（管理科学与工程专业论文）工程项目工期成本质量综合优化研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 建筑业是国民经济的重要物质生产部门，它与整个国家经济的发展、人 民生活的改善有着密切的关系。工期、成本、质量是工程建设项目的三大控 制目标，它们是工程建设项目在各个阶段的主要工作内容。在我国实际的工 程招投标操作中，大多数采取低价中标，然而汶川大地震中出现的工程问题 给人们敲响了警钟，如果不能综合考虑工程三大目标的相互协调而单纯的追 求低价，势必会对工程的质量等方面造成重大影响，给国家及人民带来巨大 损失。工期、成本、质量“三大目标 是对立与统一的，如何对三种不同类 型的工程目标进行量化，并选用适当的方法求解是亟待解决的问题，只有有 效的解决三大目标的对立问题，才能使工程各方受益，使社会价值极大化。 因此，论文的选题具有理论意义和现实意义。论文的主要工作如下： 1 、阐述了工期、成本、质量的有关概念，介绍了工期的计算方法，分析 了目前已有研究中建立的几种模型，阐明了本文模型建立的缘由，写出了工 期、成本、质量的数学表达式，并建立了工期、成本、质量的单目标优化模 型和考虑业主偏好的综合优化模型。 2 、介绍了微粒群算法的研究现状及思想流程，选取带惯性权重的微粒群 算法对本文的模型进行求解，并对算法的边界条件进行了限定；根据计算机 编程的需要对工期、成本、质量函数的计算公式进行了表达形式上的修改。 3 、以某公司的三层混合结构办公楼为例对模型及算法进行了验证，画出 了工程的单代号网络图，计算了网络图上所有的路径，根据路径及工期、成 本、质量的计算公式对算例进行了工期、成本、质量的计算，并对微粒群算 法编程时的参数进行了设定。计算机实际运行的结果表明能够找到相应的四 种模型的结果，模型的可行性得到了验证。 4 、根据不同的工程目标、不同的分部分项工程、庞大工程等情况探讨了 单目标优化模型和综合优化模型的适用范围，提出了保证工期、成本、质量 三大目标顺利实现的相关措施。 本文的研究对业主及施工单位的工程招投标工作具有一定的借鉴作用。 关键词：工程项目；工期；成本；质量：综合优化 西南交通大学硕士研究生学位论文第页 a b s t r a c t c o n s t r u c t i o ni sa l li m p o r t a n ts e c t o ro fg r o s sd o m e s t i cp r o d u c t s ；i ti sc l o s e l y r e l a t e dt ot h ed e v e l o p m e n to ft h ee c o n o m ya n dt h ei m p r o v e m e n to fp e o p l e sl i v e s t h et h r e em a i no b je c t i v e so fc o n s t r u c t i o np r o jc o t sa r et h em a n a g e m e n to ft i m e ， c o s ta n d q u a l i t y ；也e yf o r mt h eb a s i c c o n t e n tw o r ki nv a r i o u s s t a g e s o f c o n s t r u c t i o np r o j e c t s i nt h ea c t u a l o p e r a t i o n o fc h i n ap r o j e c tb i d d i n g ，t h e m a j o r i t yo fb i d d e r s o f f e r e dl o w e rp r i c e s t ow i no u t h o w e v e r , e n g i n e e r i n g p r o b l e m sf o u n di nw e n c h u a ne a r t h q u a k er e m i n du st h a ti fw eo n l yp u r s u el o w e r p r i c e s a n di g n o r es y n t h e s i z i n gt h et h r e em a j o ro b j e c t i v e s ，w ew i l ls u f f e rt h e c o n s e q u e n c e so fal o w e rq u a l i t yp r o je c tw h i c hw i l li m p a c tt h ec o u n t r ya n di t s p e o p l ed i r e c t l y a l t h o u g ht h et h r e eo b je c t i v e sa r ei n d e p e n d e n tf r o me a c ho t h e r , i t s h o u l db ei n t e g r a t e di n t ot h ep r o je c ti ts e l t h e r e f o r e ，h o wt oe v a l u a t ea n d m o d e lt