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基于信息熵的关键链缓冲区设置方法

巩军 胡涛 姚路

巩军, 胡涛, 姚路. 基于信息熵的关键链缓冲区设置方法. 自动化学报, 2022, 48(8): 2039−2049 doi: 10.16383/j.aas.c190599
引用本文: 巩军, 胡涛, 姚路. 基于信息熵的关键链缓冲区设置方法. 自动化学报, 2022, 48(8): 2039−2049 doi: 10.16383/j.aas.c190599
Gong Jun, Hu Tao, Yao Lu. Buffer setting method of critical chain based on information entropy. Acta Automatica Sinica, 2022, 48(8): 2039−2049 doi: 10.16383/j.aas.c190599
Citation: Gong Jun, Hu Tao, Yao Lu. Buffer setting method of critical chain based on information entropy. Acta Automatica Sinica, 2022, 48(8): 2039−2049 doi: 10.16383/j.aas.c190599

基于信息熵的关键链缓冲区设置方法

doi: 10.16383/j.aas.c190599
基金项目: 国家自然科学基金(71501183)资助
详细信息
    作者简介:

    巩军:海军工程大学管理工程与装备经济系讲师, 博士. 主要研究方向为复杂系统建模与仿真. 本文通信作者. E-mail: haifengyihao11111@163.com

    胡涛:海军工程大学管理工程与装备经济系教授. 主要研究方向为装备管理, 系统管理. E-mail: jiaqiu_002@163.com

    姚路:海军工程大学管理工程与装备经济系副教授. 主要研究方向为信息管理. E-mail: yaoluv@163.com

Buffer Setting Method of Critical Chain Based on Information Entropy

Funds: Supported by National Natural Science Foundation of China (71501183)
More Information
    Author Bio:

    GONG Jun Ph.D., lecturer in the Department of Management Engineering and Equipment Economics, Naval University of Engineering. His research interest covers complex system modeling and simulation. Corresponding author of this paper

    HU Tao Professor in the Department of Management Engineering and Equipment Economics, Naval University of Engineering. His research interest covers equipment management and system management

    YAO Lu Associate professor in the Department of Management Engineering and Equipment Economics, Naval University of Engineering. His main research interest is information management

  • 摘要: 为解决缓冲区设置不合理带来的项目间工序松弛、工期延误等问题, 基于信息熵理论提出了一种关键链缓冲区设置方法. 首先, 提出了复杂熵、资源熵和人因熵的概念及其度量方法, 运用熵的概念量化诸多不确定因素对工序造成的影响; 其次, 提出了基于区间直觉梯形模糊数的人因熵度量步骤与方法; 最后, 给出了工序工期、项目缓冲和汇入缓冲的熵模型与修正模型, 充分考虑了人的行为因素对项目进度的影响, 并通过算例验证了模型的实用性.
  • 图  1  汇入缓冲对关键链的影响示意图

    Fig.  1  Flow chart of influence from FB to critical chain

    图  2  项目网络计划图

    Fig.  2  Chart of program network plan

    图  3  项目关键链及缓冲设置示意图

    Fig.  3  Sketch of critical chain and buffer setting

    表  1  项目中各工序基本信息

    Table  1  Information of process in the program

    工序编号 紧前工序 紧后工序 最乐观时间 (d) 最可能时间 (d) 最悲观时间 (d) 所需资源数量
    p1 p2 p3
    A C, D 6 8 12 4 5 2
    B C, D 3 6 8 3 2 1
    C A, B E, F 7 10 12 4 4 1
    D A, B E, F 5 6 9 4 3 2
    E G G 8 10 11 3 2 1
    F H H 4 6 7 5 3 1
    G E I, J 8 9 12 4 3 2
    H F I, J 4 6 9 5 2 1
    I G, H K 2 4 5 5 3 0
    J G, H L 10 12 16 3 2 1
    K I L 9 11 13 3 4 3
    L J, K M, N, O 8 9 12 4 2 2
    M L P, Q, R 15 20 22 6 1 1
    N L P, Q, R 7 10 12 4 3 0
    O L P, Q, R 4 5 6 4 3 2
    P M, N, O S 8 9 12 4 4 2
    Q M, N, O S 6 8 9 7 5 1
    R M, N, O S 3 5 6 4 3 1
    S P, Q, R 4 5 8 7 3 1
    资源限量 8 7 3
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    表  2  缓冲区参数计算

