一种支持项目并行及多资源方案的优化方法技术

本发明专利技术提供一种支持项目并行及多资源方案的优化方法，首先明确项目中的每个任务及各任务可设置的所有资源方案；然后确定研发流程计划安排的目标，再对研发流程计划安排的优化问题进行数学建模；最后采用差分进化算法求解目标函数；因此，本发明专利技术能够支持任务单资源方案、任务多资源方案、单项目优化和多项目优化的研发流程计划安排情况，能够快速得到科学高效的计划安排，可以提高研发流程计划安排的自动化、智能化水平。智能化水平。智能化水平。

【技术实现步骤摘要】
一种支持项目并行及多资源方案的优化方法


[0001]本专利技术属于企业信息化领域，尤其涉及一种支持项目并行及多资源方案的优化方法。

技术介绍

[0002]大型复杂产品的研发流程可以分解为多个项目的研发流程，每个项目可以继续分解为多个任务，每个任务的执行要满足相应的资源需求。研发流程计划安排是统筹任务安排、资源分配的指导性环节，优秀的研发流程计划可以为项目进度保证、生产质量提高、资源成本节约等目标提供支持。
[0003]在实际的研发流程计划安排中，任务的数量大、每个任务可配置的资源方案多、任务之间存在紧前/紧后关系约束，特别是多项目并行时，常常出现资源冲突的情况。研发流程的计划安排是一个复杂的NP问题，解决该问题的关键是任务的执行次序和资源方案的设置。
[0004]传统研发流程的计划安排，多为设计人员依靠经验来安排任务次序及资源配置，需要频繁通过会议交流来同步进度、了解当前资源占用情况。这种方式的实时性差、流程计划安排的效率低，容易出现资源冲突和项目超期的情况。因此，应该有一种支持项目并行及多资源方案的研发流程计划安排方法，解决以上问题。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本专利技术提供一种支持项目并行及多资源方案的优化方法，能够解决多项目并行与多资源方案的研发流程计划安排问题，提高研发流程计划安排的智能化、自动化水平。
[0006]一种支持项目并行及多资源方案的优化方法，包括以下步骤：
[0007]S1：获取待优化项目集合P＝{P1,P2,P3…
Pr/>n
}中各项目包含的子任务以及完成各子任务所需要的资源，其中，项目P
k
中包含的子任务的集合为A
k
＝{A
k,1
,A
k,2
,A
k,3
,
…
,A
k,j
,A
k,j+1
,
…
,A
k,J
}，且k＝1,2,
…
,n，n为待优化的项目总数，j＝1,2,
…
,J，J为项目P
k
中包含的子任务数量；同时，各项目包括0个、1个或多个任务组，对于存在一个或多个任务组的项目，任务组中的子任务之间的逻辑顺序与执行顺序可调，而任务组在整个子任务序列中的逻辑顺序与执行顺序、任务组以外的子任务之间的逻辑顺序与执行顺序固定不变；
[0008]S2：根据设定指标，确定所有项目的各子任务的优先级，其中，所述设定指标包括后续任务数量、后续任务工期、最晚完成时间以及重要性，且四个指标对应不同的权重；同时，若当前确定优先级的任务为任务组中的子任务时，当前确定优先级的任务的第一个后续任务为排在当前确定优先级的任务所属任务组后的第一个子任务；
[0009]S3：在满足各项目的子任务的逻辑顺序条件下，根据各子任务的优先级，确定各项目包含的所有子任务的执行顺序，进而确定各项目在当前执行顺序下的计划，所述计划包括各子任务的开始时间、结束时间以及选定的资源方案；
[0010]S4：构建如下目标函数：
[0011][0012]其中，T
′
k
为项目P
k
在当前执行顺序下的工期，T
k
项目P
k
设定的理想工期；
[0013]S5：按照设定的约束条件，采用差分进化算法迭代求解所述目标函数，其中，在差分进化算法的每一次迭代中，采用设定规则更新所述后续任务数量、后续任务工期、最晚完成时间以及重要性对应的权重，进而更新各项目包含的所有子任务的执行顺序，直到达到设定的迭代次数，得到各项目包含的所有子任务的最终执行顺序，对应得到最优的计划；
[0014]所述设定的约束条件为：
[0015]任意一个项目P
k
的子任务A
k,j
的开始时间与工期和值，不能大于子任务A
k,j
的紧后任务的开始时间；
[0016]同一时刻t，资源被各子任务占用的数量不能大于该资源的总量；
[0017]各项目在当前执行顺序下的结束时间不晚于各项目对应的最晚完成时间。
[0018]进一步地，各子任务的优先级的计算方法为：
[0019][0020]其中，f(k,j)为子任务A
k,j
的优先级函数，SN
k,j