h eo b je c t i v e s ，a n dt h e nc h o o s ea p p r o p r i a t em e t h o di sap r o b l e md u r i n gt h e o p e r a t i o no fap r o j e c t t h eo n l ye f f e c t i v es o l u t i o nt ot h ei s s u eo ft h r e eo p p o s i n g g o a l s c a l lb e n e f i ta l l p a r t i e s i n v o l v e di nt h ep r o j e c t a c c o r d i n g l y , t h e r ei s t h e o r e t i c a la n dp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c ef o rt h i sp a p e r t h em a i nc o n t e n t so ft h e s i si n c l u d e ： 1 o nt h et i m e ，c o s t ，q u a l i t ya n dt h ec a l c u l a t i n gt i m em e t h o d ，t h et h e s i s a n a l y z e dt h ec u r r e n tr e s e a r c ho fs e v e r a le s t a b l i s h e dm o d e l sa n de x p l a i n e dt h e r e a s o no fe s t a b l i s h m e n t o p t i m i z a t i o n m o d e l s t h ea u t h o re s t a b l i s h e dt h e s i n g l e o b je c t i v em o d e l sb a s e do nt h et i m e ，c o s to rq u a l i t y , a n dt h e nc o n s i d e rt h e s e f a c t o r sa l t o g e t h e ra n da d dt h eo w n e r sp r e f e r e n c ei n t ot h em o d e l 2 t h et h e s i si n t r o d u c e dt h ep a r t i c l es w a r ma l g o r i t h mr e s e a r c ha n dt h i n k i n g p r o c e s s ，s e l e c t st h ew e i g h to ft h ei n e r t i a lp a r t i c l es w a r ma l g o r i t h mf o rs o l v i n gt h i s t h e s i s b yl i m i t i n gt h eb o u n d a r yc o n d i t i o n so ft h ea l g o r i t h m ，s o m ee x p r e s s i o n s s h o u l db ea m e n d e dw i t ht h ec o n s i d e r a t i o no ft h ea c t u a lp r o g r a mn e e d s 3 t h et h e s i si sb a s e d0 1 1t h es t u d yo ft h ec o m p a n y sb u i l d i n gc a s e s ，a n d v e r i f i e dt h em o d e la n dt h ea l g o r i t h m b yd r a w i n gt h es i n g l ec o d e - n a m e dn e t w o r k ， s e t t i n gt h ep a r a m e t e r st h e yn e e d ，w ec a l c u l a t e da l lp a t h s ，p r o j e c tt i m e ，c o s ta n d 一 西南交通大学硕士研究生学位论文第页 。1 。一= - _ = 一：一：一：= 二： 二：= = 二： q u a l i t y , t h er e s u l to ft h e s ep r o g r a m si n d i c a t e dt h a tt h e f e a s i b i l i t yo ft h em o d e l c o u l db ev e r i f i e d 4 a c c o r d i n g t ot h e d i f f e r e n t p r o j e c t s o b j e c t i v e s ，d i f f e r e n tp a r t so f s u b 。