基于学习效应及时间转换约束双重作用下项目网络模型研究

具有时间转化约束项目网络是对传统网络的创新,其考虑了时间转换约束对项目网络的影响。但是,在已有时间转换约束项目网络的研究过程中都是假设在整个工期内工作效率是固定不变的,忽略了人为因素。而人在工作过程中具有学习效应,即随着时间的推移人由对活动的生疏逐渐到能够熟练完成活动,在这个过程中工作效率也有了很大的提高。本文在前人研究的基础上,考虑了人的行为因素对具有时间转换约束网络的影响,给出了在人的学习效应和时间转换约束双重作用下的机动时间的计算公式,进而给出工序持续时间的计算公式,并在此基础上建立了网络关键线路的变化模型。最后,通过实例验证了该模型的有效性和合理性。     

具有时间转换约束的离散时间-费用权衡问题研究

离散时间-费用权衡问题(DTCTP)是项目进度中研究最多的双目标优化问题,它通常以三种形式出现:(1)P1:截止日期问题,在项目截止日期约束下使完成项目的总费用最小;(2)P2:预算问题,在费用预算约束下使项目工期最短;(3)P3:工期-费用曲线问题,找出全部有效的工期-费用模式集合。然而,考虑时间转换约束(TSC)的DTCTP却很少被关注。本文首先介绍时间转换约束的问题描述,在此基础上,建立具有活动类型时间转换约束的DTCTPTSC-P2模型;从实用角度出发,设计求解模型的遗传算法;最后,用一个真实项目实例说明模型的合理性和算法的有效性,对算例分析结果表明,该模型对承包商更准确地进行项目工期-费用权衡决策具有借鉴意义。     

广义关键路线法的初步探索

利用关键路线法(简称CPM)网络计划技术对项目进度的分析完成后,由于某种原因,网络计划中一些工序需要对自己的开始和结束时间进行重新预计,事必对原有进度计划产生影响.针对该类问题,本文以关键路线法的基本方法为基础,提出关键路线法的拓展方法一和二,并综合这两个方面,给出了广义关键路线法,进而量化并分析了当任意多个工序需要重新预计各自开始和结束时间时,网络计划图中各节点和工序的时间参数以及总工期受影响的程度.算例验证了其正确性和可行性.     

搭接网络中的路长悖论及其特性研究

本文发现在搭接网络中存在“工序间加入不同表现形式的同一时间约束,可能会产生不同的最大路长”这个悖论。通过研究此悖论形成原因从而提出搭接网络的一种新表示方法。该方法不但与经典的CPM网络在表示形式上完全统一,而且在求解时间参数及关键路线的方法上也保持一致。该新表示法使得CPM网络中许多基础理论可以推广到搭接网络中来,例如工序的总时差T_ij等于关键路长μ^∇与过该工序（ij）的最大路长μ_ij^∇之差（μ^∇-μ_ij^∇）;任意一条路线μ上自由时差的和都等于关键路长μ与该条路的路长之差（μ^∇-μ_ij^∇）等。利用这些定理与规律,本文解决了搭接网络中如何正确求解时间参数问题,提出在搭接网络中评估关键路长与次关键路长之差的简便方法以及求解搭接网络次关键路线的一系列精确算法,并通过算例表明这些方法在搭接网络应用中的具有有效性与简便性。     

基于着色时间Petri网的项目进度制定与优化

着色时间Petri网具有网络图、时间、着色令牌的三重特性,能够充分表达项目进度计划中的工序流程、工序工期以及资源的约束,可为资源约束下进度计划的制定与优化提供更为便捷、有效的方法工具。本文从着色时间Petri网的定义出发,给出了基于着色时间Petri网的项目进度计划描述方法;引入了资源调控层,给出了项目进度执行过程中资源的注入、分配和释放规则,实现了进度计划的仿真优化。     

“统筹法”网络中经典概念的拓广及应用

本文针对"统筹法"网络中总时差、节点时差、自由时差、安全时差、干扰时差、工序最早开始时间、工序最迟结束时间等经典概念,分析了这些概念存在的局限性,并对其进行了拓广,从单纯的时间领域拓广到长度领域,从不考虑方向性的时差概念拓广到考虑方向性的时差概念,等等;此外,简略表述了这些经典概念在拓广后的应用,例如,根据概念拓广后体现出来的性质,给出等效化简赶工网络的简单方法,以及计算工序排序结果的简单公式,等等。     

