摘要：從工程項(xiàng)目動(dòng)態(tài)優(yōu)化管理的思想出發(fā)，提出了一種廣義的工程項(xiàng)目控制系統(tǒng)的優(yōu)化方法。根據(jù)系統(tǒng)分析及協(xié)調(diào)的原理，在控制系統(tǒng)決策過程中建立了協(xié)調(diào)度判定模型，對(duì)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的多種優(yōu)化方案進(jìn)行評(píng)價(jià)和優(yōu)選，該方法應(yīng)用于公路工程項(xiàng)目實(shí)際，取得滿意效果。

　　關(guān)鍵詞： 工程項(xiàng)目控制系統(tǒng) 復(fù)合系統(tǒng) 系統(tǒng)協(xié)調(diào) 綜合優(yōu)化

　　在實(shí)踐中，人們往往把控制理解為項(xiàng)目實(shí)施階段的工作，這是一種狹義的理解。實(shí)際上，控制工作不僅局限于實(shí)施階段，而是貫穿于整個(gè)項(xiàng)目的綜合管理工作。項(xiàng)目控制系統(tǒng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程，通過實(shí)施的監(jiān)督和檢查其受控后的動(dòng)態(tài)效應(yīng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其控制偏差，采取相應(yīng)的糾正措施，不斷改善其控制狀態(tài)，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)。

　　本論文對(duì)工程項(xiàng)目控制系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)分析，利用網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)對(duì)進(jìn)度、工期、費(fèi)用作整體的優(yōu)化，得一系列方案，根據(jù)系統(tǒng)協(xié)調(diào)的原理，建立工程項(xiàng)目控制系統(tǒng)的系統(tǒng)協(xié)調(diào)度模型，并設(shè)計(jì)符合本系統(tǒng)特點(diǎn)的協(xié)調(diào)度判定指標(biāo)體系，用來對(duì)優(yōu)化方案進(jìn)行評(píng)價(jià)和優(yōu)選。根據(jù)對(duì)河北省重點(diǎn)公路項(xiàng)目的調(diào)研和分析，運(yùn)用本文對(duì)工程項(xiàng)目控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)及優(yōu)化的方法，得出老師認(rèn)可的滿意方案。

　　1. 工程項(xiàng)目控制系統(tǒng)分析及協(xié)調(diào)原理

　　1.1 工程項(xiàng)目控制系統(tǒng)分析

　　項(xiàng)目控制系統(tǒng)是一類復(fù)合系統(tǒng)。它由進(jìn)度控制子系統(tǒng)、成本控制子系統(tǒng)和資源控制子系統(tǒng)等組成，而這些子系統(tǒng)又由各自的計(jì)劃子系統(tǒng)和實(shí)施子系統(tǒng)等子構(gòu)成，各子系統(tǒng)具有相對(duì)獨(dú)立性并具有各自的特定功能和運(yùn)行目標(biāo)。進(jìn)度控制系統(tǒng)的目的是有效的縮短項(xiàng)目建設(shè)周期，保證工程項(xiàng)目的順利實(shí)現(xiàn);成本控制系統(tǒng)的目的在于降低施工成本和提高經(jīng)濟(jì)效益;資源控制系統(tǒng)的目的是在工程項(xiàng)目建設(shè)過程中，合理的配置利用有限資源。

　　這些子系統(tǒng)之間是相互作用和相互制約的，片面的考慮其中的某一目標(biāo)為整體目標(biāo)，必將大大削弱系統(tǒng)的功能。如追求進(jìn)度的最優(yōu)，即工期最短，不將提高成本和增加資源的投入;追求成本最優(yōu)，即費(fèi)用最低，必將延長(zhǎng)工期且資源規(guī)模不一定小;追求資源最優(yōu)，也會(huì)使工期延長(zhǎng)，成本不一定小。由此看來，追求單一目標(biāo)的最優(yōu)就會(huì)導(dǎo)致各子系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)程度最低而產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)。所以這些子系統(tǒng)通過相互關(guān)聯(lián)、相互滲透而耦合為一種全新的整體效應(yīng)，這一整體功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過各個(gè)功能之和?？梢杂脭?shù)學(xué)語言表示為：