p r o j e c t s ，a n ds o m eh u g ep r o j e c t s ，t h ea u t h o re x p l o r e dt h eo p t i m i z a t i o no f s i n g l e - o b j e c t i v ea n dt h ei n t e g r a t e dm o d e l a n dt h ed i f f e r e n t a p p l i c a t i o ni nt h e p r o p o s e dp r o j e c tc o n s i d e r i n gc o s t ，q u a l i t y , a n dt h es m o o t hr e a l i z a t i o no ft h e o b j e c t i v e so ft h et h r e er l q e a s u r e sw a sd i s c u s s e d b a s e do nt h ea b o v em a i nr e s e a r c h ，t h e s t u d yo ft h et h e s i si su s e 如lt ot h e b i d d e ra n dc o n s t r u c t i o nc o m p a n yt e n d e r si nt h e p r o c e s so fb i d d i n g k e y w o r d s ：c o n s t r u c t i o np r o j e c t ；t i m e ；c o s t ；q u a l i t y ；c o m p r e l a e n s i v eo p t i m i z a t i o n 西南交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和 借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 保密口，在年解密后适用本授权书； 2 不保密西使用本授权书。 ( 请在以上方框内打“4 ) 学位论文作者签名：国专芭艚挪签名：砍待 鼢巧弓r 醐： 夕r ，、3 西南交通大学学位论文创新性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所 得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体 已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在 文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 ，习拖 加7 ，弓，5 l 西南交通大学硕士研究生学位论文第】页 第1 章绪论 1 1 选题的背景与意义 建筑业是国民经济的重要物质生产部门，它与整个国家经济的发展、人 民生活的改善有着密切的关系。中国正处于从低收入国家向中等收入国家发 展的过渡阶段，建筑业的增长速度很快，对国民经济增长的贡献也很大。1 9 7 8 年以来，建筑市场规模不断扩大，国内建筑业产值增长了2 0 多倍，建筑业增 加值占国内生产总值的比重从3 8 增加到了7 o ，成为拉动国民经济快速增 长的重要力量。随着西部大开发的进行和长三角、珠三角、环渤海湾区、东 北工业区的持续振兴，我国建筑市场必将更加繁荣。 工期、成本、质量是工程建设项目的三大控制目标，它们是工程建设项 目在各个阶段的主要工作内容，无论是项目业主，还是承包商及监理单位都 是围绕着三大目标而开展工作的。工期、成本、质量有各自的内涵和控制方 法，它们不能互为替代和等同，但是它们相互间却存在着对立统一的辩证关 系。 工期是工程从开工到完工的全部时间，成本是工程建设的全部费用，工 程质量是指工程满足业主需要的，符合国家法律、法规、技术规范标准、设 计文件及合同规定的特性结合；质量形成过程是一个动态过程，是工程建设 各个环节工作的综合反映。工期、成本、质量是既互为依存又相互矛盾的一 组共同体，合理的缩短工程工期将会使工程尽早投入使用，给业主带来超前 收益，提高投资效益，同时由于采取必要措施使工期缩短，就会增加建筑材 料、人工工时、机械设备等资源的使用量，势必造成工程成本的增加；而不 按合理工期施工，片面追求高速度，致使施工单位赶工期，不顾工程的客观 龄期和施工的必要程序，势必又会造成工程质量难以保障，工程成本大幅度 增加，因此，只有按工程客观龄期、工程施工程序时间和工程要求的建设周 期确定合理工期，才能使工程成本和质量可控。采取科学的管理方法适当降 低工程成本将会为业主节约建筑费用，但只重报价，在招标时盲目压价，不 重视效益和施工能力，选择一些不具备相应资质的施工单位承担工程，势必 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 造成工期拖延、质量低下，即使对于信誉好、施工能力强的施工单位，过低 的价格也难调动全员保质量、保工期的积极性，为工程质量和工期保证埋下 了隐患，因此只有采用合理的低价才可能保证质量和工期。质量好的工程将 会给社会带来极大的社会效益，可以延长工程使用年限，又可提高投资效益。 