Application of idempotent algebra methods in genetic algorithm for solving the scheduling problem | Prikladnaya Diskretnaya Matematika - Applied Discrete Mathematics. 2022. № 58. DOI: 10.17223/20710410/58/11

The resource-constrained project scheduling problem in monetary form is considered. The criterion for the optimal start schedule for each project activity is the maximum net present value, which fulfills the constraints on sufficiency of funds and takes into account the technological relationship between the activities. This problem is NP-hard in a strong sense. It is proved that the project schedule can be represented as a solution of a linear equation over an idempotent semiring. A sufficient condition has been established for the admissibility of the schedule in terms of the partial order of work and the duration of the project. It is proved that each of the project schedules can be represented as a product of a matrix of a special form, calculated on the basis of the partial order matrix of the project, and a vector from an idempotent semimodule. For the coordinates of the vector, upper and lower limits have been determined, taking into account the timing of the activity. A description of the genetic algorithm for solving the problem is given. The algorithm is based on the evolution of a population whose individuals represent solutions of an idempotent equation for a partial order matrix of the project. The computational experiments demonstrate the effectiveness of the algorithm.
Download file
Counter downloads: 42
  • Title Application of idempotent algebra methods in genetic algorithm for solving the scheduling problem
  • Headline Application of idempotent algebra methods in genetic algorithm for solving the scheduling problem
  • Publesher Tomask State UniversityTomsk State University
  • Issue Prikladnaya Diskretnaya Matematika - Applied Discrete Mathematics 58
  • Date:
  • DOI 10.17223/20710410/58/11
Keywords
scheduling problem, investment project, NPV, idempotent mathematics, genetic algorithm
Authors
References
Гимади Э. Х., Пузынина Н. М. Задача календарного планирования крупномасштабного проекта в условиях ограниченных ресурсов: Опыт построения математического обеспечения // Управляемые системы. 1983. Вып.23. С. 24-32.
Гимади Э. Х., Залюбовский В. В., Севастьянов С. В. Полиномиальная разрешимость задач календарного планирования со складируемыми ресурсами и директивными сроками // Дискретный анализ и исследование операций. Сер. 2. 2000. Т. 7. Вып. 1. С. 9-34.
Гончаров Е. Н., Леонов В. В. Генетический алгоритм для задачи календарного планирования с ограниченными ресурсами // Автоматика и телемеханика. 2017. №6. С. 173-179.
Гончаров Е. Н., Мишин Д. В. Точный алгоритм для задачи календарного планирования с ограниченными ресурсами // Прикладная математика и фундаментальная информатика. 2017. Т. 4. №1. С. 43-53.
Hartmann S. and Briskorn D. An updated survey of variants and extensions of the resource-constrained project scheduling problem // Eur. J. Operat. Res. 2022. Iss. 1. P. 1-14.
Habibi F., Barzinpour F., and Sadjadi S. Resource-constrained project scheduling problem: review of past and recent developments //j. Project Management. 2018. V. 3. Iss. 2. P. 55-88.
Казаковцева Е. А., Сервах В. В. Сложность задачи календарного планирования с кредитованием // Дискретный анализ и исследование операций. 2015. Т. 22. №4. С. 35-49.
Сервах В. В., Сухих С. Л. Гибридный алгоритм для задачи календарного планирования с учетом реинвестирования прибыли // Автоматика и телемеханика. 2004. Вып. 3. С.100-107.
Bulavchuk A. M. and Semenova D. V. Genetic algorithm based on idempotent algebra methods for RCPSP // IEEE 15th Intern. Conf. AICT. 2021. P. 1-4.
Литвинов Г. Л., Маслов В. П., Соболевский А. Н. Идемпотентная математика и интервальный анализ // Вычислительные технологии. 2001. Т. 6. №6. С. 41-70.
Кривулин Н. К. Методы идемпотентной алгебры в задачах моделирования и анализа сложных систем. СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2009. 256с.
Омельченко А. В. Теория графов. М.: МЦНМО, 2018. 416с.
Кочетов Ю.А., Столяр А. А. Новые жадные эвристики для задачи календарного планирования с ограниченными ресурсами // Дискретный анализ и исследование операций. 2005. Т 12. №1. С. 12-36.
https://www.om-db.wi.tum.de/psplib/- Project scheduling problem library. 2022.
 Application of idempotent algebra methods in genetic algorithm for solving the scheduling problem | Prikladnaya Diskretnaya Matematika - Applied Discrete Mathematics. 2022. № 58. DOI: 10.17223/20710410/58/11
Application of idempotent algebra methods in genetic algorithm for solving the scheduling problem | Prikladnaya Diskretnaya Matematika - Applied Discrete Mathematics. 2022. № 58. DOI: 10.17223/20710410/58/11
Download full-text version
Counter downloads: 97