Rozvrhování projektů se stavy strojů a variabilní cenou energií

Abstract

Předložená diplomová práce se věnuje tématu rozšíření problému rozvrhování projektů s omezenými zdroji (RCPSP) o aspekt spotřeby energie. Uvažujeme právě jeden energeticky náročný zdroj s možností existence stavů pro úsporu energie. Celková cena za spotřebovanou energii tímto zdrojem je počítána s ohledem na proměnlivé ceny energie i na úsporné stavy zdroje. Zavádíme parametr alpha, který umožňuje vyvažovat celkovou cenu energie a délku trvání projektu v bi-kriteriální účelové funkci. Dále se práce věnuje problému přerozvrhování v reakci na změny v predikovaných cenách energie, přičemž jsou uvažována jak různá omezení pro změny v rozvrhu, tak i pracovní směny jednotlivých zdrojů. V práci jsou navrženy exaktní metody řešení zmíněných problémů, a to jak využitím programování s omezujícími podmínkami tak celočíselného lineárního programování. Metody jsou otestovány z hlediska škálovatelnosti a kvality dosaženého řešení na nově vytvořených instancích odvozených z datasetů PSPLIB.The presented master thesis focuses on extending the Resource-Constrained Project Scheduling Problem (RCPSP) by the energy-awareness element. We assume a single stateful resource to be energy-consumption intense. We compute the total energy costs of this resource considering both the TOU pricing and power-saving states of the resource. We introduce a new parameter alpha, which allows us to balance the project makespan and the total energy cost in the bi-criterial objective function. Furthermore, we study the problem of rescheduling in reaction to the changes in the energy price predictions, allowing for various constraints to modify the schedule while also considering the working shifts of the resources. The work proposes exact methods for solving the problems using both Constraint Programming and Integer Linear Programming. The methods are evaluated in terms of scalability and quality of the solution on newly created instances based on datasets from PSPLIB.