严格控制质量，可以减少材料费、人工费、机械使用费的损失，也可以减少 由于返工而造成的损失以及经常性的维护费用；但如果不切合实际地提高质 量标准，不顾现行的施工水平，势必加大成本投入并影响工期，也会造成投 资失控，甚至造成浪费和负面效应，因此在处理质量与工期、成本的关系时， 应在保证工程质量的前提下力求合理安排工期，并以最少的机械消耗和人力 消耗来完成任务。 项目建设目标的理想状态是同时达到最短工期、最低造价和最高质量， 但这在实际上很难实现。项目的三大目标组成的目标系统，是一个相互制约、 相互影响的统一体。其中任何一个目标的变化，都势必引起另外两个目标的 变化，并受它们的影响和制约。 综上所述，质量、成本、工期“三大目标”是对立与统一的。因此，在 确定目标值时，不可能达到三个目标都是最优，也不能使每个目标都绝对满 意，在确定每个目标时都要考虑其它目标的影响，进行各方面的综合比较分 析，做到在满足一个目标最优的基础上，其他两个目标都达到满意的效果， 这样不仅可以使业主各方面的要求得到满足，而且也使承包商有一定的利润 空间，使社会效益达到最优。 。另外，根据中国国情，以往在实际的工程招投标操作中，大多数采取合 理低价中标，然而2 0 0 8 年5 月1 2 日的汶川大地震给我们敲响了警钟，如果 不能综合考虑工程三大目标的相互协调而单纯的追求低价，那么势必会对工 程的质量等方面造成重大影响，进而给国家及人民带来巨大损失。 如何对三种不同类型的工程目标进行量化，并建立综合优化模型、选用 适当的方法求解是亟待解决的问题，只有有效的解决三大目标的对立问题， 寻找到三大目标的理想结合点，才能真正的使工程各方受益，使社会价值极 大化。因此，论文的选题具有理论意义和现实意义。 1 2 国内外研究现状 工程建设项目的目标主要包括进度目标、成本目标和质量目标，国内外 对于三大目标的综合优化研究，归纳起来主要集中在以下两个方面： 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 1 、工期一成本、质量一成本、质量一进度两个目标的综合优化 国外相关文献中，q u e n t i nw f l e m i n g ( 1 9 9 9 ) 一般把进度费用协调控 错0 称为c p m t i m e c o s t ，e u n h o n gk i m ， w i i i i a m g w e l l sj r ， m i c h a e i r d u f f y ( 2 0 0 3 ) 把它称为s c h e d u l i n ga n d c o s tm a n a g e m e n t 或 t w i n n i n gt i m ea n dc o s t 。国外对进度费用协调控制的研究起步较早， 在理论上也取得了一定的成就，但缺少对进度费用协调控制问题进行系 统的、综合性的研究分析。 s s e r e n g u c 等( 1 9 9 3 ) 采用风险评估技术法在投标阶段对采用总价承包 项目的进度费用进行综合分析，从而得出最佳的投标报价。 l s u e d e 和s l i c h t e n b e r g ( 1 9 9 5 ) 研究了有限资源约束下连续性进度 费用交换的现金流优化问题。为简便起见，他们假定活动持续时间与费用是 线性关系，而且活动的持续时间与资源需求无关。在此基础上设计了一种算 法( n p vc t t o 算法) ，依次检查各个时间段，对于存在未利用资源的时间段尝 试压缩其中的活动持续时间，并根据净现值( n p v ) 的变化和资源的利用情况做 出决策。 r k o l i s c h 和a s p r e c h e r ( 1 9 9 7 ) 则主要对进度费用协调控制问题 进行分析，并对相应的解决方法进行了一些阐述。 国外在进度一成本综合优化的研究方面，大多数是把投放于网络活动 上的资源折算成费用，然后通过对实际开支费用流、计划费用流和挣值 ( e a r n e dv a l u e ) 费用流的比较及控制实现对工期、成本的综合优化及管理。 国内在工程进度成本综合优化的研究方面，主要是介绍进度成 本问题的基本概念、种类及解决办法，是一些综述性的研究，没有建立具体 的模型或者程序把进度成本协调控制的方法结合到工程项目实施的全过 程中去进行详细的研究。 李扬红等( 2 0 0 1 ) 通过对挣值原理三个基本参数之间相互关系的分析， 研究了挣值原理在工程监理中的应用。 戚安邦( 2 0 0 2 ) 较为详细的阐述了基于网络计划的进度成本协调控 制的基本概念、前提，并分析了协调控制面临的主要困难和相应的解决办法， 为工程实际中协调控制方面的研究奠定了基础。 刘伟和刘景泉( 2 0 0 2 ) 针对工程项目实施中活动工期的压缩是直接通过 增加资源分配实现的，活动工期与费用之间的函数关系可以通过资源联系起 来，即活动工期与资源之间存在函数关系，而且资源的约束是不可避免的， 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 而且往往存在某种资源是瓶颈的局面，由于资源数量限制，各活动之间存在 着对资源的竞争，在考虑资源可用量限制情况下，建立了资源约束下的进度 和费用交换问题模型，采用特殊编码方式为该模型设计了启发式遗传算法， 并用数值实例说明了该模型的合理性和程序的有效性。 