项目调度及其优化

项目调度及其优化黄少荣(广东司法警官职业学院，广东广州510520)[摘要]研究了项目调度问题及其优化算法,在对调度问题作了详细分类的基础上,对各种调度问题的优化算法做出.总结,并针对目前各种调度模型存在的不足,提出了均衡优化调度和可持续发展调度等新的调度目标。[关键词]项目调度问题;均衡优化;可持续发展动力和机械设备。第二类是不可更新资源，这种资源可用量1.引言在项目开始时给定,并随着消耗逐步减少,如资金、能源和原随着科技的发展,项目规模增大,资源要求紧迫,协作材料。第三类资源是双重约束资源,可通过增加可更新资源关系复杂，调度不仅指传统意义上的组织执行进度计划的和不可更新资源约束来代替, - -般不予考虑"。工作,而且已经被赋予更广泛的含义,成为将项目任务.工调度问题按资源是否受限分为资源无限项目调度问题期、成本、收益、资源配置等有机结合起来,以全面反映项目和资源受限项目调度问题。资源无限项目调度假设项目的执实施状况的一个综合性指标。 对大规模的项目目前很多算行不受资源限制,实际应用中很少。法已很难在多项式时间内找到一个可行调度。因此,调度问资源受限项目调度问题是指在项目执行必须受到资源题已成为“运筹学上的一一个长期挑战”。限制，还有一系列的约束, 如活动之间的优先关系、每个活动2.详细分类可有多种执行模式、需要多种资源而且资源可能是可更新或项目调度问题-般定义如下:在提供的一系列资源的不可更新的。问题的解是在于如何满足时序约束和资源约束基础上，合理安排必须完成的一系列活动的执行以及对各下产生-一种使管理目标为最优的调度方案,调度方案由各活:活动进行资源分配，使项目的-系列目标为最优的调度方动的开工期和执行模式组成。案。资源、活动、目标构成了项目调度问题的三要素,根据三(2)活动:项目执行的基本单位根据执行模式可以分单模式(Single-Mode) 和多模式要素的特性对项调度问题进行详细分类, 如图1所示。(Multi-mode):单模式是指每一任务 只能由一种模式来执-顾可更新-有资源限制+资源不可更新行,如Job Shop, Flow Shop,单机与并行多机的调度等:多模--资源-既有可更新资源也有不可更新贷源式是指每一任务可以用几种模式完成，每一模式以已知的延L无资源限制续时间和给定资源需求为特征。多模式调度很难求解,在资r执行模式[桃大源约束条件下,为每个活动选配不同执行模式将大大地扩展解空间。优先关系.r无果制t有深制活动之间的优先关系经常受到限制，每个活动根据预先项目调度问题-活动.抢先性[式定好的模式中断,前一-活动部分完成或全部完成后下一活动-批占式方可开始。另外,有些活动属于抢占式,具有执行优先权,而r无概定有些活动则规定起始执行时间，这些都要求在建立数学模型最短工期时带上复杂约束条件。. 最小费用(3)目标:整个项目调度问题的评价标准L目际-时间一费用交换与约束不同，满足约束决定调度的可行性,而满足目标决-最大净现值定调度的最优性,即可行调度是满足所有约束的调度,而最优. 资源水平调度是可行调度中最优的四。一个项目的目标可以有多个,目-贅源均衡标间可能产生冲突,如缩短工期会增加费用等。目标越多,产圈1项目调度问题分类圈生的冲突越大,调度时,要对各种目标进行权衡,在满足主要目标的基础上尽量满足其他目标。目标-般有以下几种:(1)资源:项目的物质基础中国煤化工到完工的时间的最小分为三类:第-类是可更新资源，是指资源可用量在整日标。个项目实施过程的每个时间段内都保持恒定的资源，如劳MYHcNMHG各项费用,假设在满作者简介:黄少荥,女,广东饶平人,硕士,讲师,研究方向:计算机应用和智能算法。一87一足项目工期约束的前提下，通过对项目活动的开工期和执根据一定的规则搂列起来,然后按各个工作的排列顺序来分行模式进行合理的调度,使项目的费用最低,目的是提高项配资源，使得某一- 目标最优。这类算法可根据不同优化目标目的投资回报率,降低项目的投资风险。③时间一费用交换"。假设通过增加费用,可在技术许采用不同规则，方法灵活，而且描述简单,鲁棒性强,理论上可的范围内压缩工期，并且工期与费用间有确定的函数关可以解决任何规模的RCPSP且求解时间对项目的结构不敏系。工期的压缩是通过增加资源分配实现的,工期与费用之感,但只能得出近优解，而且往往不能充分利用资源。间的函数关系可通过资源联系起来,即资源越多,执行时间.4.研究方向越短。调度的目标是在总资源给定的条件下使项目工期最可持续发展调度:调度的核心是经济发展与保护资源、短,或在给定工期的条件下使项目的总成本最少。保护生态环境的协调-致。分配资源时优先使用绿色材料,④最大净现值:以净现值为评价目标对项目进行财务评选择活动执行模式时优先采用环保施工技术。在实现项目价,评价项目在经济.上是否盈利。对投资项目的实施后所能带的质量目标、经济目标、进度目标的基础上,实现环境质量来的现金流量进行估计，然后安排各个活动的开始时间和节目标、经济效益的长期最大化,实现人与自然、人与社会的点实现时间，使整个项目的净现值最大。考虑到现金流的时间和谐统- -.性,把所有的现金流按-定折现率折现到项目开始时，这类问均衡优化调度:调度必须均衡承包商和业主的利益,达题称带有折现率的现金流优化项目调度问题叫,其主要思想到承包商与业主双赢的目的。现有调度都是单方面从承包是在满足时序约束和资源约束的前提下，合理安排各活动的商或业主角度出发，最大限度地考虑了承包商或业主的利益开始时间和执行模式,尽可能地使现金流出推后,现金流入提面忽视了两者的平衡. 