多目標項目中多技能員工調(diào)度的優(yōu)化研究

張照岳　包振強　闞云　朱雨晴

摘要：文化站針對項目組內(nèi)進行人力調(diào)度時未對掌握多技能的工人的非主技能進行考慮，而造成員工調(diào)度效率低的情況，建立了一種考慮工人技能熟練度，以項目工期和人力成本為優(yōu)化目標的人力資源項目調(diào)度模型，并采用改進的非支配排序遺傳算法對該模型進行求解。研究結(jié)果表明，使用該方法可對多技能工人進行合理調(diào)配，從而提高項目組內(nèi)工人調(diào)度效率并降低人力資源成本。

關鍵詞：項目管理;多目標優(yōu)化;人力資源調(diào)度;多技能

一、引言

建筑業(yè)屬于勞動力密集型行業(yè)，從業(yè)人數(shù)占全社會就業(yè)人員總數(shù)的7.13%。人力資源是企業(yè)發(fā)展的關鍵因素，而勞動力調(diào)度則是人力資源管理的核心問題。隨著工人獲取知識和技能的途徑增多，工人掌握多種技能成為一種常態(tài)現(xiàn)象。多技能工人指一個工人掌握多種技能、且多種技能水平高低不一。多技能工人的存在有助于組織提高應對外部環(huán)境變化的響應能力，增加了項目活動中的人員備選方案，同時也增加了人員調(diào)度的復雜性，給傳統(tǒng)的調(diào)度方式帶來了挑戰(zhàn)。

Neron提出了項目管理中的多技能員工調(diào)度問題，稱其為多技能項目調(diào)度問題（MSPSP），指出MSPSP是經(jīng)典資源受限項目調(diào)度問題的一種擴展，并在文獻中以工期為優(yōu)化目標，研究了具有水平差異的多技能人員單目標項目調(diào)度問題，而實際上，此類調(diào)度常常是既考慮工期又考慮成本的多目標優(yōu)化問題。李明在文獻中整理了相關文獻處理多技能工人問題就不同目標采用的不同模型算法。目前求解多目標調(diào)度模型的方法可分為啟發(fā)式算法和智能算法，相比于啟發(fā)式算法，智能算法中NSGAII由于采用了快速非支配排序、擁擠度比較和精英策略三種方法，使得種群中個體均勻分布，計算復雜度更低，采樣空間更大。因此，本文在考慮工人掌握多種技能的情況下，根據(jù)技能熟練度對報酬和工期產(chǎn)生的影響，以工期和人力成本為優(yōu)化目標，建立了基于多技能工人的多目標項目調(diào)度模型。采用NAGAII算法，并結(jié)合本次模型設計了相應的染色體編碼以進行求解。

二、模型建立

項目包含m個活動、n名工人，活動j最多允許L名工人參與，完成項目需s種技能且每項活動所需的技能種類和熟練工人數(shù)為固定值，若工人技能不夠熟練則活動時間相應延長。H=（A，E，d）為項目活動網(wǎng)絡，其中：A={A1，A2，…，Am}表示項目活動集合，A1是起始節(jié)點，Am是結(jié)束節(jié)點。dj（1

三、算法設計與仿真結(jié)果

（一）編碼方案

基于多技能工人的多目標項目調(diào)度模型特點，設計了如圖1所示的三維編碼方式。其中，一條完整的染色體由優(yōu)先級編碼、參與工人編碼和具體工人編號三部分組成。優(yōu)先級用數(shù)值為0～1之間的隨機數(shù)表示，數(shù)值越小任務安排越優(yōu)先;參與工人數(shù)表示該活動參與工人數(shù)量，采用隨機生成整數(shù)的方式，且數(shù)值不大于該活動限制最多參與工人數(shù)量;具體工人編號表示參與該活動的工人編號，隨機生成對應位整數(shù)。

（二）仿真與結(jié)果

本算法以MATLAB編程語言實現(xiàn)，算法參數(shù)設置如下：種群規(guī)模Np=300，交叉概率為0.8，變異概率0.05，進化代數(shù)為200，其他參數(shù)略。將本文模型及算法應用于Z建筑公司的項目，項目共有19個活動，項目組內(nèi)有12名工人，要完成該項目需要8種技能。

實驗得到一組帕累托解如圖2所示，選取部分具有代表性的解如表1所示。

優(yōu)先考慮成本因素，選擇表1中第1組解給出對應的工人調(diào)度甘特圖，如圖3所示，圖中橫道上的標號表示工人在此時段從事的活動。

四、結(jié)語

本文在考慮工人掌握多種技能，且技能熟練度對報酬和工期有影響的情況下，建立了基于多技能工人的多目標項目調(diào)度模型，應用改進的非支配排序遺傳算法并設計了相應的染色體編碼進行求解，實現(xiàn)了工期與人力成本的多目標優(yōu)化;通過信息化的方法解決了多技能工人調(diào)度這一問題，提高了工人技能的利用效率;通過仿真實驗表明多技能工人通過合理調(diào)配能降低項目成本，縮短工期。項目管理者可以在一系列的解中根據(jù)偏好進行決策。

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（作者單位：揚州大學信息工程學院）