丰景春( 2 0 0 3 ) 结合国际工程中工程概算的费用组成，详细研究了工程 建设项目单价计价活动、合价计价活动、计日工活动及暂定金费用项目的预 算计划值、实际值、挣值的计算方法及公式，并建立起各类活动( 费用项目) 预算计划值设置模块、实际值统计模块、挣值度量模块，根据费用与进度综 合控制的基本原理，提出合同项目费用进度绩效模型。随着工程项目计 划的实施，通过加强施工监测，就可以取得大量实际数据，并根据所测得的 实际数据，绘制出实际进度与费用支出曲线。同时，可根据实际完成或部分 完成的各项作业的原计划费用支出( 工程量与计划单价之积) ，绘制出已完工 和部分完工作业的计划费用曲线。根据这些曲线，建立了一种实现费用与进 度控制的数学模型。 陈霜( 2 0 0 5 ) 运用复合系统协调的原理，研究和探讨质量控制与进度控 制的协调；借鉴系统评价方法中一种采用轮廓图形进行评价的专家评分法一 一项目属性标值的圆形示意图，绘制了质量与进度协调的圆形示意图，直观 的表明质量与进度控制的协调，并进一步建立了工程项目质量控制与进度控 制动态优化的数学模型；在分析质量控制与进度控制协调关系时，引入了“质 量控制与进度控制协调配合界面管理”。 苑东亮( 2 0 0 6 ) 假定在进度有保证的情况下，研究质量控制与成本控制 之间的相互作用协调性关系，通过对质量控制与成本控制关系的探讨，建立 了工程项目质量控制与成本控制动态优化的数学模型，并给出了该模型的解 法及计算机实现流程，模型体现了质量控制与成本控制的量化考核。 ，李辉山( 2 0 0 7 ) 采用挣值管理法( e a r n e dv a l u em a n a g e m e n t ，e v m ) 建立 起一套完整的进度费用协调控制流程，并提出将蒙特卡洛仿真分析融入 挣值管理，在这种方法中，体现出动态管理的思想，其目的在于有效解决目 前我国项目项目管理过程中进度控制和费用控制不能有机结合的现实问题。 2 、工期一成本一质量三个目标的综合优化 r w e l a m i l apd ( 1 9 9 5 ) 提出，通常进行项目管理的时候，都是尽力寻找 最有效的方法来管理工期和成本，却对质量方面的重要程度分析很少。 b a b uajg ，s u r e s hn ( 1 9 9 6 ) 认为工程项目施工速度加快，会影响到工程 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 完成的质量，并建立了线性模型来研究工期、成本和质量之间的平衡关系。 d ob ak h a n g ，y i nm o nm y i n t ( 1 9 9 9 ) 将文献b a b uajg ，s u r e s hn ( 1 9 9 6 ) 中提出的研究工期、成本和质量平衡关系的方法应用到一个真实的水泥厂建 设工程项目中，来评价这种方法的实用性。 m a k i mr ，h e g a z yt ，a t t a l l am ( 2 0 0 0 ) 认为成本、工期和质量是评价 建筑工程项目的主要指标，这些指标之间是高度相关的，需要得到一定的平 衡。 杨湘、张连营( 2 0 0 3 ) 在综合分析工期一成本模糊关系的基础上，建立 了模糊关系下的工期一成本综合优化的遗传算法模型，并应用于一个实例， 同时对结果作了进一步分析和讨论。 王健、刘尔烈( 2 0 0 4 ) 利用多属性效用函数理论，建立工程项目管理的 工期一成本一质量综合均衡优化模型，并在网络计划技术的基础上，使用遗 传算法对模型进行求解，可以得到最满意的决策方案和多个近似满意的备选 方案，作为工程项目管理中的控制目标。 周树发、刘莉( 2 0 0 4 ) 提出的方法是网络计划的多目标优化问题，即按 照用户或业主的综合要求，对于工程的质量、工期、成本、资源的均衡等多 个目标都进行适当的考虑，从传统的单目标优化开始，分别建立工期、质量、 成本、资源均衡四个优化模型，然后再将这四个模型组合成多目标规划模型， 利用网络计划软件和目标规划计算软件，对网络进行优化，从而使工程网络 计划达到总体最优。 徐洪刚、胡鹏飞( 2 0 0 6 ) 提出了集成控制的思想，认为建立在进度和质 量约束条件下的工程成本费用优化模型，是实现成本、质量、进度集成控制 的一种有效方法。徐洪刚、胡鹏飞( 2 0 0 6 ) 综合考虑了工程项目成本、质量、 进度三者的同步控制，在质量和进度的约束条件下，达到成本的最小化。 杨耀红、汪应洛( 2 0 0 6 ) 利用模糊多属性群决策效用函数理论，建立了 工期、成本、质量模糊均衡优化模型，并采用语义方法评价质量，然后再把 语义评价转换成相应的模糊数，再考虑评价专家的模糊重要性权重以及各个 作业质量的相对重要性模糊权重，得到所有模糊作业质量的模糊加权和，作 为整个工程的质量评价。 刘晓峰、陈通( 2 0 0 6 ) 借鉴工程费用和工程工期的函数关系，利用s p s s 软件分析工程质量对工程工期的回归，从而建立工程质量对工程费用和工程 工期的方程，根据工程质量和工程工期、工程费用的量化关系，从而研究工 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 程质量的优化，并应用微粒群算法对模型进行求解。 综上所述，对于工程项目工期一成本一质量综合优化问题的研究，是一 个倍受国内外研究学者重视的研究领域，尤其是对于我国这样一个建筑施工 领域还处于探索阶段的建筑大国，工期一成本一质量的综合优化更应该得到 重视。