资源分配方案对调度计划鲁棒性影响较小,是一种有效的算法。     

基于关键链改进搜索的遗传算法求解分布式多项目调度

针对基于多代理系统求解分布式多项目调度问题的不足, 开发了一种适应性的遗传算法ccm_GA。ccm_GA的独特性体现为两点:第一, 修正的串行调度过程分两个阶段分别消除全局资源和本地资源冲突; 第二, 在满足两类资源约束的调度方案中, 识别出关键链并改变关键活动在活动序列编码中的位置以增加解的多样性从而提高搜索效率。设计并实施大规模数值实验测试算法性能, 与现有文献中的六种算法作对比, 结果表明:ccm_GA在50%的算例集上获得的测试指标都好于六种算法, 且对于资源约束越紧的算例集, ccm_GA的求解效果越好。     

多目标资源受限项目鲁棒调度研究

由于资源受限项目调度属于NP-hard问题,传统的RCPSP主要集中于工期最短单一目标的基本问题研究,而忽略了项目调度对鲁棒性等多目标属性特征的要求。本文以经典的串行进度生成机制为基础,引入了衡量项目稳定性的鲁棒性要素,创建了项目鲁棒调度串行生成机制(RSSGS),提出了项目鲁棒性的测度新指标,构建了优化鲁棒结构的工期最短和鲁棒性最大的双目标优化模型,并结合分层优化原理,设计了改进的SA算法。最后,采用算例验证了该模型的可行性和合理性。     

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。     

Managing uncertainty in major equipment procurement in engineering projects

A better management of time uncertainty in major equipment procurement in engineering construction projects can significantly contribute to project performance. A survey study shows that time buffer is a popularly used approach to protect project schedule from activity duration variation and uncertainty. The problem is that there are repetitive time allowances inserted in the procurement supply chain process and these time buffers are used ineffectively, thus leading to considerable time wastage. Relevant lessons from supply chain management and critical chain project management are combined and applied to create an enhanced critical supply chain management model for major equipment procurement to achieve better management of time uncertainty. This model does not perceive uncertainty purely as a threat, but also as an opportunity to reduce procurement cycle times.     

Railway scheduling reduces the expected project makespan over roadrunner scheduling in a multi-mode project scheduling environment

The Critical Chain Scheduling and Buffer Management (CC/BM) methodology, proposed by Goldratt (Critical chain, 1997), introduced the concepts of feeding buffers, project buffers and resource buffers as well as the roadrunner mentality. This last concept, in which activities are started as soon as possible, was introduced in order to speed up projects by taking advantage of predecessors finishing early. Later on, the railway scheduling concept of never starting activities earlier than planned was introduced as a way to increase the stability of the project, typically at the cost of an increase in the expected project makespan. In this paper, we will indicate a realistic situation in which railway scheduling improves both the stability and the expected project makespan over roadrunner scheduling.     

Identification and illumination of popular misconceptions about project scheduling and time buffering in a resource-constrained environment

The lack of proper project planning is often cited as one of the main reasons why projects fail to be completed in time and within budget. In this paper, we identify and illuminate several possible misconceptions that go round in project management periodicals and in the mindset of practising project managers and that may hamper successful project planning. The misconceptions relate to the role of the critical path, the critical sequence (critical chain), active schedules, and the insertion of buffers in the baseline schedule as a protective mechanism against schedule distortions during project execution. The possible fallacies are illustrated using example schedules developed for an illustrative project.     

Determination of critical chain project buffer based on information flow interactions

It has been well accepted in the literature that co-dependency between project activity durations is caused by resource tightness and network complexity. However, we show that information flow interaction between activities is the key factor for it. Based on whether there exist spliced relationships between activities, we introduce the concept of rework safety time. We propose a method to compute the rework safety time using the information output and input time factors, rework probability matrix, and rework impact matrix. We achieve the optimization of the critical chain sequencing via the design structure matrix so that the dependency between activities is reduced. The project buffer is then determined by the tail concentration method based on the optimized chain. The empirical results show that, as opposed to the traditional RSEM method, our approach improves the project buffer consumption rate, shortens project duration, reduces project cost, and increases project on-time completion rate.     

基于工期-成本综合效用最大的关键链项目缓冲确定

为提高关键链中工期和成本的综合效用,研究一种基于关键链工期和成本进行双目标优化的缓冲确定方法。首先,该方法考虑项目不同工序间工期和成本之间的关系,并基于工期和成本的风险暴露度确定权重,解决不同工序间工期和成本偏好难以量化的问题;其次,根据权重多效用函数对工期和成本进行归一化处理,并确定综合效用最大情况下不同工序的最佳工期;最后基于尾部集中法确定项目缓冲。通过蒙特卡洛模拟实验,将此方法提取缓冲后的项目实际综合效用与传统方法进行比较。比较结果显示,该方法极大地提高项目中工期和成本的综合效用,并且对项目工期和成本均形成更有效的保护。     

基于关键链方法的多项目共享人力资源均衡问题及其遗传算法

通过对多项目管理瓶颈的分析,结合关键链方法,设置了瓶颈缓冲,建立了基于关键链方法的多项目管理,为多项目管理提供了一种新的管理方法.将基于关键链方法的多项目管理方法应用于并行多项目共享人力资源冲突管理,建立了基于遗传算法的多项目共享人力资源均衡模型,为缓解多项目共享人力资源供求矛盾提供了一种具体的量化管理方法,并进行了算例分析,证明了模型的有效性、实用性.     

An investigation of buffer sizing techniques in critical chain scheduling

In this paper, we introduce two methods for determining feeding buffer sizes in critical chain project scheduling. Both methods integrate project characteristics into the formulation. Specifically, one of them incorporates resource tightness while the other uses network complexity. Both methods are tested and compared to two commonly suggested methods in the literature, the cut and paste method and the root square error method, as well as using no buffer as a benchmark. The comparison is done by means of a simulation study using the Patterson data set. The test results indicate that both of the suggested methods generate smaller buffer sizes while providing sufficient protection against delays in project completion time.