活动执行时间可提前的多模式反应性项目调度优化

研究不确定活动工期下活动执行时间可提前的多模式反应性项目调度问题。首先对反应性研究现状进行综述;其次建立以最小化反应性总成本为目标的优化模型;随后基于问题特点设计禁忌搜索算法;最后通过具体案例分析关键参数对反应性成本的影响,并得出结论:执行时间提前得到的反应性成本及完工时间明显低于执行时间不可提前的结果;随着项目推进,总成本及影响的活动数量总体上呈减小趋势,但项目完工时间在某些时刻维持不变;对于工期增加较大的活动,将其本身或紧前活动提前启动,或将其转换至活动工期较短的模式可降低反应性成本。研究可为不确定环境下反应性计划制定提供决策支持。     

资源随机中断下突发事件应急救援鲁棒性多模式项目调度优化

突发事件应急救援具有高度的不确定性与动态性,稳定可靠的救援计划及其合理有效的应急处置则可以大幅度降低灾害蔓延的风险。通过运用不确定环境下项目调度的理论与技术对资源随机中断情形下的突发事件应急救援问题展开研究,一方面在事故发生前,采用前摄性项目调度方法制定鲁棒性水平较高的基准计划指导救援过程有序开展;另一方面在事故发生后,借助反应性项目调度方法随时针对环境变化采取恰当的处置策略做出快速有效的应急响应,减小事故进一步扩散的风险。研究结果表明通过前摄性与反应性调度方法的协作与配合,可有效应对突发事件应急救援中发生的资源中断情况,更大限度地减少项目的损失。     

随机环境下基于成本经济的项目调度权衡优化研究

针对随机环境下项目前摄性调度与反应性调度在应对不确定因素过程中起到的不同作用,从成本经济角度出发,研究了如何通过两种调度方法的权衡实现项目计划与执行的最优配合。在此基础上构建了基于成本的前摄反应调度权衡模型,通过对鲁棒性成本与调整成本进行量化分析,实现两种调度方案的最佳权衡。考虑到问题的NP难属性,设计了基于混合变邻域禁忌搜索的随机两点启发式算法,并通过大规模算例测试验证了算法的有效性。结果表明,根据承包商对成本的敏感度,前摄性调度与反应性调度在应对不确定性因素干扰中承担的工作量会随着成本权衡比的变化而发生改变,逐渐从前摄性方法为主过渡到以反应性方法为主。最后,从项目管理角度给出了有价值的管理启示。     

基于随机活动工期的现金流动态均衡前摄性与反应性项目调度优化

承包商的现金流动态均衡对不确定条件下项目的顺利实施有重要影响。作者研究基于随机活动工期的现金流动态均衡前摄性及反应性项目调度问题,目标是在随机活动工期条件下,为承包商生成现金流均衡基准进度,并根据执行过程中的实际情况,动态地对其进行反应性调整。首先,通过建立前摄性调度优化模型生成基准进度,并提出两个反应性调度策略对其进行调整。其次,为以上诸模型的求解设计了模拟退火和禁忌搜索相结合的混合算法tabu-SA。最后,针对前摄性调度模型,在随机生成的算例集合上对算法进行测试,并进行大规模仿真实验。研究结果可以为随机活动工期下承包商保持现金流动态均衡、确保项目顺利实施,提供定量化决策支持。     

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。     

基于随机活动工期的多模式现金流均衡项目调度优化

承包商在项目执行过程中的现金流均衡是保证项目成功的关键因素。本文研究基于随机活动工期的多模式现金流均衡项目调度问题,旨是在项目工期及鲁棒性阈值约束下合理安排活动执行模式与开始时间,实现承包商现金流均衡。本文通过构建整数规划优化模型对研究问题进行刻画,随后设计模拟退火算法进行求解,最后进行案例分析。结果表明:鲁棒性阈值虽然可以保证基准进度的稳定性,但是提高鲁棒性阈值水平反而不利于承包商的现金流均衡,该值过高时甚至得不到可行解。本文研究可为随机活动工期背景下承包商的现金流控制提供定量化决策支持。     

基于融资能力约束的多模式Max-npv项目调度优化: 双重视角

从项目双方的视角出发,研究融资能力约束下的Max-npv项目调度问题。首先进行问题界定,构建由两个子模型构成的多模式Max-npv项目调度优化模型。随后,鉴于问题的强NP-hard属性,设计针对两个子模型迭代循环求解的禁忌搜索启发式算法,得到项目双方都满意的解。最后用一个实际案例对研究进行验证说明,并分析关键参数对合同双方收益的影响,结果表明:与实际进度安排相比,满意进度安排下合同双方的收益均有显著的提升;承包商和业主的融资能力、项目截止日期、承包商收益底线、折现率及支付比例均会对双方的收益产生重要影响。     