从己有的理论和实证研究来看，以往关于工程项目工期一成本一质量 综合优化方面的研究现状主要集中在以下几个方面： 1 、工期一成本一质量综合优化模型的建模方法 工期一成本一质量综合优化模型的建模方法主要集中在应用模糊多属性 群决策效用函数理论、多属性效用函数理论等方法，或者建立两两之间的线 性函数模型，也有个别学者收集相似工程的数据，利用s p s s 软件建立质量对 工期的回归模型，但是上述方法缺乏对三大目标各自的特点进行区分，某一 特定类型的建模方法并不一定对三个目标都适用，并且没有针对不同的工程 设定不同的目标偏好。 2 、模型的求解方法 对于模型的求解方法，比较成熟的是遗传算法，很多学者都采用这个方 法来进行模型的求解，但是遗传算法需要复杂的交叉、变异以及选择操作， 使得优化技术很难满足实际优化需要，并且容易陷于局部最优；近年来也有 极个别学者应用微粒群算法进行求解，微粒群算法( p s o ，p a r t i c l es w a r m o p t i m i z a t i o n ) 是新近出现的一种仿生算法，算法简单，容易实现，而且随机搜 索的本质，使得搜索不易陷于局部最优，本文将选取一种恰当的p s o 算法对 模型进行求解。 3 、选取工程实例对模型的求解进行验证 目前已有的研究中，早期的研究多数都是建立模型并写出基于模型求解方 法的流程和步骤，没有选取工程实例进行实际的演算：后期一些学者的研究 引入了工程实例对模型及算法进行了验证，但是工程实例的选取都比较简单， 本文将尽可能考虑稍大一些的工程范围对模型进行验证。 1 3 本文的技术路线和内容安排 论文总体技术路线如图1 1 所示： 本文主要由以下几章组成： 第一章是绪论，简要介绍了论文的研究背景、选题依据，总结了国内外 研究现状。 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 第二章是工期成本质量优化模型的建立，阐述了工期、成本、质量的有 关概念，介绍了工期的计算方法，分析了目前已有研究中建立的几种模型， 阐明了本文模型建立的缘由，写出了工期、成本、质量的数学表达式，并建 立了工期、成本、质量的单目标优化模型和考虑业主偏好的综合优化模型。 第三章是微粒群算法综述，介绍了微粒群算法的研究现状及思想流程， 论述了计算本文模型时对微粒群算法所做的修正，并根据算法的需求对模型 做了表达形式上的修改。 第四章是案例分析，选取工程实例对单目标优化模型和综合优化模型进 行了验证，并得到了理想的结果。 第五章是相关对策建议，根据不同的情况探讨了模型的适用范围，并提 出了保证三大目标实现的相关措施。 论文研究的意义 0 文献综述 0 对比分析已有的 构建模型i _ 模型研究情况 1 r 根据模型具 应用p s o 方法 体情况进行 对模型求解 算法改进 j 应用工程实例验证模型 及求解的有效性 1 l 相关对策建议 图1 1 论文的技术路线 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 第2 章工期成本质量优化模型的建立媾， 工程项目的工期、成本、质量是工程项目控制的重点，对三大目标控制 的好坏关系着工程项目的成败。要想很好的控制各个目标，首先要在合理的 基础上将三个目标量化，然后才能通过事先的计算，把握工期、成本、质量 具体的数据，使工程在建设过程中有理可循，使资源更加合理、高效的配置。 本章就三大目标各自的特点展开论述，把每个目标分别用数学公式表达出来， 并在上述基础上逐步建立综合优化模型。 2 1 工程项目工期成本质量的相关界定 2 1 1 工程工期的定义及计算方法 2 1 1 1 各种工期的定义 建设工期：一般指建设项目中构成固定资产的工程全部建成、竣工验收 交付使用的全部时间。 建设周期：指建设总规模与年度建设规模的比值，反映国家、地区或行 业完成建设总规模平均需要的时间。 - 合理建设工期：是建设项目在正常的建设条件、合理的旌工工艺和管理， 建设过程中对人力、财力、物力资源合理有效利用，使项目的投资方和各参 加建设单位均获得满意的经济效益的工期。 定额工期：在一定经济社会条件下，一定时期内由建设行政主管部门制 定并发布项目建设所消耗的时间标准。 合同工期：在定额工期的指导下，由工程建设的承发包双方根据项目建 设的具体情况在承包合同书中确认的建设工期。 本文的工期是指工程项目的合理工期。合理工期，是建设项目在正常的 建设条件、合理的施工工艺和管理，建设过程中对人力、财力、物力资源合 理有效地利用，使项目的投资方和各参建单位均获得满意的经济效益的工期。 合理的建设工期受在建项目的资源勘探、厂址选择、设备选型与供应、工程 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 质量、协作配合、生产准各等阶段性工作各种客观因素的制约。 2 1 1 2 工程工期的计算方法 一、横道图 横道图是一种最直观的工期计划方法，它在国外又被称为甘特( g a n t t ) 图，在工程中广泛应用。横道图以横坐标表示时间，工程活动在图的左侧纵 向排列，以活动所对应的横道位置表示活动的起始时间，横道的长短表示持 续时间的长短，它实际上是图和表的结合形式。 