考虑气象因素和资源限制的户外作业项目调度研究

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合理的项目调度计划可以降低项目成本,减小项目工期。现实中常见的户外作业项目易受天气影响,且项目资源供应限制较多。因此,制定合理的户外项目调度计划具有挑战性。本文依据风电设备制造企业的实际需求,本文围绕风电场的建设和检修过程,拓展研究了考虑气象因素和资源限制的户外作业项目调度问题,针对不同的项目内容、阶段和目标构建并求解了不同的调度优化模型。首先,本文基于气象因素和资源限制,研究了带有时间约束的多项目联合调度问题,目标是最小化项目资源成本和生产损失。根据资源、时间等约束条件构建了混合整数线性规划模型,并使用主目标法实现了项目资源成本和生产损失的双目标优化。风电场检修项目调度的案例结果表明,和传统的定期项目计划相比,本文提出的方法所产生的项目成本和生产损失,分别降低了约30%和20%。在本文第二部分研究内容中,进一步考虑了任务工时的不确定性,构建了任务工时的时变概率分布,建立了户外作业项目的随机调度优化模型。此外,提出了基于公共随机数和假设检验的贯序仿真方法,提高了基于分布估计算法的寻优性能。随后,采用PSPLIB数据集中的J120案例库和实际风电场建设项目案例验证了算法的有效性。最后,本文考虑了气象因素和资源供应变化给项目的执行过程带来的不确定性影响,设计了有效的反应式项目调度策略。基于干扰管理构建了多模式的调度模型,提出了多种计划调整策略,并通过禁忌搜索算法进行项目执行周期内的滚动优化。PSPLIB数据集中的MM100案例库和风电场建设项目调度的实际案例结果表明,本文提出的反应式调度策略有效降低了项目完工时的累计综合扰动费用。综上所述,本文从实际项目出发,分析气象变化并定义了任务工时的计算方式,构建了多项目调度问题的混合整数线性规划模型,合理分配仿真资源提高了仿真优化的寻优效率和质量,并将干扰管理思想应用于反应式调度。部分研究成果已在企业的实际管理中应用,并取得了一定的实际价值和经济效益。
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