[发明专利]一种带有资源冲突的单元实时选取方法

说明书

本发明涉及一种带有资源冲突的单元实时选取方法，针对剧烈波动的作业需求，为了解决带有资源冲突的单元实时选取的技术问题，属于智能搜索技术领域。本方法首次提出了一种由外部框架算法和内部排序算法构成的嵌套式算法，以最小化最大完工时间为目标，采用一种兼顾实时选取与处理资源冲突的方式，在当前批次的单元结束作业后，从当前待构建的单元中选取若干单元作为下一批次进行处理，能够更好地适应剧烈波动变化的作业环境，随着时间推移做出动态的决策，对波动的需求提供快速响应。

技术领域

本发明涉及一种带有资源冲突的单元实时选取方法，属于智能搜索技术领域。

背景技术

随着社会的不断进步和科技的飞速发展，各行业领域内剧烈波动、高速变化的作业需求，使得对作业系统的要求向快速、迅捷、灵活迈进，包括生产制造领域、物流运输领域、建筑施工领域、军事作战领域等。

基于成组技术(Group Technology)的思想，为了提高工作效率，缩短作业周期，常以单元的形式展开作业。一个单元包含若干人员及设备，如生产制造系统中的生产单元、物流运输系统中的运输车队、建筑施工系统中的施工小队、军事作战系统中的作战单元等。

一方面，逐渐多样化的需求使得作业任务种类不断增多，对各作业单元的人力、物力资源分配愈发复杂，随之产生了相同时间段内多个单元间的资源冲突问题，具体表现在多个单元因对同一人员或设备的共同需求而无法并行作业。如何将需要若干作业人员及若干设备的单元在有限的工作区域内进行精确、合理的规划以完成构建，是作业系统快速高效完成任务的前提。另一方面，剧烈波动的需求使得任务的交付周期显著缩短，这对作业系统的快速响应能力提出了更高要求，而传统的静态规划方法显然已经无法适应当下的需求环境。

因此，如何实时对待构建的单元进行选取，并决策单元构建的时间及次序，是提高作业系统应对快速多变需求的核心。

目前，大多数关于上述问题的研究都基于一个静态的视角。也就是说，在作业周期开始时就已知所有的任务信息。这一周期内所需构建的单元的人员组成及内部分工、构建时间及构建次序，是在作业开始前一次性决策完毕的。以生产制造领域为例，即便是对于由小批量、多品种的、剧烈波动的市场需求而产生的赛如生产系统(Seru ProductionSystem)，目前的研究也大多是考虑的静态模型，如Lian等人利用基于NSGA-II的元启发式算法解决了赛如生产系统中的多技能工人分配问题，包括工人分组、单元加载和任务分配；Yu等人将赛如生产系统问题描述为一个同时最大化系统内平衡和系统间平衡的双目标模型，并提出了一种基于ε-约束的算法。

但是，基于从静态视角进行考虑的算法无法有效应对动态的环境，难以对剧烈波动的需求进行快速响应。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的不足，针对剧烈波动的作业需求，为了解决带有资源冲突的单元实时选取的技术问题，提出一种带有资源冲突的单元实时选取方法，从而提高作业系统内单元的快速响应能力。

本方法针对的作业系统具有以下特征：

(1)工作区域内同一时刻能够容纳的单元是有限的；

(2)一项任务只能在一个单元中完成，而一个单元只能处理一项任务，其人员组成与内部具体分工根据该任务信息确定；

(3)任务信息只有在到达时才能被获知；

(4)存在资源冲突的单元不能同时存在；

(5)一个工作位置只能同时容纳一个单元；

(6)构建完成的单元均是非中断非抢占式的；

(7)不考虑因材料不足或设备故障等可能造成停工的不可控因素。