计及软逻辑的重复性项目离散时间费用权衡及其约束规划模型研究

在重复性项目中,如果一个工序适用软逻辑,则其在所有单元上的子工序可以任意改变施工顺序;当雇佣额外工作队后,同一工序中的多个子工序甚至可以同时执行。考虑软逻辑的重复性项目离散时间费用权衡问题(DTCTP-RPSL)旨在确定每个工序的执行模式、工作队分配方案和单元间的施工顺序,从而在满足给定截止日期条件下最小化项目总费用。已有研究均采用遗传算法求解此问题。但是,遗传算法属于启发式方法,不能保证解的最优性。本文首先建立了描述DTCTP-RPSL的混合整数线性规划(MILP)模型,然后从约束规划(CP)角度提出了求解此问题的CP模型。该模型以区间变量定义每个子工序,并利用CP表达式强迫所有变量在可行域内取值。与MILP模型相比,CP模型在保证解最优性的同时,减少了变量和约束的规模,提升了求解效率。数值实验表明,CP模型的性能优于MILP模型和遗传算法,能够在短时间内求出小规模和中等规模问题的最优解,以及较大规模问题的高质量解。     

广义优先关系下工序机动时间的隐形消耗

在带有广义优先关系(generalized precedence relations,简称GPRs)的工序网络中,发现了新的奇异现象.传统观念中,如果某工序的机动时间被消耗,则必然发生在以下两种情况中:1)该工序主动消耗自身机动时间;2)由于该工序的前继工序消耗各自的机动时间,导致该工序被动地消耗自身机动时间.然而新发现的奇异现象是,即使脱离上述两种情况,某工序的机动时间也会被消耗.该现象称为工序机动时间的隐性消耗,出现在带有GPRs的工程项目中.在GPRs网络的基础上,研究了该奇异现象的特性,分别针对工序的经典时差和隐性时差,提出了相应的机动时间隐性消耗的量化方法.对于带有GPRs的项目调度问题,工序机动时间隐性消耗的现象会弱化现有的基于机动时间的模型和优化算法,因此,为了进一步提高项目调度的效率和准确性,对该奇异现象的理论研究是不可或缺的.     

广义优先关系下隐性时间、隐性时差和伪时差

在广义优先关系下的工序网络中，发现了奇异现象． 例如，某些工序的开始时间可早于最早开始时间，在不影响总工期的条件下，某些工序的工期延长量可超过总时差，而某些工序的结束时间可迟于最迟结束时间等． 这些现象无法用现有的时间参数值来解释． 通过研究奇异现象，揭示了工序的一些隐性特征，提出了隐性时间、隐性时差和伪时差的新概念，并给出了计算方法． 在很多情况下( 如调整工序的工期时) ，现有的时间参数值与实际不符，而上述隐性时间、隐性时差和伪时差能准确应用于实际． 另外，调整工序的工期是项目调度的重要措施，针对工序的工期在不影响总工期条件下的最大可延长量，发现常识性观点( 认为其等于现有总时差) 是错误的，并根据隐性时间参数值，给出了正确的算法．     

基于奖惩机制的建筑供应链工期协调优化研究

在研究由业主和建筑商组成的两级建筑供应链的工期协调优化问题时,首先建立了基于网络图的具有资源约束的传统工期费用交换问题的优化模型。针对传统工期优化模型的缺陷,建立了具有固定资源约束的考虑资金时间价值的工期优化模型。然后从供应链角度,考虑供应链成员决策的相互影响,建立了具有柔性资源约束的基于工期奖惩机制的工期协调优化模型。给出了模型的求解算法。最后结合算例对比了不同工期优化下的结果。结果显示,传统工期优化模型的优化结果很难在考虑资金时间价值的模型中实现,但通过奖惩激励可以实现甚至更进一步改进工期优化结果,同时实现项目工期控制目标协调优化和供应链的帕累托改善。     

