【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術屬于項目管理和資源優(yōu)化配置，具體涉及一種考慮時間-資源權(quán)衡的項目調(diào)度與資源配置集成優(yōu)化方法。
技術介紹
1、傳統(tǒng)項目管理研究通常將資源配置與項目調(diào)度作為獨立問題處理，但這種方法忽視了它們之間的相互依賴性，導致資源利用效率不高，難以實現(xiàn)項目的整體優(yōu)化。近年來，集成項目調(diào)度與資源配置的研究在技術密集型項目中逐漸受到重視，尤其是在應急救援、軟件開發(fā)、高端裝備制造和大規(guī)模工程建設等領域。這些項目對高端技術設備和技術人員的配置提出了更高要求。現(xiàn)有研究多集中于單模式、資源受限的項目，而實際項目中經(jīng)常存在多模式執(zhí)行、臨時資源使用以及資源和時間之間的復雜權(quán)衡。尤其對于高端技術設備和技術人員等稀缺資源，其高昂的成本要求在臨時資源的租用合理配置中實現(xiàn)更高的經(jīng)濟性。雖然臨時資源的租用可以在短時間內(nèi)有效滿足項目需求并降低固定成本，但現(xiàn)有研究較少同時考慮臨時資源使用與時間-資源的多重權(quán)衡。對這些問題的綜合優(yōu)化不僅能提高資源利用效率，還能優(yōu)化工期和成本控制。
2、現(xiàn)有技術中的優(yōu)化方法，如遺傳算法、模擬退火算法和粒子群優(yōu)化算法，盡管在某些項目管理問題上取得了較好的效果，但在多目標優(yōu)化、大規(guī)模及多模式項目的處理上依然存在局限。這些方法通常專注于單一目標（如最小化項目完成時間），而忽略了成本、任務優(yōu)先級及資源約束等多因素的綜合優(yōu)化。此外，隨著項目復雜性的增加，現(xiàn)有算法在收斂速度和解的質(zhì)量上表現(xiàn)不足，難以在合理時間內(nèi)獲得高效解。此外，多目標優(yōu)化研究在成本和工期等多個維度的綜合權(quán)衡上仍顯不足，難以有效處理多個目標之間的平衡問題。
>技術實現(xiàn)思路
1、本專利技術要解決的技術問題是：提供一種考慮時間-資源權(quán)衡的項目調(diào)度與資源配置集成優(yōu)化方法，能夠提高項目調(diào)度與資源配置的效果。
2、本專利技術為解決上述技術問題所采取的技術方案為：一種考慮時間-資源權(quán)衡的項目調(diào)度與資源配置集成優(yōu)化方法，包括以下步驟：
3、s1、獲取待優(yōu)化項目的信息，依據(jù)信息提出基本假設；
4、s2、根據(jù)所述基本假設，構(gòu)建以最小化項目工期和總成本為目標的雙目標函數(shù)模型；
5、s3、采用基于超體積貢獻率指標的自適應大鄰域搜索算法，對所述雙目標函數(shù)模型進行求解，生成最優(yōu)的項目調(diào)度計劃與資源配置計劃；
6、所述的基本假設包括：
7、將待優(yōu)化項目分解為一系列具有緊前、緊后約束關系的活動，構(gòu)成網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)；其中，網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)由節(jié)點集合和直接優(yōu)先約束組成，節(jié)點集合表示活動，包含虛擬的開始活動和結(jié)束活動；直接優(yōu)先約束表示具有結(jié)束-開始關系且滯后時間為0的直接優(yōu)先約束；
8、待優(yōu)化項目所需的資源分為專有資源和臨時資源；專有資源在分配后僅當前活動使用，直到活動完成；臨時資源由多個活動共同使用，且在專有資源不足時供臨時調(diào)用；資源的分配滿足活動的資源需求，且分配的資源總量大于或等于活動的資源需求量；
9、每個活動具有一定的工作量，并且有若干種執(zhí)行模式，每種執(zhí)行模式對應的持續(xù)時間與所需可更新的資源數(shù)量的乘積大于或等于每個活動的工作量；
10、專有資源的成本按整個項目周期計算，臨時資源的成本按實際使用時間和資源量計算，且臨時資源的單位成本高于專有資源的單位成本。
11、按上述方案，所述的基本假設還包括資源約束條件、項目緊前約束條件、執(zhí)行模式約束條件、活動啟動約束條件和項目截止時間約束條件；其中，
12、資源約束條件包括：在任意時刻，專有資源和臨時資源的總數(shù)量滿足項目在該時刻對資源的需求；以及專有資源最大可用資源量約束；
13、項目緊前約束條件包括所有活動之間的緊前緊后約束關系；
14、執(zhí)行模式約束條件包括：每個活動僅選擇一種執(zhí)行模式；
15、活動啟動約束條件包括：每個活動只能啟動一次；
16、項目截止時間約束條件包括：實際完成時間早于或等于指定的截止完工日。
17、按上述方案，所述的專有資源最大可用資源量約束具體包括：
18、約定專有資源在每個時間周期內(nèi)使用的最小和最大天數(shù)、專有資源在每個時間周期內(nèi)連續(xù)使用的最小和最大天數(shù)、專有資源在每個時間周期內(nèi)連續(xù)停止使用的最小和最大天數(shù)。
19、按上述方案，所述的s3具體包括：
20、s31、基于最小化項目工期和總成本的雙目標，對基本假設中的參數(shù)進行混合編碼，并初始化種群，確保滿足所述基本假設；
21、s32、利用串行調(diào)度生成機制解碼，生成項目調(diào)度計劃和資源配置計劃，并計算種群中個體的適應度值；
22、s33、對種群進行快速非支配排序和擁擠距離計算，識別非支配解集；
23、s34、檢查迭代終止條件，若滿足則輸出帕累托前沿解；否則繼續(xù)迭代；所述的帕累托前沿解為最優(yōu)項目調(diào)度計劃和資源配置計劃；
24、s35、計算每個非支配解的超體積值和超體積貢獻率，選擇超體積貢獻率最高的非支配解作為基礎解，對其進行鄰域移動；
25、s36、通過破壞-修復操作生成新的鄰域解；
26、s37、合并新的鄰域解與所述非支配解集，剔除重復解；
27、s38、計算種群個體的適應度值，并執(zhí)行非支配排序和擁擠距離計算，更新非支配解集；
28、s39、采用精英保留策略生成新的種群，轉(zhuǎn)入s34。
29、按上述方案，所述的s35中，若所述的超體積貢獻率最高的非支配解已被標記，則選擇貢獻率次高的解作為基礎解。