1 、横道图的优点 ( 1 ) 它能够清楚的表达活动的开始时间、结束时间和持续时间，一目了 然，易于理解，并能够为各层次的人员( 上至战略决策者，下至基层的操作 工人) 所掌握和运用。 ( 2 ) 使用方便，制作简单。 ( 3 ) 不仅能够安排工期，而且可以与劳动力计划、资源计划、资金计划 相结合。 2 、横道图的缺点 ( 1 ) 很难表达工程活动之间的逻辑关系，即工程活动之间的前后顺序及 搭接关系不能确定。如果因一个活动提前或推迟，或延长持续时间会影响哪 些活动同样也表达不出。 ( 2 ) 不能表示活动的重要性，如哪些活动是关键的，哪些活动有推迟或 拖延的余地，及余地的大小。 ( 3 ) 横道图上所能表达的信息量较少。 ( 4 ) 不能用计算机处理，郎对一个复杂的工程不能进行工期计算，更不 能进行工期方案的优化。 3 、应用范围 横道图的优缺点决定了它既有广泛的应用范围和很强的生命力，同时又 有局限性。 ( 1 ) 它可以直接用于一些简单的小项目。由于活动较少，可以直接用它 排工期计划。 ( 2 ) 项目初期由于尚没有做详细的项目结构分解，工程活动之间复杂的 逻辑关系尚未分析出来，一般人们都用横道图做整体计划。 ( 3 ) 上层管理者一般仅需了解总体计划，它们都用横道图表示。 ( 4 ) 作为网络分析的输出结果。现在几乎所有的网络分析程序都有横道 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 图的输出功能，而且它被广泛应用，如p r o j e c t 软件。 ( 5 ) 在各种计划方法中，如各种网络、，速度图、线形图等都可以与横道 图互换。 二、网络计划方法 网络计划分为单代号网络图和双代号网络图，以结点表示工作，而以连 接各结点的箭线表示工作间的逻辑关系，称为单代号法；以箭线表示工作， 在箭线的两端画上圆圈称为事件；箭线尾端、前端的事件分别表示该工作的 开始、结束时刻，这种表示方法称为双代号法。两种方法除了表达方式不同 之外，基本思想都是一致的。网络计划有广泛的适用性，除极少数情况外， 它是最理想的工期计划方法和工期控制方法。与横道图相比，它有如下特点： 1 、网络所表达的不仅仅是项目的工期计划，而且它实质上表示了项目活 动的流程图。网络的使用能使项目管理者对项目过程有富于逻辑性的系统的、 通盘的考虑。 2 、通过网络分析，能够给人们提供丰富的信息，例如最早开始时间、最 迟开始时间、时差。 3 、可以十分方便的进行工期和资源的优化。 4 、给各层管理者以十分清晰的关键线路概念，这对于计划的调整和实施 控制是非常重要的。 由于网络计划方法有普遍的适应性，特别对复杂的大型项目更显示出它 的优越性，它是现代管理中被人们普遍采用的计划方法。 2 1 2 工程成本的含义 工程成本( p r o j e c tc o s t ) 是指在项目的决策阶段和实施阶段为了工程项 目的顺利建设所花费的各项费用总和。它包括工程项目在机会研究阶段、可 行性研究、决策、设计、建设准备、施工、竣工验收以及保修阶段所需花费 的各项费用。 当前，在我国工程成本管理的理论研究和工程实践中，对“成本”一词 具有多种理解，从工程建设不同参与方的角度产生了一些相应的概念。国家 一些部门或组织也对建设项目投资及其构成等做了相关规定。 1 、对投资者而言建设项目投资总额 建设项目投资总额是保证项目建设和生产经营活动正常进行的必要投入 资金。它包括建设投资和流动资金两个部分。建设投资，也称为固定投资和 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 1 页 递延资产等的投资，如图2 1 所示。 图2 - 1 建设项目投资总额的构成 固定资产是指使用期限超过一年，单位价值在规定标准以上，并且在使 用过程中保持原有实物形态的资产，包括房屋及建筑物、机器设备、运输设 备、工程器具等，这些资产在建造或购置过程中发生的全部费用都构成固定 资产投资。无形资产投资是指为获得专利权、商标权、著作权、土地使用权、 非专利技术和商誉等的投入。递延资产投资主要指开办费和租入固定资产的 改良支出，其中开办费包括筹建期间的人员工资、办公费、培训费、差旅费 和注册登记费等。流动资金是指生产经营性项目投产后，为进行正常生产经 营，用于购买原材料、燃料、支付工资及其他经营费用等所需要的全部周转 资金。1 4 0 1 2 、对开发商而言建设工程成本 建设工程成本指进行一个建设工程项目的建造所需要花费的全部费用， 即从工程项目确定建设意向直至建成、竣工验收为止的整个建设期间所支出 的总费用。包括建筑安装工程费、设备及工器具购置费用、工程建设其他费 用、预备费、建设期贷款利息和固定资产投资方向调节税【4 0 】。 对于开发商而言，建设工程成本在量上等同于建设投资，也等同于一般 所讲的建设项目工程造价的涵义。从性质上说，建设成本的管理属于对具体 工程项目投资管理的范畴。如图2 2 所示。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 2 页 图2 2 建设工程成本的构成 3 、对承包商而言建筑产品价格 建筑产品是建筑业的物质生产成果，是建筑业提供给社会的产品。建筑 产品的生产包括房屋、建筑物和其他土木工程的建造，线路、管道和设备安 装。建筑产品价格，即建筑安装工程费用或建筑安装工程造价，也表现为建 筑工程招标投标的定标价格，建筑工程的承包价格和结算价格，它包括直接 费、间接费、利润和税金四个部分。