第01章
调度算法概述
什么是调度？调度问题的起源（工厂流水线、CPU任务调度）。生活中的调度例子（电梯调度、银行排队叫号）。为什么需要智能调度？
起源生活案例
第02章
调度问题的数学建模
任务（Job）、机器（Machine）、时间（Time）三要素。约束条件（资源限制、优先级、截止时间）。目标函数（最小化完工时间、最大化资源利用率）。
三要素约束目标
第03章
经典调度问题分类
单机调度、并行机调度、流水车间调度（Flow Shop）、作业车间调度（Job Shop）、开放车间调度（Open Shop）。
Flow ShopJob Shop分类
第04章
调度问题的复杂度
P问题与NP问题。为什么调度问题通常是NP-Hard？小规模 vs 大规模问题的求解策略。
NP-Hard复杂度
第05章
贪心算法
贪心思想在调度中的应用（最短处理时间优先SPT、最早截止时间优先EDD）。实例：单机调度最小化总完工时间。优缺点分析。
SPTEDD贪心
第06章
动态规划
动态规划核心思想（最优子结构、重叠子问题）。实例：带权重的任务调度（Weighted Interval Scheduling）。状态转移方程推导。
最优子结构加权调度
第07章
分支定界法
分支定界的基本原理（分支、定界、剪枝）。实例：流水车间调度问题（Flow Shop Scheduling）。上界与下界的计算技巧。
剪枝上下界
第08章
回溯算法
回溯法在调度中的应用。实例：作业车间调度（Job Shop Scheduling）的排列树搜索。剪枝策略优化。
排列树剪枝
第09章
局部搜索算法
邻域搜索思想。爬山法（Hill Climbing）与模拟退火（Simulated Annealing）在调度中的应用。实例：置换流水车间调度问题。
爬山法模拟退火
第10章
遗传算法（GA）
遗传算法核心概念（编码、选择、交叉、变异）。实例：作业车间调度的染色体编码方式。适应度函数设计。
编码交叉变异
第11章
粒子群优化算法（PSO）
粒子群算法原理（速度更新、位置更新）。实例：连续调度问题的粒子表示。参数调优经验。
速度更新参数调优
第12章
蚁群算法（ACO）
蚁群算法模拟蚂蚁觅食行为。实例：Job Shop调度中的信息素更新策略。路径构建与局部搜索结合。
信息素觅食
第13章
模拟退火算法（SA）
退火过程与调度优化的类比。Metropolis准则。实例：Flow Shop调度中的退火策略。冷却进度表设计。
Metropolis冷却表
第14章
禁忌搜索算法（TS）
禁忌表与禁忌长度。藐视准则（Aspiration Criterion）。实例：Job Shop调度的邻域移动与禁忌策略。
禁忌表藐视准则
第15章
人工神经网络与调度
Hopfield网络在调度中的应用。强化学习（Q-Learning）在动态调度中的应用。实例：实时调度决策。
HopfieldQ-Learning
第16章
多目标调度优化
Pareto最优解概念。多目标进化算法（NSGA-II）。实例：同时最小化完工时间和能耗。
ParetoNSGA-II
第17章
动态调度与在线调度
静态调度 vs 动态调度。事件驱动与周期驱动策略。实例：车间突发机器故障的重新调度。
事件驱动重调度
第18章
分布式与并行调度
分布式调度架构。任务分解与负载均衡。实例：云计算中的虚拟机调度。
负载均衡云计算
第19章
实时调度
硬实时与软实时系统。速率单调调度（RMS）与最早截止时间优先（EDF）。实例：自动驾驶中的传感器调度。
RMSEDF实时
第20章
调度中的约束满足问题（CSP）
约束传播与回溯搜索。实例：排课表问题（Timetabling）。
CSP排课表
第21章
调度中的图论方法
拓扑排序与关键路径法（CPM）。实例：项目调度中的关键路径识别。
CPM关键路径
第22章
调度中的排队论
M/M/1队列与Little定律。实例：服务台调度与响应时间分析。
Little定律排队论
第23章
调度中的博弈论
纳什均衡与调度博弈。实例：多用户共享资源的公平调度。
纳什均衡公平调度
第24章
调度中的模糊逻辑
模糊处理时间与模糊优先级。实例：不确定环境下的柔性调度。
模糊逻辑柔性调度
第25章
调度中的机器学习
预测任务处理时间。实例：基于历史数据的调度规则学习。
预测规则学习
第26章
调度系统架构设计
调度器核心模块（任务解析、资源管理、决策引擎）。实例：一个简单的调度系统框架设计。
架构决策引擎
第27章
调度算法性能评估
评价指标（完工时间、延迟、吞吐量、公平性）。基准测试集（OR-Library、Taillard）。统计分析方法。
基准测试评价指标
第28章
调度算法工程实现
Python实现贪心调度器。使用OR-Tools求解调度问题。实例：一个完整的调度系统Demo。
PythonOR-Tools
第29章
调度算法前沿趋势
量子计算在调度中的应用。数字孪生与调度仿真。AI驱动的自主调度。
量子计算数字孪生
第30章
综合案例实战
工厂生产调度系统设计。从需求分析到算法选型再到系统实现的全流程。
全流程实战