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网络优化方法在工程项目计划中的应用现状

作者 :贺淼焱更新时间:2012-11-5

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 1 引言
   工程项目管理就是一个计划控制的过程,先根据项目的要求制定最优的计划方案,再根据计划进行控制调整以保证计划的正确实施,一旦发现偏差则立刻进行调整或修订计划,直至项目完工。
   工程项目计划主要包括针对项目三大目标所制定的进度计划、费用计划和资源计划。在项目管理中,这些计划的制定通常采用网络计划的方法,即把实际的计划抽象为逻辑关系图,或称为网络图。然而初步的网络计划往往难以很好的满足项目目标的要求,因此必须需要对其进行优化。
   网络优化即是以网络计划为基础,在满足既定约束条件下按某一目标,通过不断改进网络计划,寻求满意的方案。网络优化的方法有很多,且已在现代项目管理中得到了大量的运用 。 主要包括了工期优化、费用优化和资源优化。工期优化问题就是采取措施将工期缩短到希望的期限之内;费用优化的问题是寻求费用最短的工期;资源的优化有两种:一是在资源有限条件下寻求最短工期;一类是总工期不变的条件下使资源分布均匀。
   2 工期优化
   采用网络计划方法能清楚地反映各工序间的逻辑关系、关键线路和关键工作、利用微机进行时参计算及各种优化。其确定工期的方法大致分为两种:一是不考虑资源约束的方法;一是考虑资源约束的方法。前者主要有以下几种:
   2.1 关键线路法(CPM)
   首先把工程逐步分解为分部、分项工程, 然后用网络形式来表达分部、分项工程间的先后顺序和相互关系,最后通过时参计算确定网络计划的关键线路和工期[1]。
   2.2 计划评审法(PERT)
   由于网络计划的工作时间参数不一定如CPM中所假设的是常数,因此有学者采用三时估计法,即把工作时间分为最乐观,最可能和最悲观的工作时间,然后采用加权平均法求其均值做为工作时间。
   2.3 灰色关键线路法
   该方法在网络计划的编制方面同传统的关键线路法基本相同,但在确定工序时间参数方面有独到之处。它认为很难精确确定工序时间参数,一些工序时间是灰色数。
   3 费用优化
   费用优化即工期-成本优化,在给定工期下力求成本最小。
   3.1线形规划法
   3.1.1用线性规划方法优化工期和成本
   通常企业经营的主导思想是在保证工程质量的前提下使成本最低。因此,网络优化的主要目标是确定成本最低的工期,它可通过线性规划的方法来求得 。
   3.1.2用模糊线性规划方法优化工期和成本
   根据网络计划采用线性规划方法确定工期实际上是一种肯定型时间——费用优化方法,它认为网络计划各工序的时间参数为一常数 。
   3.2 压缩关键路径法
   3.2.1 传统的压缩关键路径法及改进
   传统关键路径法的基本思想是先算出关键路径上各活动的单位压缩成本及可压缩天数,再按照单位压缩成本由小到大的顺序的对各活动进行压缩,若压缩后使原来的非关键路径形成了新的关键路径,则继续对新的关键路径进行相同的压缩,直至总工期满足要求为止。在关键路径上可能压缩的数值超过非关键路径上时差值的情况下,它的压缩量就受到时差的限制。
   3.2.2 模糊网络关键路径法
   在传统网络计划中,时间多用精确值表示,精确时间是一个单一的数值,而实际上时间往往是一个可能的时间范围,根据时间完成的可能性,时间共有4种表示:精确时间、区间时间、无下界时间和无上界时间。
   4 资源优化
   4.1 资源有限,工期最短
   编制计划时往往受到各种因素影响, 因此计划应当在设法满足给定的限定条件的前提下寻找工期最短的方案。由于资源限制, 某些工作无法在某一时间同时进行,其中某些工作必须推迟进行。工作开始时间的推迟一旦超出该工作时差所允许的范围, 将导致整个计划延期。因此究竟推迟哪些工作才能不拖延或最少拖延工期, 就是资源有限工期最短的优化问题。此种方法已有计算机程序, 用它可编制符合资源限制要求的网络计划。
   4.2 工期不变,资源均衡
   资源均衡问题是在保持工程周期不变的条件下,合理调整网络计划中某些工作,使资源需要量随着时间的变化趋于某种平衡的过程,实现资源的均衡利用[6]。
4.2.1单一资源均衡
   考虑只存在一种资源消耗时的资源均衡问题,其控制目标又可分为两类:
即:水平型资源均衡目标和单峰型资源均衡控制目标
4.2.2 多资源均衡
   施工活动需要消耗多种资源,对多种资源同时进行资源均衡时就形成了多目标规划问题,既可用传统的多目标决策方法 。
   5 三大目标的实现
   5.1 遗传算法实现求解
   遗传算法的基本思想是适者生存, 自然选择, 它把自然界生物进化理论引入到人工环境, 通过遗传操作找到适合环境的最佳目标。其解题步骤为:1)随机初始化群体;2)对群体中的个体进行评价;3)按照概率准则选择较好的个体并对其进行交换、突变从而得到下一代群体;4)重复2-3直至符合要求为止。此种方法在求解过程中不需要导数等辅助信息, 而且容易得到全局最优解。
   5.2 多目标规划实现三大目标综合
   对前述三大目标的各自优化的最终目的就是为了实现所有目标的同时优化。
   6 结束语
   由于网络技术以及相关算法的不断发展完善,对工程项目三大目标的优化效果也越来越好,但是对三大目标进行整合优化的方法还很有限,且多目标规划在最后组合为多目标规划模型时常遇到各目标的权重分配问题以及求解困难的问题。但相信随着计算机科学与系统工程学科的发展,网络优化的水平会不断完善和提高。 职称论文发表网http://www.issncn.com 职称论文发表网http://www.issncn.com

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