    Table  2  Value of buffer parameters

    类型 编号 三角分布 $T_{50 {\text{%} } }$ $T_{95 {\text{%} } }$ $\sigma_{i}$ $H_{f}$ $H_{z_{i}}$ $H_{r_{i}}$ $d_{i}^{X}$ ${ FB}$ $PB$ ${ FB}^{X}$ ${ PB}^{X}$
    关键链工序 A (6, 8, 12) 8.35 11.19 2.84 0.13 0.13 0.15 7.10 7.50 8.02
    C (7, 10, 12) 10.38 11.42 1.04 0.12 0.18 8.51
    E (8, 10, 11) 10.22 10.64 0.42 0.08 0.20 8.18
    G (8, 9, 12) 9.48 11.04 1.56 0.13 0.21 7.49
    H (4, 6, 9) 6.25 8.45 2.20 0.10 0.10 5.63
    I (2, 4, 5) 4.54 4.83 0.29 0.08 0.13 3.85
    K (9, 11, 13) 11.00 12.28 1.28 0.22 0.05 10.15
    L (8, 9, 12) 9.16 11.25 2.09 0.13 0.14 7.88
    N (6, 10, 12) 10.42 11.72 1.30 0.10 0.08 9.59
    M (15, 20, 22) 20.08 21.16 1.08 0.22 0.27 14.66
    Q (6, 8, 9) 8.35 8.78 0.43 0.16 0.08 7.68
    P (8, 9, 12) 9.38 11.12 1.74 0.13 0.15 7.97
    S (4, 5, 8) 4.92 7.34 2.42 0.11 0.23 3.79
    非关键链工序 B (3, 6, 8) 6.26 7.68 1.42 0 0.11 0.14 5.38 4.17 4.17
    D (5, 6, 9) 5.86 8.26 2.40 0.35 0.19 0.09 5.33
    F (4, 6,7) 6.15 6.71 0.56 0 0.18 0.28 4.43 0.66 0.66
    J (10, 12, 16) 12.12 14.98 2.86 0 0.14 0.13 10.54 3.98 3.46
    O (4, 5, 6) 5.08 6.62 1.54 0 0.17 0.11 4.52 1.80 1.80
    R (3, 5, 6) 5.14 6.68 1.54 0 0.13 0.08 4.73 1.74 1.74
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    表  3  不同方法缓冲区消耗对比

    Table  3  Comparison of buffer consumption by different methods

    方法名称 汇入缓冲 (d)/汇入缓冲平均消耗率 (%) 项目缓冲 (d) 项目缓冲平均消耗率 (%)
    ${ FB}_{BD}$ ${ FB}_{F}$ ${ FB}_{J}$ ${ FB}_{O}$ ${ FB}_{R}$
    1) 关键路线法
    2) 根方差法  2.79/8.73 0.56/10.82 2.86/2.93 1.54/8.24 1.54/9.55 5.84 91.62
    3) APRT法  6.64/2.24 1.31/3.18 5.78/0.10 3.91/1.35 3.74/1.02 12.96 26.98
    4) 胡晨    3.06/8.14 0.58/10.62 2.98/2.13 1.58/6.98 1.59/7.54 6.75 88.54
    5) 蒋红妍   3.78/5.08 0.60/7.95 3.24/1.09 1.75/2.68 1.62/3.40 7.58 75.76
    6) 张俊光   4.04/4.86 0.64/6.76 3.31/0.72 1.72/3.35 1.66/2.08 7.89 69.20
    7) 本文方法  4.17/4.68 0.66/6.79 3.46/0.36 1.80/1.95 1.74/1.26 8.02 57.03
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    表  4  不同方法完工情况对比

    Table  4  Completion comparison of different methods

    方法名称 缓冲区主要考虑因素 计划总工期 (d) 项目平均完工率 (%)
    1) 关键路线法 90.50 15.14
    2) 根方差法  工序方差 112.76 89.62
    3) APRT法  资源紧张度 124.58 98.98
    4) 胡晨    活动工期分布、资源紧张度 115.82 93.56
    5) 蒋红妍   工期分布、信息综合约束、资源受限程度等 118.35 96.45
    6) 张俊光   资源紧张度、工序复杂度、位置系数、技术与需求不确定性等 120.30 97.68
    7) 本文方法  网络复杂度、资源约束、人的行为因素 110.50 95.20
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-08-25
  • 录用日期:  2019-12-02
  • 网络出版日期:  2019-12-25
  • 刊出日期:  2022-06-01

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