考虑作业空间干涉的工程项目时间-成本均衡优化研究

工程现场的空间资源是制约工程活动开展的重要影响因素。本文研究考虑空间干涉的工程调度优化问题,定义作业空间干涉的度量方式和作业效率函数,建立工程调度的工期-成本双目标优化模型。针对问题特征设计相对延迟编码方式和解码机制,采用NSGA-II算法求解模型。以某工程案例为研究对象,通过与传统方法对比实验验证了模型和算法的有效性,接着分析了算法的最大延迟时间参数对算法性能的影响。实验结果表明,本文提出的模型和算法能有效提升工程进度和成本目标。     

基于活动方法的瓶颈模型与拥挤收费问题研究

Vickrey提出的基于出行的瓶颈模型以出行作为分析单位,没有考虑出行与活动之间的相互关联.本文对Vickrey的瓶颈模型进行了拓展,提出了基于活动的瓶颈模型来研究通勤者早晨上班出发时间决策问题,模型考虑了通勤者对出行负效用与活动效用之间的权衡.在基于活动的瓶颈模型的基础上,分别研究了常数和线性边际活动效用下瓶颈动态拥挤收费和阶梯收费问题,并与传统的瓶颈模型的解进行比较.结果表明,当活动的边际效用为线性函数时,瓶颈处最优动态收费曲线不再呈分段线性关系,而是分段二次曲线;与基于活动的瓶颈模型相比,传统的基于出行的瓶颈模型将高估瓶颈处的排队延误、阶梯收费水平,以及早高峰的开始和结束时间;基于出行的瓶颈模型和常数边际活动效用下的瓶颈模型导致的最优阶梯收费是最优动态收费最大值的一半,并且刚好消除瓶颈处排队延误的一半;与线性边际活动效用下的瓶颈模型相比较,两者低估了阶梯收费能消除的瓶颈排队,从而低估了阶梯收费的效率.     

资源受限下平行工序顺序对优化的0-1规划模型

资源受限是工程项目时刻都可能面对的挑战。由于资源限制,需要将原项目计划中相互之间无优先关系的平行工序调整为顺序工序。平行工序顺序化可导致项目工期延迟,因此需考虑如何使项目工期延迟最小。该平行工序顺序优化问题是项目调度问题,也是排列组合问题,通常难度很大,包括一些NP-hard问题。本文主要研究该问题的一类典型子问题——平行工序顺序对优化,即如何将项目中某2n个平行工序调整为n个顺序工序对,并且对项目工期的影响最小。该问题的总方案数可达到（2n）!/n!。本文借助工序网络（如CPM网络）,运用简单的时间参数量化了平行工序顺序化对项目工期的影响,进而降低问题的求解难度,建立了纯0-1规划模型。实验验证了该模型的求解效率,求解100个平行工序规模的问题平均耗时0.2605秒,而求解500个平行工序规模的问题平均耗时10.66秒。     

START UP OR LEARNING CURVES–SOME NEW APPROACHES

The traditional start up or learning curve is presented in a somewhat different way to encourage increased application of the start up curve as a useful tool for management planning, control, and decision purposes. It is shown that the parameter estimation problem can be avoided in those situations in which the percent start up or learning is known or can be estimated. Several interesting approaches allowing simplified computations are presented for those common situations in which (a) the point at which the marginal cost per unit stabilizes is known, (b) the cost of the first unit is known, and (c) the percent start up for both (a) and (b) is known. The relationship between breakeven analysis and start up curves is shown, as well as the relationship between marginal cost-revenue analysis and start up curves.     

基于开工柔韧性的关键链项目缓冲分配方法

缓冲应该进行集中式还是分散式管理是项目缓冲管理的一个核心问题，经典缓冲管理方法没有对此进行研究。基于此，本文在考虑开工柔韧性的情况下，研究并比较分析了两种项目缓冲的分配模式。通过对两种缓冲管理模型的研究，结合MATLAB仿真结果发现，缓冲集中式管理模式在考虑开工柔韧性的情况下，主要通过活动资源提前就位来抓住项目活动可能出现的提前完工机会，即通过可能的成本增加来换取可能的工期降低。仿真结果显示，在这种模式下，项目工期提前了8.67%，而总成本只上升了2.02%（主要是因为增加了资源库存成本和计划变动成本），由此可见，集中式缓冲管理模式可以有效降低工期。而缓冲分散式管理模式则是现有缓冲管理方法的延伸，在考虑开工柔韧性的情况下，将项目计划做出不同程度延缓，相较于缓冲集中式管理没有了库存成本的增加，实验结果表明，当活动完工率落在概率分布函数的50%~60%之间时可得到项目的最佳缓冲分散程度。     

