Μεθοδολογία βελτιστοποίησης πολλαπλών στόχων για τον προγραμματισμό έργων με εφαρμογή εξελικτικών αλγορίθμων

• Κύριος συγγραφέας: Τσιτσόκας, Δημήτριος
• Άλλοι συγγραφείς: Χασιακός, Αθανάσιος
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2017
• Θέματα: Χρονοπρογραμματισμός έργων; Βελτιστοποίηση πολλαπλών στόχων; Εξελικτικοί αλγόριθμοι; Αρμονική αναζήτηση; Κατανομή πόρων; Project scheduling; Optimization; Resource constrained project scheduling; Evolutionary algorithms; 658.404 001 51

Η παρούσα εργασία στοχεύει στην ανάπτυξη και αξιολόγηση μιας μεθοδολογίας βέλτιστου σχεδιασμού του χρονοδιαγράμματος ενός έργου με πολλαπλά κριτήρια βελτιστοποίησης. Η βελτιστοποίηση πολλαπλών και ανταγωνιστικών στόχων, όπως είναι η ταυτόχρονη ελαχιστοποίηση της διάρκειας και του συνολικού κόστους του έργου, σε συνθήκες περιορισμένης διαθεσιμότητας πόρων και με παράλληλη επιδίωξη σταθερού ρυθμού χρήσης των πόρων καθιστά τον προγραμματισμό του έργου ένα εξαιρετικά πολύπλοκο πρόβλημα. Αναγνωρίζοντας την σημασία της στοιχειοθέτησης ενός βέλτιστου χρονοδιαγράμματος, προτείνεται ένα μοντέλο το οποίο συνδυάζει τους επιμέρους στόχους βελτιστοποίησης σε μια ενιαία αντικειμενική συνάρτηση γενικού κόστους. Η συνάρτηση αυτή μαζί με το άμεσο και έμμεσο κόστος εκτέλεσης του έργου, συνυπολογίζει σε μονάδες κόστους τον βαθμό απόκλισης του χρονοδιαγράμματος από κάθε έναν από τους επιθυμητούς στόχους. Συγκεκριμένα, η μέθοδος στοχεύει στην ελαχιστοποίηση του συνολικού κόστους που προκύπτει από την υπέρβαση διαθεσιμότητας πόρων, την υπέρβαση καθορισμένης προθεσμίας ολοκλήρωσης και την μεταβλητότητα της χρήσης πόρων μεταξύ διαδοχικών χρονικών περιόδων που αντιστοιχούν στο τελικό χρονοδιάγραμμα του έργου. Η προτεινόμενη δομή αφορά την αντιμετώπιση έργων των οποίων οι δραστηριότητες είναι δυνατό να εκτελεστούν με πολλούς εναλλακτικούς τρόπους, κάνουν χρήση ενός ή και περισσοτέρων τύπων πόρου και συνδέονται μεταξύ τους με σύνθετες σχέσεις διαδοχής. Οι επιμέρους στόχοι βελτιστοποίησης ιεραρχούνται εξαρχής με τον καθορισμό του μοναδιαίου κόστους απόκλισης από κάθε επιθυμητό στόχο, ανάλογα με τις ανάγκες και τα χαρακτηριστικά του έργου. Ο έλεγχος του μοντέλου έγινε με εφαρμογή του σε ένα πλήθος αριθμητικών παραδειγμάτων, με αξιοποίηση Γενετικών Αλγορίθμων με χρήση εμπορικού λογισμικού και Αλγόριθμου Αρμονικής Αναζήτησης που κατασκευάστηκε εξαρχής. Τα αποτελέσματα υποθετικού σεναρίου στόχων εξετάστηκαν ως προς την απόκλισή τους από τους προκαθορισμένους στόχους και έδειξαν ότι η προτεινόμενη αντικειμενική συνάρτηση οδηγεί σε ιδιαίτερα ικανοποιητικές λύσεις. Η σύγκριση μεταξύ υποψήφιων λύσεων σε κάθε περίπτωση έδειξε ότι η μέθοδος ευνοεί την εύρεση λύσεων που ικανοποιούν τους αρχικούς στόχους κατά απόλυτη αναλογία με τις τιμές κόστους των μοναδιαίων αποκλίσεων που έχουν προεπιλεχθεί για κάθε στόχο. Οι αλγόριθμοι που εφαρμόστηκαν προσέγγισαν σε σημαντικό ποσοστό τις ελάχιστες λύσεις αλλά φάνηκε ότι η απόδοσή τους και η ταχύτητα σύγκλισης εξαρτάται από τα εκάστοτε χαρακτηριστικά του προβλήματος και την επιλογή των τιμών των αντίστοιχων παραμέτρων λειτουργίας τους.