　　H(S1 ,… ,Sn)> (i= 1，…….,n)

　　其中，H(S1 ,… ,Sn)、Hi(Si)分別表示復(fù)合系統(tǒng)及子系統(tǒng)發(fā)展功能。

　　復(fù)合系統(tǒng)各子系統(tǒng)之間是有機(jī)聯(lián)系的，任何子系統(tǒng)的演化受制于或制約其他子系統(tǒng)的相應(yīng)演化，可表示為：

　　其中，

　　1.2 復(fù)合系統(tǒng)協(xié)調(diào)原理

　　復(fù)合系統(tǒng)的協(xié)調(diào)是指在系統(tǒng)內(nèi)部的自組織和來自外界的調(diào)節(jié)管理活動(dòng)作用下,其各個(gè)組成子系統(tǒng)之間的和諧共存,以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的整體效應(yīng)。它是通過構(gòu)成復(fù)合系統(tǒng)的各子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)管理而達(dá)到協(xié)調(diào)狀態(tài)的一種動(dòng)態(tài)控制過程。這個(gè)過程包括問題確定、沖突求解、決策與實(shí)施、評(píng)價(jià)與反饋四個(gè)環(huán)節(jié)。

　　工程項(xiàng)目控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)就是通過分析子系統(tǒng)的沖突和矛盾，尋找一種優(yōu)化的方法組織系統(tǒng)，使各子系統(tǒng)通過協(xié)作和競(jìng)爭(zhēng)達(dá)到新層次的系統(tǒng)。協(xié)調(diào)和優(yōu)化的目標(biāo)是一致的，其實(shí)質(zhì)就是尋求滿足各約束條件約束的進(jìn)度、成本和資源的最佳結(jié)合部，達(dá)到系統(tǒng)的綜合優(yōu)化(或系統(tǒng)最高程度的協(xié)調(diào)狀態(tài))。 

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　　2.網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的綜合優(yōu)化方法

　　2.1 工期-費(fèi)用的優(yōu)化

　　工期―費(fèi)用優(yōu)化的目的是為了尋求工期縮短而直接費(fèi)用增加最少的一系列方案。工程周期是有網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃中的關(guān)鍵線路決定的，工期的縮短通常要增加關(guān)鍵線路上關(guān)鍵工序的資源數(shù)量，而這種資源數(shù)量的增加必然以追加投資為代價(jià)，即要增加趕工費(fèi)用。工期―費(fèi)用優(yōu)化的過程，是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)最大流―最小截原理在關(guān)鍵線路上選擇趕工費(fèi)用增率最低的工序或工序組合，縮短其作用時(shí)間，從而達(dá)到縮短總工期的目的，并把每次縮短工期后的工程的直接費(fèi)用和間接費(fèi)用疊加得到一系列工期和費(fèi)用均不相同的方案

　　(T1,C1)、(T2,C2)、……(Tn,Cn)

　　2.2協(xié)調(diào)資源的工期優(yōu)化

　　上述作工期―費(fèi)用優(yōu)化理論上的前提條件是假設(shè)資源無限。在網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃實(shí)施過程中，資源需要量的不均衡現(xiàn)象不僅對(duì)施工成本或資源利用率會(huì)產(chǎn)生直接的影響，甚至還有可能造成工期拖延。所以，在對(duì)工程網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃進(jìn)行綜合優(yōu)化時(shí)，必須考慮工期―費(fèi)用優(yōu)化后方案中存在的資源約束，對(duì)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃進(jìn)行資源的協(xié)調(diào)。

