نشریه پژوهش های مهندسی صنایع در سیستم های تولید

نشریه پژوهش های مهندسی صنایع در سیستم های تولید

تحلیل آسیب‌پذیری فعالیت‌ها و ارائه یک رویکرد دومرحله‌ای مبتنی بر خرید منابع برای مسأله زمان‌بندی پروژه چند حالته تحت عدم‌ قطعیت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی صنایع، دانشکده مهندسی صنایع و سیستم‌ها، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
2 گروه مهندسی صنایع، دانشکدۀ مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
10.22084/ier.2026.32300.2228
چکیده
پروژه‌ها همواره با عدم‌ قطعیت و اختلال‌های مختلفی مواجه هستند که یکی از مهم‌ترین عوامل افزایش زمان و کاهش قابلیت اطمینان برنامه زمان‌بندی اولیه است. با این حال، در محیط‌های واقعی پروژه، فعالیت‌ها به یک اندازه تحت تأثیر اختلالات قرار نمی‌گیرند و نادیده گرفتن این تفاوت‌ها می‌تواند منجر به تخصیص ناکارآمد منابع و افزایش غیرضروری هزینه‌ها شود. در این پژوهش، رویکرد جدیدی برای تعیین آسیب‌پذیری فعالیت‌ها و خرید منابع مبتنی بر آسیب‌پذیری در مسأله زمان‌بندی چند حالته پروژه با منابع محدود و مدت‌زمان‌های تصادفی ارائه می‌شود. در مرحله اول، 11 شاخص مبتنی بر شبکه، زمان و منبع استخراج و با استفاده از روش آنتروپی شانون وزن‌دهی می‌شوند. سپس آسیب‌پذیری هر فعالیت با استفاده از ترکیب وزنی این شاخص‌ها محاسبه می‌گردد. بر این اساس، یک الگوریتم ابتکاری برای خرید منابع تجدیدپذیر طراحی شده است که فعالیت‌های با آسیب‌پذیری بالاتر را در اولویت قرار داده و مقدار خرید را به صورت تابعی از شاخص آسیب‌پذیری، فشردگی منبع و حداکثر نیاز منبع تعیین می‌کند. با تعیین مقادیر خرید، مدل برنامه‌ریزی عدد صحیح مختلط (MILP) پیشنهادی حل شده تا تصمیمات زمان‌بندی و تخصیص منابع تحت عدم‌ قطعیت اتخاذ گردد. نتایج محاسباتی نشان می‌دهد که استراتژی خرید منابع مبتنی بر آسیب‌پذیری، در مقایسه با حالتی که این استراتژی درنظر گرفته نمی‌شود، موجب کاهش زمان تکمیل شده و در عین حال، رویکرد دومرحله‌ای ابتکاری-دقیق، زمان محاسباتی را نسبت به حل مستقیم مدل MILPبه میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد. این نتایج بیانگر آن است که شناسایی فعالیت‌های آسیب‌پذیر، نقش کلیدی در افزایش تاب‌آوری برنامه زمان‌بندی پروژه ایفا می‌کند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Vulnerability Analysis of Activities and a Two-Stage Approach for Stochastic Multi-Mode Resource-Constrained Project Scheduling

نویسندگان English

Farnaz Torabi Yeganeh 1
Seyed Hessameddin Zegordi 1
Javad Behnamian 2
1 Department of Industrial Engineering, Faculty of Industrial and Systems Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
2 Department of Industrial Engineering, Faculty of Engineering, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
چکیده English

Projects are inherently subject to various uncertainties and disruptions, which are among the main causes of project completion delays and reduced reliability of the initial schedule. However, in real-world project environments, activities are not equally affected by disruptions, and ignoring these differences can lead to inefficient resource allocation and unnecessary cost overruns. This study proposes a novel approach to assessing activity vulnerability and vulnerability-based resource acquisition in the multi-mode resource-constrained project scheduling problem with stochastic activity durations. In the first stage, 11 network-based, temporal, and resource-based indicators are extracted and weighted using the Shannon entropy method. The vulnerability level of each activity is then calculated as a weighted combination of these indicators. Based on this, a heuristic algorithm is developed to acquire renewable resources, prioritizing activities with higher vulnerability and determining the purchase quantity as a function of the vulnerability index, resource tightness, and maximum resource requirement. Once the purchase quantities are determined, the proposed mixed-integer linear programming (MILP) model is solved to make scheduling and resource allocation decisions under uncertainty. Computational results show that the vulnerability-based resource acquisition strategy reduces makespan compared to no acquisition, while the two-stage heuristic-exact approach significantly reduces computational time compared to solving the MILP model directly. These findings highlight that identifying vulnerable activities plays a key role in enhancing the robustness of project scheduling.

کلیدواژه‌ها English

Vulnerability
Project Scheduling
Resource Constraint
Uncertainty
Heuristic