带资源可用性代价的项目调度启发式算法

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项目调度问题广泛存在于建筑、工业生产、软件开发、云计算等不同行业,有效调度是提高项目效率、降低代价的重要手段。  本文考虑带资源可用性代价和截止期约束,最小化资源可用性代价的项目调度问题。将原问题划分为拓扑排列和资源决策两个子问题,提出多起点迭代搜索启发式算法MSIS,与传统先解决资源决策、后求解拓扑排列的RACP求解方法不同,MSIS先解决拓扑排列问题、再解决资源决策问题;由于传统方法是将原问题转化为一系列SMRCPSP问题,对这些NP-hard问题的迭代求解使得求解效率不高。提出一个迭代搜索框架,构建局部搜索的可行邻域、基于插入的路径回连等机制,保证每步都产生可行拓扑序列。通过分析现有资源调节策略,发现单纯的递减资源可用量直到不能再减少的调节方式,忽略了部分资源可用量的增加可导致其他资源需求量的降低,从而使得项目整体的资源需求降低;本文提出包含资源一致下降和资源波动下降的两阶段资源调节启发式算法。考虑截止期约束的性质,提出后向资源波峰下降过程,使得活动在项目截止期内尽可能的分布开,以降低资源使用的峰值。  为验证所提出MSIS算法的效率和有效性:首先对算法的起点生成策略和参数进行实验分析,得到适合所考虑问题的最优起点生成策略和参数组合;将MSIS算法与Scatter Search、GA和PR在PSPLib和RanGen两个数据集共1380个实例上进行比较。实验结果表明:提出的MSIS算法在效率和有效性两方面都优于已有算法。
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