项目调度学习--《制造型企业资源受限项目调度问题算法研究》

资源受限项目调度(RCPSP,resource constrain project scheduling problem)项目管理领域内的一类经典的调度问题。
遗传算法(Genetic Algorithm)和布谷鸟算法(Cuchoo Search)
GA:优越的全局搜索能力和自适应能力
CS:优秀的随机搜索路径,高效的全局搜索能力

经典的项目调度问题主要包括:

  • SMRCPSP(Single-mode Resource Constrained Project Scheduling Problem)
  • MMRCPSP(Multi-mode Resource Constrained Project Scheduling Problem)
  • SRLP(Single-mode Resource Leveling Problem)
  • DTCTP(Discrete Time/Cost Trade-off Problem)
  • DTCQTP(Dicrete Time/Cost/Quality Trade-off Problem)
作者 问题名称 调度目标 描述
Blazewicz(1983) SMRCPSP 工期 单模式资源约束项目调度问题,在传统的CPM(关键路径方法)中引入可更新资源约束
Kolisch(1996) MMRCPSP 工期 多模式资源约束项目调度问题,在RCPSP问题的基础上引入多模式执行
Mohring(1984) SRLP 成本 单模式资源水平问题
刘士新等(2001) MRLP 成本 多模式资源水平问题,与MMRCPSP有相同的约束,目标是最小化可更新资源的消耗
Hingelang(1979) DTCTP 工期+成本 离散时间/成本平衡问题,限定的成本最小化项目工期,或限定工期最小化项目成本
Hamed(2006) DTCQTP 工期+成本+质量 离散时间/成本/质量平衡问题,在DTCTP的基础上,引入对质量的优化

常见的干扰因素:资源配置发生变化、工期拖延、交付期缩紧、自然环境干扰、材料紧缺和活动内容变更。
不确定性环境下项目调度问题分类标准:调度发生在项目的阶段层级,是否需求基线调度方案。

RCPSP属于NP-hard问题。解决这类问题的算法主要有三大类:精确算法、启发式算法和智能算法
精确算法大多集中于分支定界法(B&B)。模糊RCPSP问题。最小时间推迟区间数网络问题。随机RCPSP问题。鲁棒RCPSP问题。多模式资源受限项目调度问题。
启发式算法通过设置规则能快速获得问题的解(譬如基于优先级的规则),质量无法保证。
智能算法有:禁忌搜索(TS)、遗传算法(GA)、模拟退火(SA)等。

项目一般由一系列的任务(也称为活动或者工作)构成。需要明确的任务属性包括:任务工期、任务所需资源、任务成本等。

约束条件。典型的资源受限项目调度问题一般包含两类约束,一类为任务之间的前后逻辑约束,另一类是因为资源配置有限而造成的资源约束
普遍的逻辑关系即搭接关系。分别是finish to start(FS)、FF、SS和SF。
Slowwinski等人将不同的资源进行分类:

  • 可更新资源(人力、耐用设备、场地空间等)在项目的不同的时间段可重复使用,固定量。
  • 不可更新资源(资金、原材料、能源等)。
  • 双重约束资源(总投资有资金上限,任务段内资金有上限)除了在整个项目期内受限,并且在任务期间内也受限。
  • 部分可更新资源(员工工作日视为可更新资源,周末视为不可更新资源)
    评估项目管理的指标有:时间、成本(资源)和质量。其中最小化工期是应用率最高的目标函数。

资源受限项目调度问题的原则:多种可更新资源、活动不可抢占、单一项目调度,以最小化工期为目标。

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