Комплексный метод составления расписаний для сложных индустриальных программ с учетом пространственно-временных ограничений

Эффективное управление проектами предполагает использование развитых методов календарно-сетевого планирования и составления расписаний, которые позволяют определить сроки и последовательность выполнения работ для завершения проекта за минимальное время в рамках отведённых ресурсов. Традиционные методы поиска критических путей и ресурсного планирования полностью игнорируют пространственные факторы и не могут гарантировать достоверность подготавливаемых расписаний для сложных индустриальных программ. В данной статье рассматривается альтернативная постановка составления расписания, обобщающая традиционные задачи и принимающая во внимание пространственные факторы, связанные с перегруженностью рабочих пространств и нарушением естественной организации потока работ и ресурсов. Предлагается и исследуется метод решения поставленной задачи. Проведённые вычислительные эксперименты выявляют квазилинейную сложность метода, что делает возможным его применение к масштабным проектам. В то же время, метод достаточно эффективен с точки зрения генерации расписаний, близких к оптимальным, по крайней мере, на тестовых задачах.

теория расписаний, календарно-сетевое планирование, управление проектами, технологии пространственно-временного моделирования проектов

1. Ahuja H. N.; Construction performance control by networks; John Wiley & Sons; New York; NY; 1976.

2. Bowers J. A.; Criticality in resource-constrained networks; Journal of the operational research society; 1995; No. 46(1); 80-91.

3. David E. W., Patterson J. H.; A comparison of heuristic and optimum solutions in resource-constrained project scheduling; Management science; 1975; No. 21(8); 944-955.

4. Hegazy T.; Optimization of resource allocation and leveling using genetic algorithms; Journal of construction engineering and management, ASCE; 1999; No. 125(3); 167-175.

5. Brooks G. N., White C. R.; An algorithm for finding optimal or near optimal solutions to the production scheduling problem; Journal of Industrial Engineering; 1966; Vol. 17.2; 173-186.

6. Gomory R. E.; An all integer programming algorithm; Industrial Scheduling, Prentice-Hall, New York, 1963.

7. Szwarg W.; Solutions of the akers-friedman scheduling problem; Operations Research; 1960; Vol. 8.6; 782-788.

8. Ashour S.; A Decomposition Approach for the Machine Scheduling Problem; University of Iowa; 1967.

9. Giffler B., Thompson G. L., Van Ness V.; Numerical experience with the linear and Monte-Carlo algorithms for solving production scheduling problems; Industrial Scheduling; 1963; Chapter 3.

10. Page E. S.; An approach to the scheduling of the N jobs on M machines; Journal of the Royal Statistical Society, B Series; 1961; Vol. 23(2); 484–492.

11. Kolisch R.; Efficient priority rules for the resource-constrained project scheduling problem; Journal of Operations Management; 1996; No. 14; 179-192.

12. Boctor F. F.; Some efficient multi-heuristic procedures for resource constrained project scheduling; European journal of operational research; 1990; No. 49, 3-13.

13. Siddesh K Pai, Preeti Verguese, Shweta Rai; Application of Line of Balance Scheduling Technique (LOBST) for a Real estate sector; International Journal of Science, Engineering and Technology Research (IJSETR); 2013; Vol. 2, Is. 1; 82-95.

14. Choo H. J., Tommelein I. D.; Space Scheduling Using Flow Analysis; Proceedings IGLC-7; 1999; 299-312.

15. Zouein P. P., Tommelein I. D.; Dynamic Layout Planning Using a Hybrid Incremental Solution Method; Journal of Construction Engineering and Management; 1999; No. 125(6); 400-408.

16. Thabet W. Y., Beliveau Y. J.; HVLS: Horizontal and Vertical Logic Scheduling for Multistory Projects; Journal of Construction Engineering and Management; 1994; No. 120(4); 875-892.

17. Yeoh K. W., David K. H. Chua; Mitigating Workspace Congestion: A Genetic Algorithm Approach; EPPM 2012 Conference; 2012; 107-118.

18. Thabet W. Y., Beliveau Y. J.; Modeling Work Space to Schedule Repetitive Floors in Multistory Buildings; Journal of Construction Engineering and Management; 1994; No. 120(1); 96-116.

19. Ellips M., Davoud S.; Classic and Heuristic Approaches in Robot Motion Planning - A Chronological Review; Proceedings of world academy of science, engineering and technology 23; 2007; 101-106.

20. Kolisch R., Sprechrr A., Drexl A.; Characterization and generation of a general class of resource-constrained project scheduling problems; Management Science; 1995; No. 41(10); 1693-1703.

21. Lavalle S. M.; Planning algorithms; Cambridge University Press; UK; 2006.

22. Chua D., Yeoh K., Song Y.; Quantification of spatial temporal congestion in Four-dimensional computer-aided design; Journal of Construction Engineering and Management; 2010; Vol. 136, No. 6; 641-649.

23. Chavada R., Dawood N., Kassem M.; Construction workspace management: the development and application of a novel nD planning approach and tool; Journal of Information Technology in Construction; 2012; Vol. 17; 213-236.

24. Kolisch R.; Serial and parallel resource-constrained project scheduling methods revisited: Theory and computation; Journal of Operations Management; 1996; No. 90; 320-333.

25. Semenov V.A., Kazakov K.A., Zolotov V.A., Jones H., Jones S., Combined strategy for efficient collision detection in 4D planning applications. // In Computing in Civil and Building Engineering, Proceedings of the International Conference, W. Tizani (Editor), 2010, Nottingham, UK, Nottingham University Press, p. 31-39, ISBN 978-1-907284-60-1.

26. Semenov V.A., Kazakov K.A., Morozov S.V., Tarlapan O.A., Zolotov V.A., Dengenis T., 4D modeling of large industrial projects using spatio-temporal decomposition. // eWork and eBusiness in Architecture, Engineering and Construction, eds. K. Menzel and R. Scherer, CRC Press, Taylor & Francis Group,London, UK, 2010, pp. 89-95.

27. Semenov V.A., Kazakov K. A, Zolotov V. A., Virtual Construction: 4D Planning and Validation; Proceedings of the XI International Conference on Construction Applications of Virtual Reality; 2011; 135-142.

28. Semenov V.A., Zolotov V.A., Kazakov K.A., Spatio-temporal validation of construction projects against path conflicts; Proceedings of 12th Conference on Construction Applications of Virtual Reality, National Taiwan University Press; 2012; 542-551.

29. Semenov V.A., Anichkin A.S., Morozov S.V., Tarlapan O.A., Zolotov V. A., Visual Planning and Scheduling of Industrial Projects with Spatial Factors; Proceedings of 20th ISPE International Conference on Concurrent Engineering, eds. C. Bil, J. Mo, J. Stjepandic, IOS Press, Melbourne, Australia, ISBN 978-1-61499-301-8; 2013; 343-352.