基于拍卖谈判机制的分布式多技能多项目调度

求解分布式多项目调度问题的关键是设计有效的资源协调机制以解决项目间的全局资源冲突。当全局资源为多技能人力资源时,调度项目活动开始时间的同时还需要满足“活动-技能-资源”的匹配关系,从而为多项目制定高质量的调度计划与全局资源指派方案。基于多Agent系统,建立局部调度优化与全局协调决策的双层模型;采用基于正向逆向调度改进的遗传算法求解初始局部调度计划;以人力资源各时段的使用权作为拍卖品,设计考虑人力资源多技能异质特点的拍卖谈判机制协调全局资源冲突。改编MPSPLIB算例集并开展实验研究,研究结果表明：本文设计的拍卖谈判机制与改进的遗传算法相结合可以有效协调不同规模问题的全局资源分配;拍卖谈判机制在测试问题集上的求解结果优于序贯博弈谈判机制;问题规模越大或资源冲突程度越强,项目协调调度难度越大,全局资源分配过程越复杂。     

并行多机调度问题的一种遗传算法

运用遗传算法对最小化完工时间的并行多机调度问题进行了研究，给出了最小完工时间的一个下界，由此提出了初始种群的一种构造方法，并用计算实例表明该方法适用于大规模并行多机调度问题     

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。     

考虑路径冲突的AGV配置与调度优化

合理调度有限的码头资源以满足船舶的装卸时间要求是自动化集装箱码头的重要目标之一。针对自动化集装箱码头自动导引车(automated guided vehicle,AGV)配置与调度问题,考虑船舶装卸时间要求和AGV运输过程中的路径冲突,提出分阶段调度策略。将船舶装卸作业分为卸船阶段、装卸同步阶段、装船阶段三个阶段,在每个阶段中,建立以最小化最大完工时间和最小化AGV空载和等待时间为双目标的调度优化模型,并设计基于NSGA-Ⅱ的启发式算法求解。根据本阶段的实际完工时间,从最优解集中选择下一阶段AGV的配置与调度方案。最后对比其他调度方案表明本文调度方案能够满足集装箱船的装卸时间要求,且提高了AGV的利用率,更符合码头实际作业要求。     

基于混沌量子算法和MAGTD的多目标FJSP求解策略

针对多目标环境下柔性作业车间的调度问题,以最小化最大完工时间和惩罚值为目标,建立调度问题的数学模型,提出了基于混沌理论的量子粒子群算法。针对实际生产交货期不确定的特点,在量子粒子群算法基础上,提出引入混沌机制建立初始群的方法;利用混沌机制的遍历性,提出混沌局部优化策略;为获取最优调度方案提出了引入多指标加权灰靶选择策略。通过典型基准算例和对比测试,验证了所提出的算法获得最满意调度方案的可行性和求解多目标柔性作业车间调度问题的有效性。     

多车场有时间窗的多车型车辆调度及其禁忌算法研究

本文针对物流配送中的多车场车辆调度问题提出了两种多车场的处理方法，介绍了多车场车辆调度问题中容量、时间窗、多车型等多种约束的处理方法，并且根据具体约束情况设计了禁忌算法，对多车场有时间窗的多车型车辆调度问题加以实现，给出了一个具有代表性的算例试验结果和结果分析，通过试验表明了此方法对优化有时间窗的多车型车辆调度问题的有效性．     

基于混合算法的实时订货信息下的车辆调度优化

实时订货信息下的车辆调度是随机性车辆调度中货物需求量、需求点均不确定的情况下的车辆调度.针对该问题,本文构建了配送总成本最小的目标函数,提出了采用混合算法求解的思路.即以局部搜索法求得初始解,采用遗传算法优化初始解,并在送货时间更新后,利用禁忌搜索法求解速度快的特点改进调度方案,得到订货信息不断更新的条件下的车辆调度方案.通过实例分析,本方法既可解决电子商务条件下实时订货的车辆调度问题,也具有求解结果可靠、求解过程快速的特点.     

基于约束满足问题的中继卫星调度问题研究

中继卫星任务规划与调度是中继卫星系统应用中的重要问题。根据航天器的空间轨道参数，得到中继卫星与用户航天器之间的可见时间窗口。在此基础上，通过分析中继卫星系统中各种资源之间的约束关系、任务优先级与调度准则，建立中继卫星系统的任务调度模型。仿真结果表明，基于约束规划理论建立中继卫星调度模型是解决中继卫星调度问题的有效方法。     

兼顾公平与效率的云计算并行机资源调度研究

研究在云计算中服务资源优化管理背景下,基于时间窗口的非等同并行机服务资源调度问题.为达到最大任务处理数,选取任务延误时间作为目标函数建立数学模型,并利用蚁群算法为模型求解.设计了算法的各项参数,而且进一步探讨了如何将资源分配的公平性引入到算法中来.还通过仿真算例对比了考虑公平性要素前后的调度结果.从结果来看,提出的模型和算法能够较好的用于解决云计算中的并行机资源调度问题,并以较快的收敛速度找到满足约束条件的较优解.     

面向健康管理的维修资源调度系统关键模型研究

针对健康管理理论在维修资源调度决策研究中的不足,分析了面向健康管理进行维修资源调度优化的可行性,研究了维修资源调度系统与健康管理系统的连接关系.然后结合装备维修资源供应保障的实际,建立了系统中调度优化模块所用到的带软时间窗的多需求地-多供应地维修资源调度优化模型,并应用遗传算法对模型的求解进行了分析.最后,对方法进行了演算,验证了模型在维修资源调度系统中应用的正确性和可行性.     