为子任务A
k,j
的后续任务数量，SN
k,1
为子任务A
k,1
的后续任务数量，ω1为后续任务数量对应的权重，SD
k,j
为子任务A
k,j
的后续任务工期，SD
k,1
为子任务A
k,1
的后续任务工期，ω2为后续任务工期对应的权重，LF
k,j
为子任务A
k,j
的最晚完成时间，LF为各项目中所有子任务的最晚完成时间，ω3为最晚完成时间对应的权重，H
k,j
为子任务A
k,j
的重要性等级，H
max
为重要性等级最大值，ω4为重要性对应的权重。
[0021]进一步地，子任务A
k,j
的重要性等级分为普通、重要和关键三级，对应的重要性值分别为1、2、4，同时，所述重要性等级最大值H
max
为4。
[0022]进一步地，所述完成各子任务所需要的资源包括人员、设备、场地以及知识。
[0023]进一步地，子任务的后续任务数量越多，该子任务的优先级越高；子任务的后续任务工期越大，该子任务的优先级越高；子任务的最晚完成时间越小，该子任务的优先级越高；子任务的重要性越强，该子任务的优先级越高。
[0024]有益效果：
[0025]本专利技术提供一种支持项目并行及多资源方案的优化方法，首先明确项目中的每个任务及各任务可设置的所有资源方案；然后确定研发流程计划安排的目标，再对研发流程计划安排的优化问题进行数学建模；最后采用差分进化算法求解目标函数；因此，本专利技术能够支持任务单资源方案、任务多资源方案、单项目优化和多项目优化的研发流程计划安排情况，能够快速得到科学高效的计划安排，可以提高研发流程计划安排的自动化、智能化水平；
[0026]此外，本专利技术通过差分进化算法求解目标函数，可以帮助流程编制人员确定较优的任务执行次序和资源方案，在保证流程计划安排满足任务的紧前/紧后关系、资源不冲突和项目不超期的前提下，使项目综合工期最短；并且，多个项目流程同时优化时，每个项目
的计划都不超过其各自的完成期限，每个项目计划的工期都趋向于最短。
附图说明
[0027]图1为本专利技术支持项目并行及多资源方案的优化方法的流程图；
[0028]图2为本专利技术提供的单机1和单机2两个项目的研发流程示意图；
[0029]图3为本专利技术输出的流程计划仿真动画截图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种支持项目并行及多资源方案的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：获取待优化项目集合P＝{P1,P2,P3…
P
n
}中各项目包含的子任务以及完成各子任务所需要的资源，其中，项目P
k
中包含的子任务的集合为A
k
＝{A
k,1
,A
k,2
,A
k,3
,
…
,A
k,j
,A
k,j+1
,
…
,A
k,J
}，且k＝1,2,
…
,n，n为待优化的项目总数，j＝1,2,
…
,J，J为项目P
k
中包含的子任务数量；同时，各项目包括0个、1个或多个任务组，对于存在一个或多个任务组的项目，任务组中的子任务之间的逻辑顺序与执行顺序可调，而任务组在整个子任务序列中的逻辑顺序与执行顺序、任务组以外的子任务之间的逻辑顺序与执行顺序固定不变；S2：根据设定指标，确定所有项目的各子任务的优先级，其中，所述设定指标包括后续任务数量、后续任务工期、最晚完成时间以及重要性，且四个指标对应不同的权重；同时，若当前确定优先级的任务为任务组中的子任务时，当前确定优先级的任务的第一个后续任务为排在当前确定优先级的任务所属任务组后的第一个子任务；S3：在满足各项目的子任务的逻辑顺序条件下，根据各子任务的优先级，确定各项目包含的所有子任务的执行顺序，进而确定各项目在当前执行顺序下的计划，所述计划包括各子任务的开始时间、结束时间以及选定的资源方案；S4：构建如下目标函数：其中，T
′
k
为项目P
k
在当前执行顺序下的工期，T
k
项目P
k
设定的理想工期；S5：按照设定的约束条件，采用差分进化算法迭代求解所述目标函数，其中，在差分进化算法的每一次迭代中，采用设定规则更新所述后续任务数量、后续任务工期、最晚完成时间以及重要性对应的权重，进而更新各项目包含的所有子任务的执行顺序，直到达到设定的迭代次数，得到各项目包含的所有子任务的...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔立红，陈志豪，徐婷，赵汉卿，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：