关键词:
工程项目管理
多目标优化
NSGA-Ⅱ算法
摘要:
建筑业是我国国民经济中不可或缺的一部分,也是国家大力发展的支柱产业。在基建增长速度放缓、房地产市场逐渐降温之后,国家也发布了相关文件,提出了建筑业应向高质量发展转型的要求,建筑业目前迫切需要从粗放的管理生产模式中寻求改变。目前的建筑市场竞争激烈,工程项目日趋复杂,工程项目的管理难度不断加大。针对这些情况,对于在建设生产一线的施工单位工程来说,就需要提高自身项目管理水平,而从工程项目管理中最经典的问题——工期、成本、质量三者的综合优化问题上入手,是一个有较大现实意义的一个研究方向。
针对工期、成本、质量三者构成的多目标优化问题,本研究首先建立了新的工程项目工期-成本-质量综合优化模型。基于关键路径法(CPM)和计划评审技术(PERT)等方法建立了工程项目工期模型;在工期-成本综合优化模型方面,结合了工程项目成本的构成情况、前人研究成果、边际效益有关理论、抛物线曲线特点以及三点确定二次函数形式的性质,建立了工程项目工期成本模型;引入了生物学中常用来描述生物种群繁殖规律的Logistic曲线来构建工期-质量模型。最后将三者综合,得到一个新的工程项目工期-成本-质量综合优化模型。
其次创新性地将NSGA-Ⅱ/SDR算法运用到解析工程项目多目标优化模型中。本研究首先选取了NSGA-Ⅱ算法作为求解模型的基本方法,针对NSGA-Ⅱ算法在求解高纬度多目标优化问题时还存在的解集的收敛性及分布性不能保证的问题,引入增强支配关系(SDR)对NSGA-Ⅱ算法进行改进,引入IGD指标并选取了DTLZ测试函数集里的部分函数对两种算法进行收敛性和分布性的测试,最后证明基于SDR的NSGA-Ⅱ算法所得到的解在收敛性和多样性上得到了显著提升。
最后引入实际工程项目案例并用上述研究成果得到了可行的工程项目多目标优化方案。选取实际工程项目案例,对建立的工程项目工期-成本-质量综合优化模型进行了求解分析,基于两种算法所得到的结果进行了对比,验证了NSGA-Ⅱ/SDR算法所得到的49个PARETO解具有更好的收敛性和分布性。基于这49个解,采用了专家打分法结合TOPSIS法,选出了10个较好的方案。为决策者提供了可选的优质方案,并提出了针对部分方案的具体建议。