شماره ركورد
34659
پديد آورنده
اسماعيل افزون
عنوان
طراحي و پياده سازي الگوريتم تركيبي مبتني بر هوش مصنوعي براي بهينه سازي تخصيص منابع انساني در پروژه هاي نرم افزاري
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي كامپيوتر
سال تحصيل
1402
تاريخ دفاع
1404/11/10
استاد راهنما
دكتر جواد وحيدي
استاد مشاور
/
دانشكده
مهندسي كامپيوتر واحد نور
چكيده
تخصيص بهينه منابع انساني در پروژههاي نرمافزاري به دليل تنوع مهارتها، محدوديتهاي زماني، تغييرات پوياي نيازمنديها و پيچيدگي وابستگيهاي وظايف، يكي از چالشهاي كليدي مديريت پروژه به شمار ميرود. روشهاي سنتي تخصيص اغلب به ناكارآمدي، تأخير در تحويل و افزايش هزينهها منجر ميشوند. اين پژوهش با هدف غلبه بر محدوديتهاي روشهاي كلاسيك، يك الگوريتم تركيبي مبتني بر هوش مصنوعي پيشنهاد ميدهد كه الگوريتم ژنتيك (GA) را براي بهينهسازي استاتيك تخصيص اوليه و يادگيري تقويتي (بهويژه Q-Learning) را براي تنظيم پوياي تصميمگيري در مواجهه با تغييرات محيطي تركيب ميكند.
مساله مورد مطالعه به صورت يك گونه از مسئله زمانبندي كارگاه انعطافپذير (FJSSP) مدلسازي شد كه در آن توسعهدهندگان به عنوان منابع چندمهارتي در نظر گرفته شده و هدف اصلي كمينهسازي زمان تكميل پروژه است. الگوريتم پيشنهادي (RLGA) در كنار سه الگوريتم پايه شامل GA، شبيهسازي تبريد (SA) و جستجوي ممنوعه (TS) بر روي بنچماركهاي استاندارد FJSSP (شامل مجموعههاي( Kacem، Brandimarte و Behnke-Geiger ) ارزيابي گرديد.
نتايج شبيهسازيها نشان داد كه الگوريتم SA در نمونههاي متوسط از نظر دقت كمترين GAP نسبت به بهترين يافتههاي ادبيات برتري دارد، در حالي كه RLGA تعادل مناسبي بين كيفيت راهحل و سرعت همگرايي ارائه ميدهد و در نمونههاي كوچك اغلب سريعترين همگرايي را به ثبت رساند. در نمونههاي بزرگ با محدوديت زماني يك ثانيه،RLGA و SA عملكرد قابل قبولي نشان دادند، هرچند فاصله با بهترين جوابهاي شناختهشده در موارد سخت هم چنان قابل توجه بود.
نوآوري اصلي تحقيق در ارائه چارچوب مقايسهاي جامع الگوريتمهاي فراابتكاري و تركيبي بر روي بنچماركهاي استاندارد با تفسير انساني (multi-skilled resources)، تأكيد بر ابزارهاي كاملاً متنباز ( Python و ( DEAP و تركيب يادگيري تقويتي با GA براي تنظيم پوياي پارامترها و اولويتها است. اين رويكرد، راهحلي كمهزينه و قابل تكرار براي تيمهاي كوچك و متوسط نرمافزاري (بهويژه در اكوسيستم استارتآپي ايران) فراهم ميآورد.
نتايج تحقيق نشاندهنده پتانسيل بالاي رويكردهاي هيبريدي در بهبود بهرهوري تخصيص منابع انساني است و پيشنهاد ميشود تحقيقات آتي بر گسترش مدل به گراف وابستگي عمومي، افزودن محدوديتهاي واقعيتر منابع انساني (مانند يادگيري مهارت و خستگي) و ارزيابي بر مجموعهدادههاي واقعي پروژههاي نرمافزاري تمركز كنند.
تاريخ ورود اطلاعات
1405/01/26
عنوان به انگليسي
design of a hybrid artificial intelligence algorithm for optimizing human resorce allcation in software projects
تاريخ بهره برداري
1/30/2027 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
اسماعيل افزون
چكيده به لاتين
Optimal allocation of human resources in software projects is a major challenge in project management due to skill diversity, time constraints, dynamic changes in requirements, and the complexity of task dependencies. Traditional allocation methods often lead to inefficiencies, delivery delays, and increased costs. This research proposes a novel hybrid artificial intelligence algorithm to overcome the limitations of classical approaches by combining a Genetic Algorithm (GA) for static initial allocation optimization with Reinforcement Learning (specifically Q-Learning) for dynamic adjustment of decisions in response to environmental changes.
The studied problem is modeled as a variant of the Flexible Job Shop Scheduling Problem (FJSSP), in which developers are considered as multi-skilled resources and the main objective is to minimize the project completion time (Makespan or Cmax). The proposed algorithm (RLGA), along with three baseline algorithms—Genetic Algorithm (GA), Simulated Annealing (SA), and Tabu Search (TS)—were evaluated on standard FJSSP benchmark sets, including the Kacem, Brandimarte, and Behnke-Geiger instance collections.
Simulation results indicate that the Simulated Annealing (SA) algorithm outperforms others in terms of solution quality (lowest GAP relative to the best-known values in the literature) on medium-scale instances, while RLGA provides a good balance between solution quality and convergence speed and frequently achieves the fastest convergence on small-scale instances. On large-scale instances under a strict one-second time limit, both RLGA and SA demonstrated acceptable performance, although the gap to the best-known solutions remains noticeable in the most difficult cases.
The primary innovation of this research lies in presenting a comprehensive comparative framework for metaheuristic and hybrid algorithms on standard FJSSP benchmarks with a human-resource interpretation (multi-skilled resources), strong emphasis on fully open-source tools (Python and DEAP library), and the integration of reinforcement learning with GA for dynamic tuning of parameters and priorities. This approach offers a low-cost and reproducible solution particularly suitable for small- and medium-sized software teams (especially within the Iranian startup ecosystem).
The findings highlight the high potential of hybrid approaches in improving human resource allocation productivity and suggest that future work should focus on extending the model to general precedence graphs, incorporating more realistic human resource constraints (such as skill learning curves and fatigue), and validating the method on real-world software project datasets.
كليدواژه هاي فارسي
تخصيص منابع انساني , پروژه نرمافزاري , الگوريتم تركيبي RLGA , زمانبندي كارگاه انعطافپذير.
كليدواژه هاي لاتين
Human Resource Allocation , Software Project , RLGA Hybrid Algorithm , Flexible Job Shop Scheduling.
Author
Esmaeel Afzoon
SuperVisor
Dr. Javad Vahihdi