求解资源受限多项目调度的改进遗传规划算法
2021-05-27陈浩杰丁国富阎开印
陈浩杰 丁国富 张 剑 阎开印
西南交通大学机械工程学院先进设计与制造技术研究所,成都,610031
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资源受限项目调度问题(resource constrained project scheduling problem , RCPSP)[1-2]是项目管理中最为经典和核心的NP难问题[3],但RCPSP并不完全适用于众多复杂实际场景,故需要进行不同方面的扩展,如多技能RCPSP优化[4]、多模式RCPSP优化[5]等,其中资源受限多项目调度问题(resource constrained multi-project scheduling problem, RCMPSP)是应用最广泛的扩展模式[6-8],项目管理中约90%是在多项目下进行的[9]。
近年来,RCMPSP的求解方式主要以元启发式(如进化智能算法)和启发式(如优先级规则)为主。在元启发式的研究中,XIN等[10]提出了一种遗传算法,其编码方式基于活动优先级且在搜索过程中结合存储邻接矩阵,从而提高了搜索能力且避免产生非法解修复过程。ZHENG等[11]设计了一种多智能体架构,并结合关键链技术以求解分布式RCMPSP。TIAN等[12]通过研究单项目、多项目和活动等三个层次的资源流特性,提出了一种适用于求解RCMPSP的改进关键链技术。PREZ等[13]提出了一种求解RCMPSP的多模态遗传算法,通过扩展搜索过程中的种群多样性来避免算法陷入局部最优。

大量研究表明,PR调度具备快速响应能力和良好的求解能力,但不同的PR具备不同的特性导致其适用的目标函数和场景不同,且PR本身不具备优化能力,因此考虑根据不同PR的优势去构造适用更广、求解能力更强的PR。于是超启发式的理念被提出和逐步应用[19]。
遗传算法是具备很强通用性和优化能力的元启发式算法,其优化过程被模拟到超启发式算法上形成遗传规划算法(genetic programing,GP)和基因表达式编程(gene expression programming,GEP)。……
