可中断批处理多服务器系统动态调度的研究

可中断批处理多服务器系统动态调度问题是一个具有共性和普遍意义的复杂系统调度问题，可覆盖多个应用领域。在分析研究该系统内部复杂行为特征的基础上，利用Petri网建模方法描述系统输入（随机服务请求）与响应（服务器对服务请求进行处理）之间的复杂逻辑关系及其对系统性能指标的影响。针对可中断批处理多服务器系统动态调度问题提出基于MAS技术的调度解决方案总体结构，研究代理协商机制及其实现，将集成RBR与CBR技术的智能调度算法嵌入到各代理的协商、决策过程，提出全局优化算法解决因代理自主性造成的局部优化问题，并将以上方法集成，形成具有原创性的基于MAS技术的分布式动态调度全局优化算法。本项目取得的研究成果适用于解决具有批处理设备的制造系统调度问题、物流派送及智能交通领域的车辆路径问题、电梯群控调度问题等，具有非常重要的理论研究意义与实用价值，以及广阔的应用前景。

以串并混合型离散制造系统为研究对象，开展变动作业计划约束下系统整体预防性维护活动的动态调度研究。首先，通过分析系统层维护调度的参数构成、基本输入和状态转移等需求，研究建立基于役龄递减和故障率递增的混合式修复非新规则，实现设备层的维护调度建模。然后，基于组成本理论和动态规划方法，分析变动作业计划对组成本及动态调度过程的约束机制，建立机会维护下系统整体的动态维护调度策略。之后，结合设备层的维护调度模型，研究不同配置下设备提前或延期维护的节余成本的计算方法，完成系统层维护调度目标函数的构建，实现系统层维护调度策略的分阶段的动态优化。最后，以三阶段四设备组成的离散机械制造系统为测试床，通过仿真运行和对比分析，验证本研究维护调度策略和优化模型的有效性。本研究的动态维护调度理论融入变动作业计划约束，不仅对提高离散制造系统的维护调度水平具有现实意义，而且将促进维护调度和作业调度两个研究领域的交叉与耦合。

本项目以串并混合型离散制造系统为研究对象，主要开展了变动作业计划约束下系统整体预防性维护活动的动态调度研究。首先，通过分析离散制造系统系统层维护调度的参数构成、基本输入和状态转移等需求，研究建立了基于役龄递减和故障率递增的设备层混合式修复非新规则，实现了设备层的维护调度建模。然后，基于组成本理论和动态规划方法，分析了变动作业计划对组成本及动态调度过程的约束机制，建立了机会维护下离散制造系统整体的动态维护调度策略。之后，结合设备层的维护调度模型，研究了不同配置型式下设备提前或延期维护的节余成本的计算方法，完成了系统层维护调度目标函数的构建，实现了系统层维护调度策略的分阶段的动态优化。最后，分别以八设备串行离散制造系统和三阶段四设备串并混合型离散制造系统为仿真测试平台，通过仿真分析展示了本研究维护调度策略的具体决策过程，同时通过与其他两种维护调度策略，即所有作业区间设备都提前维护的策略和所有作业区间设备都延期维护的策略进行对比分析，进一步验证了本研究维护调度策略和优化模型的有效性。 本研究的动态维护调度理论融入了变动作业计划约束，不仅对提高离散制造系统的维护调度水平具有现实意义，而且促进了维护调度和作业调度两个研究领域的交叉与耦合。在本项目预定研究计划的基础上，项目组还进行了拓展研究，开展了多种维护技术下的多设备离散制造系统的维护调度研究以及考虑产线缓冲区条件下的多设备系统的维护调度研究，并取得了一系列的研究成果。 通过项目组研究成员3年来的共同努力，项目组最终完成了项目研究报告一份，发表和录用期刊论文16篇，其中SCI/EI论文12篇，包括《Reliability Engineering and System Saftety》、《European Journal of Operational Research》、《Computers and Industry Engineering》等国际知名SCI期刊论文3篇。此外，执行期间项目组还组织或参与了制造系统维护相关的学术会议2次，培养博硕士生6名。 2100433B