约束优化规划引擎
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技能介绍
解决什么问题
在工程实践中,任务调度与资源分配往往伴随着大量隐式条件。例如,多任务之间存在时间窗口互斥、资源容量上限或严格的因果依赖。当约束数量增加时,人工排程不仅耗时,还极易忽略冲突,导致计划在实际执行时失效。
本技能旨在解决复杂约束下的静态排程问题。它接收自然语言描述的任务需求,自动解析其中的物理限制与逻辑关系,并在满足所有硬约束的前提下,输出可执行的最优时间线。
核心工作流
技能的运行遵循严格的五步法,确保逻辑可追溯:
- 约束解析:识别并结构化输入中的关键信息,如资源容量、时间窗口或优先级权重。对于未明确的条件,系统会标记为
未指定而非默认假设。 - 任务建模:将自然语言转化为优化模型输入,提取每个任务的持续时间、资源消耗及权重属性。
- 策略选择:根据问题规模动态调整算法。小规模问题(<20任务)使用启发式搜索,中大规模则采用分层分解或双层预测模型。
- 计划生成:执行求解并生成时间线,明确标注每个节点的起止时间与资源占用情况。
- 交付与导出:计划支持导出为
Markdown、JSON或CSV。当用户追加新约束时,系统会从第一步重新触发求解。
适用边界与注意点
- 仅处理静态规划:本技能不包含实时监控与动态调整。它生成的是某一时刻的最优快照,无法应对执行过程中的突发变量。
- 矛盾检测:若输入约束存在逻辑冲突,技能不会强行生成无效计划,而是识别冲突对并建议优先级调整。
- 不涉及算法底层:技能提供的是建模与求解框架,不负责具体数学证明或优化算法的底层代码实现。
使用场景
- 卫星载荷任务规划,需要在24小时内根据轨道窗口、电池与存储限制安排拍摄与下传
- 仓库作业排程,需在明确库容与作业时长上限的前提下生成满足互斥约束的作业顺序
- 多目标混合排程,需在时间窗口与资源冲突时输出Pareto最优解集供决策者选择
- 临时插入任务,需在已有计划基础上从约束解析阶段重算并导出新的可执行时间线
适合人员
- 卫星测控工程师,需要按轨道窗口与星上资源限制生成载荷任务执行计划
- 仓储运营人员,需要在库容和作业时长约束下排定收发货作业顺序
- 项目计划经理,需要将多任务依赖与优先级转化为可交付的结构化排程
- 算法工程师,需要快速建模并导出约束优化问题的输入模板与结果