承包商和业主作为两个决策主体,其前，目标是使整个项目的净现值最大化。决策相互影响,如业主希望项目尽快完I而承包商为了节约⑤资源水平:在满足项目工期等约束条件下,柬项目各成本而延长工期.业主尽量推迟付款而承包商则希望尽快收执行阶段中消耗的资源成本最低。可将该类问题转化为最款等,这就需要在调度时对双方利益做出均衡。短工期调度问题来求解叫;首先去掉项目工期约束,把各种动态调度"调度能根据施工环境的变化在保证已完成资源拥有量定位在某-较低水平, 然后求解相应的最短工工作的先后次序的基础上进行合理调整。施工具有不确定期，如果得到的项目工期大于给定工期，则提高资源可用性和动态性，如机器损坏、员工生病、资金无法到位、恶劣天量,重新求解相应的最短工期，此过程不断重复,直到求得气及自然灾害等,这些都将导致调度无法顺利执行,需要随可行解。时对调度进行调整。⑧资源均衡:主要对资源的利用进行较好的分配和安柔性调度":调度必须考虑利用资源约束的柔性来达到接,力求每天所需资源量接近均值，避免出现资源黃求量大更好的目标。如资源交叉利用，通过租借得到某些资源,或起大落的现象。施工时，如果资源分布均衡，可大大减少施适当加班增加劳动力，适当提高某些瓶颈资源的分配量以缩工现场各种临时设施(仓库、堆积、临时住房)的规模，节省短工期等。施工费用和间接费用，减少消耗,避免不必要的损失，从而另外,现有优化算法主要存在规模限制、模式限制、以及降低工项目总成本。- .次性付款等问题，应扩大项目规模，活动执行模式允许多3.求解算法样化。现金流优化上付款方式采用多节点付款，并以一定折资源无限项目调度问题,求解方法多采用关键路径法和现率折现至项目开始时,方便评估。计划评审技术等活动网络技术,通过网络图制定计划,求得5.结语计划的最优方案，以组织和控制生产,使其达到预定目标.项目工程越来越复杂,约束条件越来越多，目标越来越由于其不考虑资源受限，制定的调度往往过于乐观，实际用高，对项目进行调度并优化目标是工程项目管理的核心,现处不大.有优化模型需要不断得到更新和提高。本文提出的新调度自50年代至今，资源约柬项目调度问题一直是人们关.目的更适应社会的发展和实际工程的需要。注和研究的热点，求解算法可分精确类算法和启发式算法两大类。参考文献: .精确类算法包括枚举法、动态规划法、分枝定界法等,其川刘士断，项目仇化调度理论与方法M].北京:机械工业出版研究主要集中在利用数学规划问题来对项目调度进行公式化社,2006.的求解，在规则的定义中利用了现有的一些调度知识和经验，[2)Mathew Bartschi Wall. Acnetic Algorihm for Resource在某种程度上能够得到精确解甚至最优解，但算法的变量数Costnined Scbotuling 办Messchusts lotitute of Techology:和约束数会随着项目规模的增大而急剧增多,即维数爆炸",199 163故其只适用解决中小规模RCPSP,规模越大,效果越差。190.中国煤化工Manmgem seame启发式算法如遗传算法、模拟退火、禁忌搜索、蚁群算法;:0HCNMHG.等，就是在多个工作竞争同一种有限的资源时，把各个工作虹工程度话.与200.02.0用交换问题研究[].系(下转第91页)一88-分析和散热计算，可以指导设计散热方式和散热器的选择，[3] Thermal management of golden dragon LED[N]. Opto Semico-保证了LED工作在安全的温度范围内，减少了质量问题;合ductors," 2002.理地选用、设计散热器,能有效降低LED的结温,提高LED[5]C. A. Soule, “Future trends in beat sink desin", eletronies的可靠性。所以一个整体的LED照明灯解决散热问题主要cooling, 2001.从上述所介绍的几个方面分析解决,LED基板散热的改进[6] M. lyngr & A. BarCohen, "Design for Manuficurbili of和散热体的散热效率的提高是LED照明灯散热中的主要问SISE prllel plate Forcod covecio beat saks" lnter Society Coference题。如果LED的散热问题得以解决,LED照明灯的优势就on Tbermal Phenomena, 2000.得以显示出来,也就会很快地取代传统的光源。[7] H. w. Maristein, "Opiunizing beat sink performance ",EP &P.1995.参考文献:[8] Curran JA, Clyu TW. The thermal conductivity of plasma elc[1] Ank M,Petrosk F J, Weavery s. Thermal callenges in the funuretrolytic oxide coatings on aluminiumn and magnesium[小. Suface and CoatgeDeration solid state lighting ppliatioi: light emiting diodes[A]. Proc.ings Technology, 2005, (2-3): 177-183.of IEE -MTHERM. confercnce[C]. 