[发明专利]多技能员工约束的装备研发多项目协同调度方法及系统

说明书

本发明公开了一种多技能员工约束的装备研发多项目协同调度方法及系统，属于任务调度技术领域。包括：1、获取高端装备的研发任务数据；2、设定算法相关参数；3、执行AC启发式规则；4、得出的结果作为算法初始解；5、对初始解进行Shaking操作；6、执行基于EX、SEC和TEC的变邻域搜索；7、判断是否满足算法执行的终止条件，如果满足则输出算法的全局最优解，否则返回步骤4。本发明能针对考虑多技能员工约束的高端装备研发过程多项目调度问题，求得近似最优解，从而使得高端装备制造企业能在最大限度上利用人力资源，缩短产品研发周期，从而提高企业核心竞争力。

技术领域

本发明涉及任务调度技术领域，具体来说是考虑多技能员工约束的装备研发多项目协同调度方法及系统。

背景技术

高端装备是指技术含量高、资金投入大、涉及学科多、服役寿命长，其研发与制造一般须要组织跨部门、跨行业、跨地区的力量才能完成的一类技术装备。高端装备研发能力的提升对我国装备制造业转型升级起到重要引擎作用，是国家发展战略的核心层面。高端装备的研发任务规模巨大，研发人员数量众多，任务间关系复杂，使得高端装备的研发调度问题成为企业实际生产中的“卡脖子”技术难点。资源受限的多项目调度问题作为一类经典的组合优化问题，广泛应用于现代化企业实际生产中，如航天装备、高速动车组、智能网联汽车等高端装备领域。与传统项目调度问题不同，在高端装备制造企业的实际研发过程中员工起到了至关重要的作用，包括任务的人员分配，任务的加工顺序，项目的工期缩短等。随着以大数据和人工智能为代表的新一代信息技术的快速发展，国内外学者提出了针对该问题的各类智能算法和启发式算法，推动产品研发的快速高效进行。

关于人员约束下多项目调度问题的现有研究，主要集中在人员多技能或者多模式调度上。通常假设任务可以由多个模式执行或者任务需要多个技能的员工共同完成，各个模式下人员的需求量确定或者多技能员工能力不存在差异。

现有技术中，Smet等人^[1]提出了一种混合两阶段启发式算法来确定员工技能和任务需求的最优匹配；Peteghem等人^[2]提出了针对多模式资源受限项目调度问题构建了元启发式算法并在新的数据集上进行比较算法性能。然而，这些研究都是分别针对多技能和多模式问题进行单独分析，现有技术中关于二者的结合以及员工能力差异化问题的分析相对较少。在实际的研发过程中，一个任务的完成既需要多个技能，同时也存在研发人员的调动和变换。此外，员工的能力也具有差异化表现。最终使得产生的研发任务调度方案无法应用到实际生产环境中，存在较大差异。

[1]Smet P,Wauters T,Mihaylov M,et al.The shift minimisation personneltask scheduling problem:A new hybrid approach and computational insights[J].Omega,2014,46(9):64-73.

[2]VanPeteghem V,Vanhoucke M.An experimental investigation ofmetaheuristics for the multi-mode resource-constrained project schedulingproblem on new dataset instances[J].European Journal of Operational Research,2014,235.

基于以上论述，现有技术存在以下缺陷：

(1)目前对多模式和多技能相结合的多项目协同调度问题的研究相对较少，很多学者提出的调度模型大多集中在资源数量固定下的模式选择、多技能人员和任务的匹配优化上面，而忽略了二者结合对企业实际研发的影响，同时在任务分配阶段要考虑研发人员能力的差异化对缩短项目完工时间尤为重要，这会大大降低研发产品的成本，提高高端装备企业核心竞争力。