Ведущие

научные

школы

Ведущие научные школы, работающие в институте в настоящее время и получившие признание в Республике Беларусь и за ее пределами

Теория расписаний и декомпозиция экстремальных задач


Основатель научной школы: заслуженный деятель науки Республики Беларусь, лауреат Государственной премии Республики Беларусь, академик НАН Беларуси, доктор физико-математических наук, профессор В.С. Танаев.
Лидеры научной школы: лауреаты Государственной премии Республики Беларусь  -математических наук, профессор Ю.Н. Сотсков, доктор физико-математических наук В.С. Гордон, доктор физико-математических наук М.Я. Ковалев, доктор физико-математических наук А.В. Тузиков, кандидат физико-математических наук Я.М. Шафранский и доктор технических наук. Г.М. Левин.
Участники научной школы: кандидат физико-математических наук: В.Б. Алюшкевич, Л.Ф. Верина, О.В. Горох, Н.Н. Гущинский, С.А. Кравченко, А.А. Лапко, А.К. Санникова, В.А. Струсевич, Н.В. Шахлевич, О.А. Янушкевич и  кандидат технических наук Б.М. Розин.
Основные научные направления:
  • дискретная оптимизация;
  • теория расписаний и календарное планирование;
  • математическое программирование;
  • декомпозиция экстремальных задач;
  • математические методы оптимального проектирования.
Защищено 6 докторских и 18 кандидатских диссертаций. Опубликовано 11 монографий, свыше 500 научных статей, более 20 брошюр и сборников научных статей.
Выполнено 8 международных научных проектов с участием ученых из университетов и научных организаций Великобритании, Германии, Нидерландов, России и Франции.
Участниками школы получены следующие основные научные результаты.
Для широкого круга задач теории расписаний доказана их принадлежность классу NP-трудных задач. Установлена полиномиальная разрешимость и разработаны быстродействующие алгоритмы построения оптимальных расписаний для различных типов одно- и многостадийных обслуживающих систем. Выявлены полиномиально разрешимые специальные случаи ряда NP-трудных задач и предложены соответствующие алгоритмы их решения.
Всесторонне исследованы важные в теоретическом и прикладном отношении неоднородные обслуживающие системы, системы с операторами переноса, системы с изменяющимися параметрами и системы с групповым обслуживанием требований. Для ряда трудноразрешимых задач разработаны быстродействующие e-приближенные алгоритмы решения и алгоритмы решения с априори известной относительной погрешностью.
Разработаны общие подходы к оптимизации симметрических, приоритето-порождающих и рекуррентно заданных функционалов на множествах перестановок, а также к построению быстродействующих e-приближенных алгоритмов решения комбинаторных задач оптимизации и задач многошаговой оптимизации.
Разработаны методы моделирования обслуживающих систем и построения оптимальных расписаний с использованием аппарата смешанных графов и мультиграфов и принципов последовательного конструирования, анализа и отсеивания вариантов.
Доказан ряд утверждений об устойчивости оптимальных расписаний относительно вариации исходных числовых данных. Предложены методы решения многокритериальных задач теории расписаний с упорядоченными и независимыми критериями.
Разработана общая схема параметрической декомпозиции экстремальных задач и выявлены достаточные условия ее применимости, обеспечивающие определенную взаимосвязь областей локального минимума целевых функций получаемых подзадач с аналогичными областями исходной задачи. Установлено, что при выполнении этих условий число существенных (при итерационных схемах решения) областей локального минимума в задаче верхнего уровня не превосходит общего числа областей локального минимума в исходной задаче. На базе этой схемы разработаны декомпозиционные методы решения ряда специальных оптимизационных задач, возникающих, в частности, в САПР объектов машиностроения.
Разработан комплекс математических моделей и методов для оптимизации основных проектных параметров силовых трансмиссий сложной структуры, обеспечивающий минимизацию общей массы элементов трансмиссии с учетом основных функциональных, прочностных и конструктивных факторов. На его основе создана система поддержки принятия решений в САПР трансмиссий.
Разработан комплекс математических моделей и методов для синтеза рациональных вариантов технологических процессов обработки деталей на многопозиционном оборудовании. Комплекс обеспечивает определение числа позиционных и блочных переходов, распределение по ним технологических переходов, назначение режимов обработки с учетом требуемой производительности, частичной упорядоченности переходов, необходимости и возможности совмещения переходов в одном блочном и позиционном переходе. На его основе создана система для автоматизации проектирования технологических процессов обработки деталей на многопозиционных агрегатных станках и линиях.
Предложены подходы и методы построения обобщённых и индивидуализированных эталонов строения сложных геометрических объектов природного происхождения, заданных своими точечными моделями. На их основе создана система поддержки принятия решений при диагностике и планировании лечения зубочелюстных аномалий в сагиттальной плоскости.
За цикл работ "Модели и методы теории расписаний" В.С. Танаев, Ю.Н. Сотсков, В.С. Гордон, В.А. Струсевич, Я.М. Шафранский, М.Я. Ковалев в 1998 г. удостоены Государственной премии Республики Беларусь.
В настоящее время исследования по указанным научным направлениям ведутся силами сотрудников лаборатории математической кибернетики (заведующий – д.ф.-м. н., профессор Ю.Н. Сотсков) и лаборатории исследования операций (заведующий – д.т.н. Г.М. Левин).
Сотрудники лабораторий входили в состав программных и организационных комитетов, председательствовали на заседаниях и принимали участие в работе многих международных научных конференций, проведенных в Австрии, Беларуси, Бельгии, Великобритании, Германии, Греции, Дании, Ирландии, Израиле, Италии, Нидерландах, Польше, Португалии, России, США, Турции, Чешской Республике, Швейцарии, Финляндии, Франции и Японии, они являются основателями Общества исследования операций Беларуси. Раз в два года проводится научная конференция «Теория расписаний и методы декомпозиции. Танаевские чтения».