复杂不确定环境下多层资源受限项目调度优化研究

Since more elements and industry segments are involved in the projects, the process of the decision making for resource-constrained project scheduling problems (RCPSP) cannot be determined by a manager, but the multiple level decision makers. This research focuses on the RCPSP with multiple level decision making structures under the complex uncertain environment, which has multiple objectives such as the minimum duration, the minimum tardiness penalty, the maximum quality, the optimal allocation of resources, and so on. In this research, uncertain theory, multiple level programming, multi-objective decision-making, and optimization theory are used to resolve the practical RCPSP, including resource-constrained multiple project scheduling problems (RCMPSP) and multi-mode resource-constrained project scheduling problem (MRCPSP). The results of the application will provide the theoretical and methodological support for the RCPSP with multiple level decision makers under the complex uncertain environment. Besides, the management mode of RCPSP will be innovated by taking multiple level decision making structures, multiple objective and complex uncertain environment into account. In addition, the efficiency and quality of the project schedule will be enhanced, and the effective recommendation and guidance will be provided for the project managers. The points mentioned above are motivations and justifications for this research.

面对日益增长的社会发展需求，当前的项目规模越来越大，参与要素越来越多，资源受限项目调度过程往往需要多层级决策人员同时参与，共同决策。本课题针对复杂不确定环境下具有多层级决策结构的资源受限项目调度问题 (RCPSP)，以实现项目工期最短、延期惩罚成本最小、资源配置最佳等为决策目标，综合运用不确定理论、多层规划理论和多目标优化理论，构建资源受限多项目调度 (RCMPSP) 和多模式资源受限项目调度 (MRCPSP) 的不确定二层多目标决策模型，设计合理有效的智能算法，并在理论和方法研究的基础上，将研究付诸于实践检验和应用。本课题从多层规划的独特视角建立项目合理调度、资源科学利用、持续优化的管理策略与方法举措，为复杂不确定环境下多层 RCPSP 提供理论和方法学支撑，同时创新资源受限项目调度管理模式，提升项目完成效率与质量，为项目管理者提供有益参考和指导。

本研究针对复杂不确定决策环境下，以工期最短、延期惩罚成本最小、资源配置最佳、完成质量最高为决策目标的具有多层级决策结构的资源受限项目调度问题 (RCPSP)，为其提供理论与方法支撑，制定更具有鲁棒性的调度计划，在缩短项目工期、降低项目运作成本、均衡利用资源、切实提升项目的完成效率与质量等方面都具有积极的现实意义，能够为项目管理者提供有益参考和决策指导。.研究发现：（1）在RCPSP决策过程中引入模糊随机变量能够更为充分地刻画主观因素所造成的信息不确定性，引入双随机变量能够有效地处理不可控的客观因素所造成的修正数据的双重随机性；（2）二层规划能够更好地描述RCPSP决策过程中不同层级决策人员同时参与决策的情形，上下层级的决策者控制不完全相同的决策变量，根据层级不同，由上而下交互做出决策；（3）结合多代理系统和拍卖理论能够建立和解决上下层决策者的竞争机制，并可以兼顾不同层级各方利益，从而能有效地解决分散式资源受限多项目调度问题和多模式资源受限项目调度问题；（4）在允许一定限度项目完工时间延长的前提下，“累计不稳定权重和越大的任务优先被调度”和“资源松弛”的前馈调度策略能够有效地提高任务可拆分RCPSP调度方案的鲁棒性；（5）通过赶工判定过程和时间缓冲的策略（STC）可以获得更具鲁棒性的RCPSP调度方案，并能控制为提高鲁棒性所导致的工期延长，从而能够较好地对项目时间和成本进行均衡。 .项目资助发表学术论文 19篇，其中SCI/EI检索的国际期刊论文11篇，发表EI检索国际会议论文4篇；录用待刊2篇，投稿在审8篇；培养硕士研究生7名（已毕业3名）。