融合反应性与前摄性双策略的项目均衡调度模型及其算法研究

作     者：金思棋 

作者单位：吉林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：丁丽霞

授予年度：2024年

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 081104[工学-模式识别与智能系统] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：项目调度 前摄性策略 反应性策略 双目标 非支配排序遗传算法Ⅱ 

摘      要：传统的资源受限项目调度问题,通常是假设活动工期确定不变,并在满足约束条件下实现项目工期最短或者成本最小的调度目标。但是在项目执行过程中,实际的活动工期可能会发生变化,并且导致项目工期和成本受到不利影响。通过梳理和总结现有文献,发现将前摄性项目调度策略和反应性项目调度策略结合使用是目前解决工期不确定的资源受限项目调度问题的最为有效的方法之一。但是一方面,有关双策略的研究更多关注如何减小活动工期变动产生的成本,忽略了项目工期这一重要的项目绩效评价指标。另一方面,项目最终的变动成本和工期即为反应性项目调度阶段产生的调整成本和工期,它们受基准调度计划的影响。不同的前摄性项目调度策略生成的基准调度计划对项目变动成本和工期产生的影响存在差异。因此,选择合适的前摄性调度计划作为反应性调度的基准调度计划以实现调整成本和项目工期上均衡最优,是十分具有现实意义的。 本文以项目调整成本和项目工期均衡最优为目标,构建两种融合前摄性和反应性双策略的项目均衡调度模型,比较两种模型在特定不确定环境下的性能表现,以此结论作为决策依据,帮助项目管理者选择合适的调度策略解决活动工期不确定下的资源受限项目调度问题。主要内容如下: 首先,本文将以最大自由时差效用函数权重和为目标的前摄性项目调度模型和以最短工期为目标的前摄性项目调度模型分别与以项目调整成本和项目工期为双目标的反应性项目调度模型结合,构建两种融合反应性和前摄性双策略的资源受限项目调度模型;其次,对遗传算法的适应度函数分别进行设置以求解两种前摄性项目调度模型,并且选择PSPLIB中的基准问题作为算例验证了前摄性项目调度优化模型及遗传算法的合理性;然后,选择NSGA-Ⅱ算法求解双目标反应性项目调度模型,并且将禁忌搜索算法引入精英保留策略中形成改进的NSGA-Ⅱ算法,运用解集相互覆盖度比较两种NSGA-Ⅱ算法的优劣,验证了改进NSGA-Ⅱ算法的有效性。最后,基于PSPLIB项目调度库中的标准算例,引入项目按时完工率这项指标,与项目调整成本和项目工期共同作为评价指标,研究在不同项目完工期限和活动工期变动程度下两种前摄性和反应性项目均衡调度模型的优劣。 结果表明,在成本方面,基于时差效用的前摄性和反应性项目调度策略始终优于基于项目工期的前摄性和反应性项目调度策略,而且随着项目完工期限的增加,前一种策略在成本方面的优势愈发明显。综合项目调整成本、项目工期和项目按时完工率三类指标考虑,在活动工期变动程度较小时,基于时差效用的前摄性和反应性项目调度模型更具优势;在活动工期变动程度较大时,基于项目工期的前摄性和反应性项目调度模型更有优势。这将有助于项目管理者面对特定的不确定环境采取合适的项目调度策略,实现成本和时间两个维度上均衡最优,制定更加全面和科学的决策。