2002,5:113- -120.[9] Curman J A,ClynT W. Thrmopbyial properties of plasama eleo[2] Narendran N, Deng L,Pysar R M,et a1. Performance characteristrolytic oxide coatings on aluniniumo[J]. Surface and Coaings Technology,tics of high -fux light eniting diodes[]. Proc. of SPIE, 200302005,(2-3); 168-176.Thermal Analysis of the Large Power White LED LightingZhou Zhigang' Yang Guanghua' Li Yulan2(1. Tiaojin poyechnic Universty, Tiajin 300160;2. Academy of Militry Trasporation, Tianjin 300161)[ Abetnaxt ] Nowadays,a new generation of LED lighting is developing rnpidly. However, some key ises about the LED lightigshould be solved. For example, the thermal management of large power LED is a particular problem. In this paper, the problems andsolutions of power LED thermal management from these three aspects which include devices fabrication, thermal substrate and beatsink are analyzed.{Kaywords ] heat radiation; lighting; LED(上接第67页)The Development of Mobile Application Program Based on JavaFXLi Weiyong(Nanjing Cllege of Information Technology，Nanjing 210046 ,Jiangsu)[ Abetumot ] JavaFX provides a productive development enironment by the Sun Co. ,which aims at the rich internetapplications. It combines the best capabilties of the Java platform with comprehensive, immersive media functioality into anintuitive and comprehensive one stop development environment. It reduces the difculty of the development and increases thetransplantable of the progam. This pager introduces the JavaFX structure and the characteritics of the JavaFX Script. The authordiscusses a photos explorer application and gives the main scheme to carry out the project.[ Koywords ] JavaFX; rich Internet aplication; JavaFX Mobile; mobile device; stage program(上接第88页)The Project Scheduling Problem and OptimizationHuang Shaorong(Guangdong Justice Police Vocational Cllege, Guangzhou 510520, Cuangdong)[Abotnct ] This paper studies the projet scheduling problem and its opti中国煤化Iof the casfieaion forthe projet scbeduling problems, a summary of all kinds of algorithms foCNMH(: given. Aiming at theshortcomings of the various scheduling model, the equilibrium optimizatiou sunoung aiu u UDUaUI uevelopment schedulingare suggested.[Koyworda I projet schedulig problem; equlibin opimization; sustainable devlopmecat