　　協(xié)調(diào)資源的全過程以工期―費(fèi)用優(yōu)化后求得的網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的時(shí)間參數(shù)為基礎(chǔ)，根據(jù)一定的方法設(shè)定判斷時(shí)刻，在這一系列判斷時(shí)刻做出分析和決策，按一定的優(yōu)化準(zhǔn)則，進(jìn)行資源的協(xié)調(diào)和分配。因?yàn)樽钸t完成時(shí)間是一個(gè)活動(dòng)拖延對(duì)項(xiàng)目工期產(chǎn)生影響的極限時(shí)刻，所以在判斷時(shí)刻，協(xié)調(diào)資源的優(yōu)化準(zhǔn)則以LF為指標(biāo)，優(yōu)先安排LF值最小的活動(dòng)，以保證工期延長(zhǎng)最小。當(dāng)發(fā)生資源沖突的活動(dòng)的LF值相等時(shí)，采用活動(dòng)延續(xù)時(shí)間D,最早開始時(shí)ES,資源需求量等其他判斷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行決策，直到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃資源分配完成，然后根據(jù)延長(zhǎng)的工期重新計(jì)算綜合優(yōu)化后最終的工期和費(fèi)用(T1′,C1′,)、(T2′,C2′)、……(Tn′,Cn′)。

　　2.3系統(tǒng)協(xié)調(diào)及評(píng)價(jià)

　　通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃進(jìn)行工期―費(fèi)用優(yōu)化和協(xié)調(diào)資源的工期優(yōu)化，得到一系列方案，最后要根據(jù)工程實(shí)際和一些理論方法對(duì)這些方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，并選出最滿意方案，才能達(dá)到工程項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃綜合優(yōu)化的目的。根據(jù)系統(tǒng)工程多目標(biāo)技術(shù)和協(xié)同論的觀點(diǎn)，建立復(fù)合系統(tǒng)協(xié)調(diào)度模型。結(jié)合工程實(shí)際，設(shè)計(jì)工程項(xiàng)目系統(tǒng)協(xié)調(diào)度指標(biāo)體系，通過計(jì)算工程網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃優(yōu)化方案的協(xié)調(diào)度，可以對(duì)諸方案進(jìn)行評(píng)價(jià)和優(yōu)選。

　　2.3.1 系統(tǒng)協(xié)調(diào)度分析原理

　　協(xié)同學(xué)由德國(guó)物理學(xué)家赫爾曼?哈肯教授于1972年提出的。系統(tǒng)由無序走向有序的機(jī)理關(guān)鍵在于系統(tǒng)內(nèi)部序參量(即慢馳豫變量)之間的協(xié)同作用,它左右著系統(tǒng)相變的特征與規(guī)律,本文提出的協(xié)調(diào)度正是反映這種協(xié)同作用的度量。需要指出,系統(tǒng)的相變結(jié)果不一定都走向新的有序,也可能走向無序,因此,研究系統(tǒng)協(xié)調(diào)的特性,把握系統(tǒng)協(xié)調(diào)的程度以促使系統(tǒng)向更加有序的方向轉(zhuǎn)化,是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化的重要內(nèi)容。

　　系統(tǒng)之間或系統(tǒng)組成要素之間在發(fā)展演化過程中彼此的和諧程度稱為協(xié)調(diào)度?？紤]子系統(tǒng)Sj,j∈[1 ,k]，設(shè)其發(fā)展過程中的序參量變量為 ej=(ej1 ,ej2 ,… ,ejn),其中 n≥ 1 , αji≤ eji≤βji, i∈ [1 ,n].不失一般性 ,假定 ej1 ,ej2 ,… ,ejl1 的取值越大,系統(tǒng)的有序程度越高,其取值越小,系統(tǒng)的有序程度越低;假定ejl1 +1 ,… ,ejn的取值越大,系統(tǒng)的有序程度越低,其取值越小,系統(tǒng)的有序程度越高。定義下式為系統(tǒng) Sj 序參量分量 eji的系統(tǒng)有序度:

