建筑施工管理的多目标优化研究

李静

(北京工业职业技术学院，北京 100042)

建筑施工管理的多目标优化研究

李静

(北京工业职业技术学院，北京 100042)

探讨企业项目管理“进度、费用、质量”三要素集成优化管理。将三要素皆列为变量，选取且将其集成优化为多方案的模型，经工程实例验证模型的实用性与可行性，取得良好效果。

建筑施工管理；项目管理三要素；集成优化管理；模型

0 引言

随之全球经济一体化发展，国内外市场竞争趋于白热化，企业项目的“规模、数量”不断扩大，对项目管理要求不断提升[1]。而项目管理目标主要有“进度、费用、质量”三方面，此三方面共同构成建筑工程项目管理目标的三要素，项目管理活动即为多目标协调活动[2]。故此，项目管理工作的核心为“多目标优化管理”，其不仅仅只是力求单个目标的最优，而是力求多个目标一同优化为前提，寻求目标彼此的“协调性”与“平衡性”，进而提升项目管理“总体效率”。

1 项目管理多方案的集成优化模型

1.1 项目立项后“建设前”的多目标决策模型

工程项目立项后，即付诸实施，常规要拟定若干建设计划，这就涉及方案的选择。故以项目“进度、成本与质量”评估方案优劣。故此，可构建如下多属性决策模型：

式中：X1=(11，12，13)代表对方案i其相应进度、成本与质量的属性值，依决策者态度与偏好的不同，可选取不同手段展开求解。

1.2 “建设中”的多属性决策模型

经项目计划展开“项目建设”，若工程建设活动皆依项目计划展开，那么项目决策则不需要。可因项目为一次性，其所有工作一般皆无成熟规范，无法完全依计划进行，实际状况与初期计划会形成偏差。一般偏差对项目影响主要有：进度迟缓、成本增加、质量降低。为了达成投资目标，满足经营发展需求，需不断展开分析，规避各种因素对项目目标的影响。依投资者目标追求，可选取如下两种模型：

1)项目建设中的多属性决策模型(I)。

假设：依计划实施时，实际状况偏离初期设想，投资者追求的“进度快、成本低、质量好”，选用模型如下：

式中：X1=(11，12，13)代表对方案i其相应进度、成本与质量的属性值，依决策者态度与偏好的不同，可选取不同手段展开求解。

2)项目建设中的多属性决策模型(II)。

进度最快、成本最低、质量最优为项目管理者追求的目标。可提升质量多以延长进度、提升成本为代价；成本降低多导致质量下降；加快进度多导致成本提升、质量下降。实际一般达到规定质量标准基础上，尽量做到“成本低与进度快”；于规定进度下，尽量压缩成本及提升质量；于规定成本下，尽可能加快进度及提升质量等；可构建如下模型：

式中：X1=(11，12)代表对方案i其相应进度、成本与质量的任意两个属性值，依决策者态度与偏好的不同，可选取不同手段展开求解。

项目立项之后，“建设前”与“建设中”的多属性决策模型I，而“建设中”的多属性决策模型II实际为I的特殊情形。

2 多属性决策问题“求解”的准备工作

针对某多属性的决策问题，设U=(u1，u2，…，um)为属性集，X=(x1，x2，…，xm)为方案集，属情权重信息为未知。针对方案xi，依属性uj展开测度，获得xi对于uj属性值aij，组成A=(aij)mcm决策矩阵。为便于研究，让M=(1，2，…，m)，N=(1，2，…，n)。

表1 决策矩阵A

属性类型有“效益、成本、固定、偏离”等，效益型值愈大愈好；成本型值愈小愈好；固定型接近某固定值aj愈好；偏离型越偏离某固定值βj愈好。设I1(i=1，2，…，6)分别表示效益、成本、固定、偏离的下标集合。为除去不同物理量对“决策结果”的作用，于决策之时可依公式规范化处理“决策矩阵A”：

对某多属性“决策问题”，未知属性权重信息，决策矩阵为A=(aij)nxm，经规范处理A后，获得规范化矩阵B=(rij)nxm，假设属性权重向量为ω= (ω1，ω2，…，ωm)，ωj≥0，j∈M，且满足单位化约束条件：

各方案综合属性值定义为：

3 案例分析

应用两个集成化模型对对某工程项目展开三要素集成优化模型的数值模拟，以难所建模型的实用性与可行性。其中，进度是结合专家评估法、类比评估法与3个时间评估法，设计代表与项目经理依工程施工计划网络图、进度计划表、等资料估算得出；成本是由概预算工程师以“类比估算法”为基础，依工程量表等资料评估得出；质量则由全体专家组成员采取类比评估法及经验法，依工混凝土验收标准等技术资料得出。考虑到方案的可行性及实际意义，只把目标值符合下列要求的方案纳进方案集，具体要求为：成本(万元) 1 780≤u2≤2 000，进度(天)500≤u1≤630，质量u3≥90%。据此，依入选方案，组成6个方案集，构成方案集决策矩阵 (见表1)，其中，u1进度；u2成本；u3质量(%)。展开方案评估。假订属性权重信息为未知。

表2 决策矩阵A

步骤一：表2内，进度与成本一样皆为成本型指标，工程质量则为效益型指标。故此，采取式(1)与式(2)将决策矩阵A规范化得到矩阵B。

步骤二：利用(3)式计算3个属性最优权重向量：

ω=(0.447 759，0.341 136，0.211 190)

z1(ω)=0.939 363，z2(ω)=0.944 425，

z3(ω)=0.935 975，z4(ω)=0.941 899，

z5(ω)=0.969 159，z6(ω)=0.956 593

表3 决策矩阵B

步骤四：依zi(ω)(i=1，2，…，6)的大小对各种方案展开排序：x5＞x6＞x2＞x4＞x1＞x3最优方案为x5。

4 结语

应用所建模型于实际工程项目内展开数值模拟，结果显示所建模型可行性良好，实用价值较高。

[1]王鹏.建筑工程质量管理解析[J].工程建设,2010,11(10):116-118.

[2]曾文康.对建筑工程质量管理的分析[J].城市建设,2010,12(2): 18-20.

[3]杨湘,张连营,张杰.工程项目工期—成本综合模糊优化[J].土木工程学报,2003,36(3):46-50.

[4]熊鹰,匡亚萍.基于蚁群算法的施工项目工期-成本优化[J].系统工程理论与实践,2007(3):105-111.

[5]熊鹰,匡亚萍.施工项目工期一成本优化问题的蚁群算法[J].浙江大学学报:工学版,2007,41(4):176-180.

TP301.6

A

1673-1093(2014)04-0034-03

李静(1982)，女，蒙古族，内蒙古赤峰市人，毕业于内蒙古工业大学，讲师，技术经济及管理专业，研究方向：建筑工程项目管理、工程经济、工程造价。

10.3969/j.issn.1673-1093.2014.04.009

2014-01-24；

2014-02-22