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具有风险规避的分布鲁棒单机调度。 (英语) Zbl 1394.90266号

摘要:针对具有随机作业处理时间(JPT)的单机调度问题(SMSP),提出了一种分布鲁棒(DR)优化模型。据我们所知,这是文献中首次将DR优化方法应用于生产调度问题。与传统的随机规划模型需要精确分布不同,本文提出的DR-SMSP模型只需要JPT的均值-方差信息。其目的是通过最小化作业序列总流动时间的最坏情况条件值风险(Robust CVaR)来找到最优作业序列。我们给出了鲁棒CVaR的显式表达式,并将DR-SMSP分解为一个分配问题和一个整数二阶锥规划(I-SOCP)问题。为了有效地解决具有不相关JPT的I-SOCP问题,我们提出了三种新的Cauchy-relaxation算法。通过与CPLEX求解器的比较,评估了这些算法的有效性和效率,并通过综合仿真实验验证了最优作业序列的鲁棒性。此外,从理论和实践两个角度研究了CVaR置信水平对最优性和稳健性之间权衡的影响。我们的结果令人信服地表明,DR-SMSP模型能够增强最优作业序列的鲁棒性,并在较小程度上牺牲平均值的最优性的情况下实现风险降低。通过仿真实验,我们还能够识别出每个提出算法的强度。

MSC公司:

90B35型 运筹学中的确定性调度理论
90B36型 运筹学中的随机调度理论
91B30型 风险理论,保险(MSC2010)

软件:

CPLEX公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 阿格拉瓦拉,A。;科夫曼,E。;加里,M。;Tripathi,S.,在统一处理器上最小化预期流时间的随机优化算法,IEEE计算机事务,33,4,351-356(1984)·兹伯利0528.68022
[2] Aloulou,医学硕士。;Della Croce,F.,基于场景的不确定性下单机调度问题的复杂性,运筹学快报,36,3,338-342(2008)·兹比尔1151.90390
[3] Ben-Tal,A。;El Ghaoui,L。;Nemirovski,A.,《稳健优化》(2009),普林斯顿大学出版社·Zbl 1221.90001号
[4] 丹尼尔斯,R.L。;Kouvelis,P.,《稳健调度以对冲单阶段生产中的加工时间不确定性》,《管理科学》,41,2,363-376(1995)·Zbl 0832.90050号
[5] De,P。;Ghosh,J.B。;Wells,C.E.,加工时间不确定性下工作序列的期望方差分析,国际生产经济学杂志,28,3,289-297(1992)
[6] 德法里亚斯,I.R。;赵,H。;Zhao,M.,鲁棒单机调度多面体的有效不等式族,计算机与运筹学,37,9,1610-1614(2010)·Zbl 1188.90091号
[7] Delage,E。;Ye,Y.,矩不确定性下的分布稳健优化及其在数据驱动问题中的应用,运筹学,58,3,595-612(2010)·Zbl 1228.90064号
[8] 丁俊英。;Song,S。;古普塔,J.N。;张,R。;Chiong,R。;Wu,C.,无等待flowshop调度问题的基于Tabu重构策略的改进迭代贪婪算法,应用软计算,30,604-613(2015)
[9] 丁建勇。;Song,S。;张,R。;Chiong,R.,《使用时间电价下的并行机调度:新模型和优化方法》,IEEE自动化科学与工程学报,13,2,1138-1154(2016)
[10] Doan,X.V。;克鲁克,S。;Wolkowicz,H.,半定规划的鲁棒算法,优化方法和软件,27,4-5667-693(2012)·Zbl 1274.90257号
[11] Doan,X.V。;李,X。;Natarajan,K.,《使用重叠边际的投资组合优化中依赖性的稳健性》,运筹学,63,6,1468-1488(2015)·Zbl 1347.91227号
[12] Dupačová,J.,《随机规划的极小极大方法及其说明性应用》,《随机:概率与随机过程国际期刊》,20,1,73-88(1987)·Zbl 0616.90046号
[13] 加布里尔,V。;穆拉特,C。;Thiele,A.,《稳健优化的最新进展:综述》,《欧洲运筹学杂志》,235,3471-483(2014)·兹比尔1305.90390
[14] 黄,G。;张杰。;Song,S。;Chen,Z.,Maximin分离概率聚类,AAAI人工智能会议(2015)
[15] Jang,W.,单台机器上随机作业的动态调度,《欧洲运筹学杂志》,138,3,518-530(2002)·Zbl 1007.90029号
[16] Jang,W。;Klein,C.M.,《加工时间呈正态分布时最小化延迟工件的预期数量》,《运筹学快报》,30,2,100-106(2002)·Zbl 1030.90043号
[17] 贾,C.,交货期呈指数分布的随机单机调度,运筹学快报,28,5,199-203(2001)·Zbl 0992.90034号
[18] 江,R。;沈,S。;Zhang,Y.,具有随机无显示和服务持续时间的预约调度的整数规划方法(2015),社会科学电子出版
[19] Kan,A.R.,《机器调度问题:分类、复杂性和计算》(2012),Springer Science&Business Media
[20] 卡巴斯基,A.,用最大延迟准则最小化单机排序问题中的最大遗憾,运筹学快报,33,4,431-436(2005)·Zbl 1090.90136号
[21] 卡巴斯基,A。;杰林斯基,P.,区间数据最小最大遗憾组合优化问题的近似算法,《信息处理快报》,97,5,177-180(2006)·Zbl 1184.68640号
[22] Köksalan,M。;Kondakci,S.K.,单机多标准调度:综述和一般方法,决策论文,331-341(1997),施普林格·Zbl 0893.90090号
[23] Koulamas,C.,《单机总拖期调度问题:回顾与扩展》,《欧洲运筹学杂志》,202,1,1-7(2010)·Zbl 1175.90174号
[24] 库韦利斯,P。;Yu,G.,鲁棒离散优化及其应用,第14卷(2013),施普林格科学与商业媒体
[25] Kuhn,H.W.,《分配问题的匈牙利方法》,《海军研究后勤季刊》,第2期,第1-2期,第83-97页(1955年)·Zbl 0143.41905号
[26] 兰克里特,G.R。;Ghaoui,L.E。;巴塔查里亚,C。;Jordan,M.I.,《稳健的最小极大分类法》,《机器学习研究杂志》,第3555-582页(2003年)·Zbl 1084.68657号
[27] 列别捷夫,V。;Averbakh,I.,用区间数据和最小最大后悔准则最小化总流动时间的复杂性,离散应用数学,154,15,2167-2177(2006)·Zbl 1111.90043号
[28] Liao,S。;Van Delft,C。;Vial,J.-P.,《到达率不确定的呼叫中心中分布稳健的劳动力调度,优化方法和软件》,28,3,501-522(2013)·兹比尔1266.90122
[29] Lo,A.W.,期权价格和预期收益的半参数上界,《金融经济学杂志》,19,2,373-387(1987)
[30] 卢,C.-C。;林,S.-W。;Ying,K.-C.,《单机上稳健调度以最小化总流动时间》,计算机与运筹学,39,7,1682-1691(2012)·Zbl 1251.90167号
[31] 卢,C.-C。;林,S.-W。;Ying,K.-C.,在处理和设置时间不确定的情况下,最大限度地减少单台机器上makespan的最坏情况遗憾,应用软件计算,23144-151(2014)
[32] 卢,C.-C。;Ying,K.-C。;Lin,S.-W.,在不确定加工时间的情况下最小化总流动时间的鲁棒单机调度,计算机与工业工程,74102-110(2014)
[33] 麦凯,K.N。;萨法耶尼,F.R。;Buzacott,J.A.,Job-shop调度理论:什么是相关的?,接口,18,4,84-90(1988)
[34] Montemanni,R.,带区间数据的总流时间单机鲁棒调度问题的混合整数规划公式,数学建模与算法杂志,6,2,287-296(2007)·Zbl 1152.90455号
[35] Nguyen,T.-D。;Lo,A.W.,稳健排名和投资组合优化,《欧洲运筹学杂志》,221,2407-416(2012)·Zbl 1253.91169号
[36] Pindo,M.L.,《调度:理论、算法和系统》(2012),施普林格科学与商业媒体·Zbl 1239.90002号
[37] Popescu,I.,随机优化的稳健均值-方差解,运筹学,55,1,98-112(2007)·Zbl 1167.90611号
[38] Quan,O.Y。;Xu,H.Y.,《单机调度问题及其解决方法综述》,应用力学与材料,4112081-284(2013),Trans-Tech Publications
[39] Rockafellar,R.T。;Uryasev,S.,条件价值风险优化,风险杂志,2,21-42(2000)
[40] Rockafellar,R.T。;Uryasev,S.,一般损失分布的条件价值风险,《银行与金融杂志》,26,7,1443-1471(2002)
[41] 围巾,H。;阿罗,K。;Karlin,S.,库存问题的最小最大解,库存与生产数学理论研究,201-209年10月(1958)
[42] Seo,D.K。;克莱因,C.M。;Jang,W.,《使用数学规划模型最小化延误作业的预期数量的单机随机调度》,计算机与工业工程,48,2,153-161(2005)
[43] Shapiro,A.,随机程序的最坏情况分布分析,数学规划,107,1-2,91-96(2006)·兹比尔1149.90112
[44] 斯科特拉,M。;Uetz,M.,带优先约束的随机机器调度,SIAM计算杂志,34,4,788-802(2005)·Zbl 1075.68008号
[45] Smith,W.E.,《单阶段生产的各种优化器》,《海军研究后勤季刊》,3,1-2,59-66(1956)
[46] Soroush,H.,最小化随机单机调度问题中早期和延迟作业的加权数量,《欧洲运筹学杂志》,181,1266-287(2007)·Zbl 1121.90064号
[47] Sun,H。;高,Z。;泽托,W。;Long,J。;Zhao,F.,需求不确定性下动态网络设计问题的分布鲁棒联合机会约束优化模型,网络与空间经济学,14,3-4,409-433(2014)·兹比尔1338.90090
[48] Tadayon,B。;Smith,J.C.,鲁棒单机调度问题的算法和复杂性分析,《调度杂志》,18,6,575-592(2015)·Zbl 1333.90053号
[49] Trietsch,D。;Baker,K.R.,用随机排序的处理时间最小化拖期作业的数量,《调度杂志》,11,1,71-73(2008)·Zbl 1168.90490号
[50] van den Akker,M。;Hoogeveen,H.,使用机会约束最小化随机环境中迟交作业的数量,《调度杂志》,11,1,59-69(2008)·Zbl 1168.90484号
[51] 吴,X。;周,X.,最小化预期最大延迟的随机调度,《欧洲运筹学杂志》,190,1103-115(2008)·Zbl 1146.90431号
[52] 杨,J。;Yu,G.,关于鲁棒单机调度问题,组合优化杂志,6,1,17-33(2002)·Zbl 1058.90029号
[53] 张,R。;Chiong,R.,《解决能效作业车间调度问题:一种改进局部搜索的多目标遗传算法,用于最小化总加权拖期和总能耗》,《清洁生产杂志》,1123361-3375(2016)
[54] 朱,S。;Fukushima,M.,《最坏情况下条件价值风险及其在稳健投资组合管理中的应用》,运筹学,57,5,1155-1168(2009)·Zbl 1233.91254号
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