时变参数模型的最优滚动窗宽选择标准及应用

宏观经济领域中存在严重的结构突变性,模型估计量的优劣对估计样本规模是敏感的。本文针对时变参数模型,建立了滚动窗宽选择标准,通过最小化估计量的近似二次损失函数及最大化各子样本估计量间的曼哈顿距离选择窗宽大小,权衡了模型估计量的准确性和时变性两个相悖目标。蒙特卡罗模拟实验表明,本文所提出的方法在各种结构突变情形下均适用,能够应用于线性关系和非线性关系的时变参数模型中,且均具有稳健性。将该方法应用于我国金融网络的结构突变识别过程,显著改善了传统窗宽选择方法的结果。     

PERT: A DYNAMIC APPROACH

This paper combines learning curves with a PERT network to produce a dynamic PERT model. The dynamic model takes cognizance of the fact that many projects are of a repetitive nature and that the network may vary between runs of the project through the addition or deletion of activities attendant to producing variations of a basic model. Thus, on any given run, the activities comprising a network will exhibit varying degrees of repetitiveness. The proposed model treats the estimated completion times of activities comprising the network as a function of (1) the number of times the various activities have been repeated on prior runs of the project, and (2) the learning rate attendant to each activity. Thus, the estimated completion time for a run through the project changes as additional units are produced. A sixteen event PERT network is simulated (using the proposed dynamic model) through twenty runs of a project. The simulation is conducted under three situations; namely, with learning taking place on (1) only noncritical activities, (2) only critical activities, and (3) all activities. In all three cases the results are compared to the static PERT model. The implications of the proposed model for improved decision making are presented in the concluding remarks of the paper.     

GPRs搭接网络分解优化定理在流水作业中的应用

本文发现在GPRs搭接网络传统算法中，针对某些可分解的关键工序，通过工序的分解会产生分解悖论和咖啡时间悖论。通过对这些悖论现象的分析研究，发现其存在帕累托改进。对此，提出了两个分解优化定理及网络的分解优化方法，使网络的总工期和总时差的分布都得到了优化，为项目WBS和资源优化提供了更科学的，更充足的条件。并将该分解优化定理同流水作业原理相结合，用实例证明了该方法的可操作性，为流水作业中施工段的划分提供了科学的优化方法。     

重复性项目调度模型的时差分析

时差分析作为工程项目管理的核心内容之一,被广泛用于处理延期索赔和工期压缩等实际工程问题。RSM是针对重复性项目而设计的一类新的项目调度工具,在项目计划与调度领域受到广泛关注。在RSM中,目前尚未有普适的时差分析方法,并且已有的时差概念均要求工序必须连续施工。在考虑工序间断的情况下,区分了RSM中子工序使用时差的两种方式,即"调整开始时间"和"延长工期"。通过将CPM网络中的经典时差概念（包括总时差、自由时差和安全时差）与RSM相结合,提出了适用于RSM的新时差概念体系,以及对应的时间参数和时差计算方法。一个管道工程项目验证了算法的有效性。与已有文献相比,本文提出的时差分析方法具有更强的普适性。     

基于时间约束的单源/p个中转点配送系统的MINLP模型

 配送系统设计时,除了使系统的总费用最小外,还要满足各需求点对时间的要求。在说明了建模的假设条件后,建立了考虑时间约束的单源、p个中转点配送系统的混合整数非线性规划(MINLP)模型。根据模型的特殊结构开发了一种求解全局最优解的启发式算法,用Matlab编写了算法的计算程序,使用LINGO和Matlab软件将该算法与分枝定界法和舍入松弛法进行了比较,结果表明该启发式算法在寻求全局最优解和计算时间上都较其他两种方法更优。最后用实际调研的数据作为一个算例对模型进行了数值演算。