基于里程碑支付的多模式多项目现金流平衡调度优化

现金流入与流出的动态平衡,对于承包商平稳实施项目具有重要的现实意义。本文基于这一实际背景,研究了在里程碑支付条件下,活动具有多种执行模式的多项目现金流平衡调度问题。首先,在对研究问题进行界定的基础上,构建了多模式多项目现金流平衡调度优化模型并提炼了模型的基本性质;其次,针对问题的NP-hard属性,开发了禁忌搜索启发式求解算法,根据问题性质提出算法的改进措施;最后,用一个实际案例对模型和算法进行了验证,得到如下管理启示：基于最大现金流缺口发生时段,适当延后相关里程碑活动的完成时间或调整相关非里程碑活动的开始时间,同时,根据现金流分布合理平移部分单项目的进度计划,能实现现金流出与流入的最佳匹配并有效减小最大现金流缺口。     

随机活动工期下考虑缓冲成本及效用的融资费用最小化项目调度优化研究

巨额融资所带来的高昂融资费用,推高承包商的总成本,严重挤压其利润空间。承包商迫切需要对项目现金流进行优化,提高资金配置效率,降低融资费用。此外,为了应对不确定性干扰,承包商通常花费事前成本为活动添加时间缓冲,以保证进度计划稳定性,以减少事后变更和调整费用。因此,本文研究随机活动工期下考虑缓冲成本及效用的融资费用最小化项目调度优化研究,旨在为承包商生成具有一定鲁棒性的融资费用最小化基准进度。首先,界定研究问题并构建优化模型,在此考虑为活动插入时间缓冲所带来的成本及效用。其次,设计VNTS混合算法对模型进行求解,提炼相关性质以提高算法搜索效率,并在算例集合上进行算法测试。最后,通过案例对本文研究进行说明。研究结果可以为随机活动工期下承包商控制融资费用、提高项目收益,提供定量化决策支持。     

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。     

An Optimization Based Approach to the Train Operator Scheduling Problem at Singapore MRT

Singapore Mass Rapid Transit (SMRT) operates two train lines with 83 kilometers of track and 48 stations. A total of 77 trains are in operation during peak hours and 41 during off-peak hours. In this article we report on an optimization based approach to develop a computerized train-operator scheduling system that has been implemented at SMRT. The approach involves a bipartite matching algorithm for the generation of night duties and a tabu search algorithm for the generation of day duties. The system automates the train-operator scheduling process at SMRT and produces favorable schedules in comparison with the manual process. It is also able to handle the multiple objectives inherent in the crew scheduling system. While trying to minimize the system wide crew-related costs, the system is also able to address concern with respect to the number of split duties.     

双目标突发事件应急救援前摄性调度优化

本文以救援时间最短化与计划鲁棒性最大化为目标,研究突发事件应急救援前摄性调度优化问题。作者首先对所研究问题进行界定,其中计划鲁棒性定义为各活动开始时间可调整时差的总和,任务是在应急预算和救援期限的约束下,确定活动执行模式与开始时间以实现上述两个目标。随后,构建问题的0-1规划优化模型,鉴于其强NP-hard属性,设计禁忌搜索启发式算法。最后用一个算例对研究进行说明,得到如下结论:救援时间随应急预算的增加而缩短,随救援期限的放宽而延长;计划鲁棒性随应急预算的增加或救援期限的放宽而提高;当权重分配系数增大时,应急救援时间先保持不变而后缩短,计划鲁棒性则呈减小趋势。本文研究可为突发事件应急救援的组织与协调提供决策支持。     

一种求解柔性资源约束前摄性项目调度问题的启发式算法

在不确定环境中,一个具有较高鲁棒性的进度计划可以保证项目的稳定实施。考虑到现实中资源可能具有多种技能,会对制定鲁棒性较高进度计划的过程产生影响,因此本文研究了柔性资源约束下前摄性项目调度优化问题。首先界定研究问题;然后从鲁棒性最大化的视角出发,构建了研究问题的优化模型,在对模型进行分析的基础上将其分解为经典鲁棒优化和资源技能分配两个子模型;随后设计了求解问题的基于削峰算法的启发式算法;最后用一个实际案例验证了算法有效性,并分析了关键参数对进度计划鲁棒性的影响,得到如下结论:项目进度计划鲁棒性随着项目工期的延长、资源可用量的增加或资源柔性的提高而增大。