基于Multi-Agent动态联盟机制的多重约束海洋平台项目多模态调度协调优化研究

Offshore platform project scheduling is the most critical part during the platform lifecycle. Whether the tasks can be successfully scheduled directly relates to the construction quality, cost control and the time limit quota. The current research on offshore platform scheduling has little regard to the effects of multi-project parallel and multi-mode selection. To solve this problem, the multi-mode.scheduling model of offshore platform project under multi-constraint based on Multi-Agent is established. Then, further research is carried on dynamic coordination mechanism of multi-level offshore platform project scheduling by combining the dynamic alliance theory. Besides, some certain optimization methods are explored to deal with the multi-mode scheduling problems of offshore platform project under multi-constraint.Firstly, the research establishes the objectives of offshore platform project scheduling and analysis the mechanism of offshore.platform project scheduling. The mixed decomposition method oriented to the project and the decision bodies is adopt to make clearly the work breakdown mechanism of offshore platform project with multi-mode selection under multi-constraint. Secondly, the Multi-Agent is applied to build the model of offshore platform project with multi-mode under multi-constraint . Thirdly, dynamic theory and superior-subordinate consultation mechanism is introduced to form a dynamic alliance mechanism which combines the auction market with the concession strategy. Then, the research establishes the dynamic consultation mechanism of multi-level offshore platform project scheduling. Last, algorithm optimization and model simulation of typical offshore platform scheduling problem is developed to verify the modeling and method feasibility.

海洋平台项目调度是项目管理中最为关键的一环，调度的成功与否直接影响项目运作效率。目前对海洋平台项目调度的研究很少考虑多模态选择和多项目并行的影响。对此，本研究拟基于Multi-Agent建立多重约束海洋平台项目多模态调度模型，联合动态联盟理论研究多层级项目调度动态协调机制，探索多重约束项目多模态调度优化方法。首先，分析多重约束与多模态选择下的海洋平台项目调度多目标和调度机理，采用面向项目和决策主体的混合工作分解方法研究具有多模态选择的多重约束项目工作分解机制；其次，基于Multi-Agent构建多重约束海洋平台项目多模态调度模型；然后，引入动态联盟理论和上下级协商机制，形成市场拍卖和让步策略融合的Multi-Agent动态联盟机制，建立多层级项目调度动态协调机制；采用智能优化方法研究多重约束海洋平台项目多模态调度优化方法；最后，开展模型仿真和实例验证，验证模型与方法的有效性。

海洋平台项目调度是项目管理中最为关键的一环，调度的成功与否直接影响项目运作效率，而国内针对多模态选择和多项目并行的海洋平台项目调度缺乏适用的调度模型。鉴于此，本项目设计了多层次典型海洋平台项目调度问题模型，搭建多重约束海洋平台项目调度运行框架，建立对应的工作分解机制，分析海洋平台项目跨组织协同运作、多主体多层级决策的调度机理和调度过程，建立了基于Multi-Agent的多重约束海洋平台项目多模态调度系统模型及其对应的调度框架，并对相应的协调机制及调度优化方法进行了研究，形成了多重约束海洋平台项目多模态调度协调优化问题的完整求解方案，最后开发了MAS系统并进行实例验证。研究计划目标全部完成，包括：.针对多重约束海洋平台项目多模态调度机理研究，总结了海洋平台项目综合调度目标，提出了具有多模态选择的海洋平台项目工作分解结构MOWBS，建立了基于MOWBS的多项目并行工作分解机制。.针对多重约束海洋平台项目多模态调度系统建模问题，研究了基于Multi-Agent建模方法，运用Multi-Agent技术建立基于MAS的多重约束海洋平台项目多模态调度模型及框架，针对MAS框架下Agent间的协作规划问题，提出了一种基于市场拍卖和让步策略融合的协调机制解决 Agent 协作关系不确定情况，建立了Multi-Agent动态联盟机制与多层级海洋平台项目调度动态协调机制，并对相应的协调机制进行了性能评测。.针对不同层次上多个调度决策目标问题，设计了基于多智能体粒子群多目标优化算法等多种海洋平台项目调度优化方法，并将优化算法与协调机制有机集成，形成多重约束海洋平台项目多模态调度问题的优化问题的完整求解方案。.开发了MAS系统，将上述协调机制及协同调度优化方法集成封装于系统以及Agent内部，有效剖析了调度模型、协调机制以及多层级调度优化方法的性能，并通过实际项目验证了系统的有效性与适用性。.受本项目支持，参加了“2018 2nd International Conference on SmartRail”等重要学术会议，发表论文17篇，其中SCI论文10篇，EI论文7篇，相关著作1部，软件著作权4项，培养硕士/博士研究生15名。