　　由如上定義可知 ,uj(eij)∈ [0 ,1 ],其值越大,eji對(duì)系統(tǒng)有序的“貢獻(xiàn)”越大。 

　　從總體上看,序參量變量ej對(duì)系統(tǒng)Sj有序程度的“總貢獻(xiàn)”可通過uj(eji)的集成來實(shí)現(xiàn)。本文采用一定的組合形式集成后的函數(shù)稱作協(xié)調(diào)度函數(shù)。

　　2.3.2 控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)度指標(biāo)體系

　　(1) 工期指標(biāo)

　　工程正常工期為Ta，看作系統(tǒng)穩(wěn)定臨界點(diǎn)的上限值，即β1=Ta。通過網(wǎng)絡(luò)綜合優(yōu)化得到一些列備選方案，其工期分別為計(jì)算資源協(xié)調(diào)后的總工期和費(fèi)用T1′、T2′、……Tn′，將其中的最小值作為系統(tǒng)穩(wěn)定臨界點(diǎn)的下限值，根據(jù)壓縮順序知，T1≥T2′≥……Tn′(≥Ta)，故下限值α1= Tn′。根據(jù)系統(tǒng)協(xié)調(diào)度的設(shè)計(jì)，工期指標(biāo)具有負(fù)功效，其對(duì)系統(tǒng)有序度的功效為：

　　根據(jù)判斷矩陣法，通過比較兩兩資源的重要性構(gòu)造判斷矩陣,再用特征法求得各總資源的權(quán)重系數(shù)。資源函數(shù)的均方差越小,則均衡性越好,即資源的協(xié)調(diào)度越大。對(duì)資源需要量進(jìn)行規(guī)范化處理后0≤Rij≤1，則均方差的變化范圍也局限于[0，1]。根據(jù)系統(tǒng)協(xié)調(diào)度原理，可以將資源指標(biāo)設(shè)置為

　　2.3.3 系統(tǒng)協(xié)調(diào)性分析

　　通過上述分析，建立了控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)度指標(biāo)體系，各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)反映工程項(xiàng)目控制目標(biāo)的設(shè)定。因此，根據(jù)各工程項(xiàng)目建設(shè)的實(shí)際情況，用老師評(píng)分法來確定權(quán)系數(shù)，采用線性加權(quán)法計(jì)算協(xié)調(diào)函數(shù)C: 

　　表1 系統(tǒng)協(xié)調(diào)性分析結(jié)果

　　X61.0000.2040.7450.425

　　由表中結(jié)果可以看出，方案X5協(xié)調(diào)度最高，為最滿意方案，這個(gè)結(jié)論與工程實(shí)際是相符的。而工期最短的方案X6、費(fèi)用最少的方案X4、及資源協(xié)調(diào)性最好的原方案X0都不是最佳方案，這一點(diǎn)證明了，片面的考慮系統(tǒng)中的某一目標(biāo)為整體目標(biāo)將削弱系統(tǒng)的功能，即追求任一單目標(biāo)最優(yōu)的方案都不一定是最優(yōu)方案。

　　4.結(jié)論

　　本文從系統(tǒng)協(xié)調(diào)的角度出發(fā)，探討貫穿工程項(xiàng)目始終的綜合控制，把資源、進(jìn)度和成本三者綜合起來考慮，進(jìn)行控制系統(tǒng)的綜合優(yōu)化，具有一定的理論意義。在工程項(xiàng)目的實(shí)施過程中實(shí)行動(dòng)態(tài)控制,根據(jù)信息反饋及時(shí)地調(diào)整原計(jì)劃,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行新的協(xié)調(diào)及綜合優(yōu)化,符合現(xiàn)代項(xiàng)目管理的需要,同時(shí)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。

　　參考文獻(xiàn)：

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