工作量不确定环境下离散时间/资源权衡问题最优执行模式组合的选择及其策略研究

Discrete time/resource trade-off problem, which is a sub-problem of multi-mode project scheduling problem, has the important theory value and broad application background. The existing research of discrete time/resource trade-off problem is mainly focused on the algorithm of general solution, not considering the uncertainty of work content if there are multiple optimal mode combinations. The project plans to consider work content uncertainty and study the optimal model selection and scheduling policies. The main research contains as follows：construct the basic discrete time/resource trade-off problem instances sets and make a classification of them; study on the optimal mode selection and scheduling policies under different objection of the shortest average project length and most robust respectively; construct a multi-level mixed model to analysis the interaction between mode selection, scheduling policies, uncertainty of work content and project performance. Finally, summarize the general rules of mode selection and scheduling policies for the discrete time/resource trade-off problem under work content uncertainty. The project which is expected to conclude a general selection principle of optimal mode combination and scheduling policies provides guidance and advice for the project manager or project decision-maker when they have more than one plan.

离散时间/资源权衡问题是多模式项目调度问题的一大分支，具有重要的理论价值和广泛的应用背景。现有离散时间/资源权衡问题的研究主要集中在其算法的一般求解上，并没有考虑工作量不确定环境下，如果存在多种最优执行模式组合，究竟应该采取何种执行模式组合使得项目绩效更优。本项目拟考虑工作量不确定性，研究最优模式组合选择及其调度策略。研究的主要工作包括：构建基本离散时间/资源权衡问题的问题集，并对其分类；分别以最短项目平均工期和最强鲁棒性为目标，设计出选择最优模式组合及其调度策略的启发式算法；通过构建多层次混合模型，分析有效执行模式组合选择、调度策略、工作量不确定性水平等因素对项目绩效的影响；最后，总结出工作量不确定环境下离散时间/资源权衡问题最优模式组合选取的一般原则。本项目有望提出一般性最优执行模式组合及其策略选取的原则，为项目经理或项目决策者在含有多个不同的计划方案时提供指导性建议。

离散时间/资源权衡问题是在满足紧前关系和资源约束的条件下，找到有效执行模式组合，并对此模式组合下的项目进行排程，使项目工期最短。该问题作为多模式项目调度问题的一大分支，在建筑工程、软件开发等项目中有着广泛应用。而现有离散时间/资源权衡问题的研究主要集中在其算法的一般求解上，并没有考虑工作量不确定环境下，如果存在多种最优执行模式组合，究竟应该采取何种执行模式组合使得项目绩效更优。本项目主要围绕离散时间/资源权衡问题的测试问题集构建、离散时间/资源权衡问题策略研究和离散时间/资源权衡问题最优执行模式选择研究三个方面展开的。.首先，对现有测试问题集的相关研究进行分析和归纳，提出了项目调度问题中选取问题集的一般流程以及自我构建问题集的一般方法，并在此基础上构建了基本离散时间/资源权衡问题的测试问题集，并对其分类。针对上述生成的离散时间/资源权衡问题的问题集，计算其初始基准最优执行模式及其基准调度计划，并分析问题集的特征参数对问题求解的影响。.随后，提出两个基本调度策略（时刻表策略和接力赛策略）来研究工作量不确定环境下离散时间/资源权衡问题策略研究。将关键链法应用到多模式的随机离散时间/资源权衡问题中，通过从输入缓冲区设置、优先级别以及不同层次的可用资源量三个不同角度，对两个基本调度策略进行比较研究发现时刻表策略在项目调度计划表中资源非常紧凑的情况下所得绩效要好。由于在此研究中涉及到关键链中缓冲方法和鲁棒性指标，因此还专门进行缓冲设置研究以及双目标鲁棒性项目调度算法研究。.最后，离散时间/资源权衡问题最优执行模式选择研究则是在离散时间/资源权衡问题策略研究的基础上，提出特征指标，通过大量仿真，说明对于随机离散时间/资源权衡问题，有多个不同项目模式组合及其对应的项目调度计划时，应选取项目计划工期短的项目模式组合及其调度计划；当项目调度计划的工期相同的情况下，应选取串行度高的项目模式组合及其调度计划。我们希望能给项目决策者在含有多个不同的计划方案时提供指导性建议。