卫星数传接收规划模型与算法研究

作为对地观测卫星任务执行的两个重要阶段之一,数传接收的规划任务是一个具有多时间窗口、多优化目标和多资源约束的NP-Hard优化问题。中继星的引入为数据全天候近实时传输提供可能,同时也为数传规划提出新的问题。本文主要完成两项工作:第一,建立风险控制的卫星数传接收规划模型;第二,阐述基于遗传禁忌的模型求解方法,进一步采用分布式并行求解策略,改善了求解算法的收敛速度和鲁棒性。最后,通过STK提供基础仿真数据,验证了本文规划模型和求解算法的有效性。     

带有固定区间的单机双代理可中断总误工问题

研究带有固定区间的两个代理单机排序问题.第一个代理工件可中断,且工件到达时间与工期满足一致关系,目标函数为最小化总误工.第二个代理工件被安排在固定时间窗口.目标是寻找一个排序,使得满足第二个代理目标可行情况下,第一个代理目标函数值最小.在固定区间等于加工时间的情况下,利用分块原则,提出了一个伪多项式时间动态规划算法,并给出了固定区间大于加工时间情况下的时间复杂度分析.     

考虑潮汐影响的离散型泊位和岸桥集成调度

泊位和岸桥是集装箱港口最紧缺的资源,二者的调度问题存在很强的内在关联。针对大型船需乘潮进出港的离散型泊位,为提高集装箱码头运作效率和客户满意度,将泊位分配、岸桥指派和岸桥调度集成为一体。首先,考虑潮汐的影响以及岸桥作业中可动态调度的现实,以计划期内所有抵港船舶的岸桥作业成本和滞期成本之和最少为目标,建立一个混合整数规划模型,然后设计了一个嵌入启发式规则的遗传算法对其进行求解。最后,算例结果中给出了每艘船舶在确切时刻对应的具体岸桥和每个岸桥的动态作业时间窗,并通过与单独优化的方案对比,验证了集成方案的有效性。     

带时间窗的某物流配送车辆调度问题的方案优化分析

采用带时间窗的车辆调度优化物流配送系统,建立了带时间窗的多目标约束条件下的派车优化问题的数学模型,并针对某大型连锁超市物流配送中心的车辆调度问题进行了求解,经过对比分析,新方案实现了一定程度多目标优化.     

Scheduling project networks with resource constraints and time windows

Project networks with time windows are generalizations of the well-known CPM and MPM networks that allow for the introduction of arbitrary minimal and maximal time lags between the starting and completion times of any pair of activities.We consider the problem to schedule such networks subject to arbitrary (even time dependent) resource constraints in order to minimize an arbitrary regular performance measure (i.e. a non-decreasing function of the vector of completion times). This problem arises in many standard industrial construction or production processes and is therefore particularly suited as a background model in general purpose decision support systems.The treatment is done by a structural approach that involves a generalization of both the disjunctive graph method in job shop scheduling [1] and the order theoretic methods for precedence constrained scheduling [18,23,24]. Besides theoretical insights into the problem structure, this approach also leads to rather powerful branch-and-bound algorithms. Computational experience with this algorithm is reported.     

Graph models for scheduling systems with machine saturation property

Let be a set of n independent tasks and a set of m processors. During each time instant, each processor can be used by a single task at most. A schedule is for each task an allocation of one or more time intervals to one or more processors. A schedule is said to be optimal if it minimizes the maximum completion time. We say a schedule S has the machine saturation property (MS property) if, at any time instant of task execution, all the machines are simultaneously busy. In this paper, we analyze the conditions under which a parallel scheduling system allows a schedule with the MS property. While for some simple models the analytical conditions can be easily stated, a graph model approach is required when conflicts of processor usage are present. For this reason, we define the class of saturated graphs that correspond to scheduling systems with the MS property. We present efficient graph recognition algorithms to verify the MS property directly on some classes of saturated graphs     

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。     

同时具有学习效应和退化效应的单机排序问题

本文给出了一种同时具有一般化学习效应和退化效应的单机排序模型。在此模型中,工件的实际加工时间既与工件所在位置又与其开工时间有关,且工件在加工之后具有一个配送时间。其中学习效应是工件所在位置的函数,退化效应是工件开工时间的函数。证明了极小化最大完工时间和极小化总完工时间问题是多项式可解的,在满足一定的条件下,极小化加权总完工时间和极小化最大延误问题也是多项式可解的。推广了一些已有文献中的结论。     

带凸资源和恶化效应的单机松弛窗口排序

研究带凸资源和恶化效应的单机窗口指派排序问题,其中窗口指的是松弛窗口,凸资源和恶化效应指的是工件的实际加工时间是其开始加工时间的线性函数,是其资源消耗量的凸函数。目标是确定工件的加工顺序,资源分配量以及窗口的开始加工时间和长度使其在总资源消耗费用(与窗口有关的排序费用)有上界限制的条件下,极小化与窗口有关的排序费用(总资源消耗费用)。获得了求解上述问题的最优算法,证明了该问题是多项式时间可解的。     

具有恶化效应和凸资源分配关系的单机排序问题

研究工件加工时间具有恶化效应和凸资源关系的单机排序问题,其中工件的实际加工时间是其正常的加工时间,工件开工时间(具有恶化效应)及消耗资源量的函数。目标为在最大完工时间(总完工时间、总等待时间、完工时间总绝对差与等待时间总绝对差)小于或等于给定常数的条件下找到工件的最优排序和最优的资源分配使工件的总资源消耗量最少。在单机状态下,证明了此问题是多项式时间可解的,并给出了求解该问题的算法和数值实例。