如图2 3 所示。 建 建 筑 筑 安 立 l 八 装 品 r 工 价 程 格 费 用 图2 - 3 建筑产品成本的构成 团圆团团 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 3 页 2 1 3 工程质量的内涵及影响因素 工程项目质量是指工程满足业主需要的，符合国家法律、法规、技术规 范标准、设计文件及合同规定的特性综合。从工程项目的使用价值和功能来 看，工程项目质量表现出适用性、耐久性。安全性、可靠性、经济性、协调 性等特点。 工程项目具有生产流动性，生产周期长，投资大，风险大等特点，因此， 建设工程质量受到多种因素的影响，如决策、设计、材料、机具设备施工方 法、施工工艺、技术措施、人员素质、工期、工程造价等，归纳起来主要有 人、材料、机械、方法和环境五大方面。这五大方面直接或间接的影响工程 项目的质量。1 4 4 4 5 】 1 、人的因素 人的因素主要指领导者的素质，操作人员的理论、技术水平，生理缺陷， 粗心大意，违纪违章等。施工时首先要考虑到对人的因素的控制，因为人是 施工过程的主体，工程质量的形成受到所有参加工程项目施工的工程技术干 部、操作人员、服务人员共同作用，他们是形成工程质量的主要因素。首先， 要提高工程施工操作人员的质量意识。施工人员应当时刻牢记质量第一、为 用户服务的宗旨，遵循用数据说话以及综合效益观念。其次，是人的素质。 领导层、技术人员的素质高，决策能力就强，就有较强的质量规划、目标管 理、施工组织和技术指导、质量检查的能力；管理制度完善，技术措施得力， 工程质量就高。操作人员应有精湛的技术技能、一丝不苟的工作作风，严格 执行质量标准和操作规程的法制观念；服务人员应做好技术和生活服务，以 出色的工作质量，间接地保证工程质量。提高人的素质，可以依靠质量教育、 精神和物质激励的有机结合，也可以靠培训和优选，进行岗位技术练兵】。 2 、材料因素 材料主要包括原材料、成品、半成品、构配件等，它们是工程施工的物 质条件。材料质量是工程质量的基础，工程材料的好坏直接影响到工程的质 量，所以，加强材料的质量控制是提高工程质量的重要前提【4 4 1 。影响材料质 量的因素主要是材料的成份、物理性能、化学性能等。材料控制的要点有：( 1 ) 优选采购人员，提高他们的政治素质和质量鉴定水平、挑选那些有一定专业 知识、忠于事业的人担任该颈工作。( 2 ) 掌握材料信息，优选供货厂家。( 3 ) 合理组织材料供应，确保正常施工。( 4 ) 加强材料的检查验收，严把质量关。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 4 页 ( 5 ) 抓好材料的现场管理，并做好合理使用。( 6 ) 搞好材料的试验、检验工 作。据统计资料，建筑工程中材料费用占总投资的7 0 或更多，正因为这样， 一些承包商在拿到工程后，为谋取更多利益，不按工程技术规范要求的品种、 规格、技术参数等采购相关的成品或半成品，或因采购人员素质低下，对其 原材料的质量不进行有效控制，放任自流，从中收取回扣和好处费。还有的 企业没有完善的管理机制和约束机制，无法杜绝不合格的假冒、伪劣产品及 原材料进入工程施工中，给工程留下质量隐患。科学技术高度发展的今天， 为材料的检验提供了科学的方法。国家在有关施工技术规范中对其进行了详 细的介绍，实际施工中只要严格执行，就能确保施工所用材料的质量。 3 、方法因素 施工过程中的方法包含整个建设周期内所采取的技术方案、工艺流程、 组织措施、检测手段、施工组织设计等。施工方案正确与否，直接影响工程 质量控制能否顺利实现。往往由于施工方案考虑不周而拖延进度，影响质量， 增加投资。为此，制定和审核施工方案时，必须结合工程实际，从技术、管 理、工艺、组织、操作、经济等方面进行全面分析，综合考虑，力求方案技 术可行、经济合理、工艺先进、措施得力、操作方便，有利于提高质量、加 快进度、降低成本。 4 、机械设备 施工阶段必须综合考虑施工现场条件、建筑结构形式、施工工艺和方法、 建筑技术经济等，合理选择机械的类型及参数，合理使用机械设备，正确地 操作。操作人员必须认真执行各项规章制度，严格遵守操作规程，并加强对 旌工机械的维修、保养、管理。 5 、环境因素 影响工程质量的环境因素较多，有工程地质、水文、气象、噪音、通风、 振动、照明、污染等。环境因素对工程质量的影响具有复杂而多变的特点， 如气象条件就变化万千，温度、湿度、大风、暴雨、酷暑、严寒都直接影响 工程质量，往往前一工序就是后一工序的环境，前一分项、分部工程也就是 后一分项、分部工程的环境。因此，根据工程特点和具体条件，应对影响质 量的环境因素采取有效的措施严加控制。 此外，冬雨期、炎热季节、风季施工时，还应针对工程的特点，尤其是 混凝土工程、土方工程、水下工程及高空作业等，拟定季节性保证施工质量 的有效措施，以免工程质量受到冻害、干裂、冲刷等的危害。同时，要不断 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 5 页 改善施工现场的环境，尽可能减少施工所产生的危害对环境的污染，健全施 工现场管理制度，实行文明施工。f 删f 4 5 】 2 2 目前工期成本质量优化模型的研究情况 关于工期、成本、质量模型的建立，国内外学者提出了很多，国