30、按上述方案，所述s31具體包括：
31、所述的混合編碼包括項目調(diào)度計劃向量和資源配置計劃向量；其中，項目調(diào)度計劃向量由執(zhí)行模式向量和活動優(yōu)先級向量構(gòu)成；
32、執(zhí)行模式向量中，虛擬起始活動和結(jié)束活動僅有一種執(zhí)行模式，其對應的活動持續(xù)時間和資源需求均為0，其他活動的執(zhí)行模式通過隨機生成；
33、對于活動優(yōu)先級向量，起始活動和結(jié)束活動的優(yōu)先級分別為1和項目活動總數(shù)，其他活動的優(yōu)先級通過隨機生成；
34、若兩個相鄰活動之間存在優(yōu)先級約束關系，則交換它們的位置以確保優(yōu)先級順序的正確性；
35、所述的資源配置計劃向量表示每種資源的配置向量；首先，根據(jù)雙目標函數(shù)模型中的專有資源約束生成單個專有資源在周期內(nèi)的時間安排；每種專有資源在單個周期內(nèi)有若干種可能的候選配置方案，從中隨機選擇一種，最終形成可行的資源配置向量；
36、通過組合執(zhí)行模式向量、活動優(yōu)先級向量和資源配置計劃向量這三個矩陣，完成種群的初始化。
37、按上述方案，所述s32具體包括：
38、s321、確定各階段的已排序活動集和待排序備選集：根據(jù)活動優(yōu)先級，將已安排的活動加入已排序活動集，同時將其他未排序活動列入待排序備選集；
39、s322、根據(jù)活動優(yōu)先級，從待排序備選集中選擇活動，根據(jù)模式確定所需時間和資源；
40、s323、檢查當前剩余資源是否滿足活動的需求，若不滿足則延遲該活動的開始時間直至有本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
1.一種考慮時間-資源權(quán)衡的項目調(diào)度與資源配置集成優(yōu)化方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮時間-資源權(quán)衡的項目調(diào)度與資源配置集成優(yōu)化方法，其特征在于：所述的基本假設還包括資源約束條件、項目緊前約束條件、執(zhí)行模式約束條件、活動啟動約束條件和項目截止時間約束條件；其中，
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的考慮時間-資源權(quán)衡的項目調(diào)度與資源配置集成優(yōu)化方法，其特征在于：所述的專有資源最大可用資源量約束具體包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮時間-資源權(quán)衡的項目調(diào)度與資源配置集成優(yōu)化方法，其特征在于：所述的S3具體包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的考慮時間-資源權(quán)衡的項目調(diào)度與資源配置集成優(yōu)化方法，其特征在于：所述的S35中，若所述的超體積貢獻率最高的非支配解已被標記，則選擇貢獻率次高的解作為基礎解。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的考慮時間-資源權(quán)衡的項目調(diào)度與資源配置集成優(yōu)化方法，其特征在于：所述S31具體包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的考慮時間-資源權(quán)衡的項目調(diào)度與資源配置集成優(yōu)化方法，其特征在于：所述S
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的考慮時間-資源權(quán)衡的項目調(diào)度與資源配置集成優(yōu)化方法，其特征在于：所述的S36具體包括：
9.一種考慮時間-資源權(quán)衡的項目調(diào)度與資源配置集成優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：包括：
10.一種計算機設備，包括存儲器、處理器以及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，其特征在于：所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)權(quán)利要求1至8中任一項所述方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種考慮時間-資源權(quán)衡的項目調(diào)度與資源配置集成優(yōu)化方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮時間-資源權(quán)衡的項目調(diào)度與資源配置集成優(yōu)化方法，其特征在于：所述的基本假設還包括資源約束條件、項目緊前約束條件、執(zhí)行模式約束條件、活動啟動約束條件和項目截止時間約束條件；其中，
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的考慮時間-資源權(quán)衡的項目調(diào)度與資源配置集成優(yōu)化方法，其特征在于：所述的專有資源最大可用資源量約束具體包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮時間-資源權(quán)衡的項目調(diào)度與資源配置集成優(yōu)化方法，其特征在于：所述的s3具體包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的考慮時間-資源權(quán)衡的項目調(diào)度與資源配置集成優(yōu)化方法，其特征在于：所述的s35中，若所述的超體積貢獻...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：田文迪，趙雁，
申請(專利權(quán))人：武漢紡織大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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