工程管理决策支持系统设计

1、毕业设计（论文）说明书学 院 管理与经济学部 专 业 信息管理与信息系统 年 级 2006 姓 名 肖社庆 指导教师 安 珣 时 间 2010年 6 月 27 日 毕业设计（论文）任务书题目：工程项目管理的决策支持系统设计学生姓名 肖社庆 学院名称 管理与经济学部 专 业 信息管理与信息系统 学 号 指导教师 安 珣 职 称 讲 师 一、 原始依据（包括设计或论文的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等。）21世纪是经济走向全球化、一体化和信息化的时期，世界上各个国家特别是发达国家以及经济速度发展较快的发展中国家，都提出用信息化带动工业化。工程管理信息化是国家信息化战略的重要内容，是工程走向

2、精细化、科学化的必然选择。通过信息化建设，可以把工程管理的各个环节紧密地联系在一起，有效地实现资源共享和传递，为企业管理和工程项目管理提供了科学高效、准确快捷的管理手段和支持平台。现代工程项目的管理是一个复杂、艰巨的系统工程，涉及投资、进度、质量、人员、风险、合同、图纸文档等多工作及众多的参与部门，如设计、监理、施工、运营等，使得在工程项目管理过程中信息的采集、沟通和协调工作量十分巨大。而工程项目成功的主要标志之一是工程项目的工期、成本、质量等目标的均衡实现。随着市场经济的发展，人们对工程项目管理的认识逐步提高，工程项目的管理信息变得越来越复杂，工程项目管理的相关目标不仅局限在工期、成本、质量

3、三大目标上，更扩充到安全管理、环境管理等目标。这些目标在不同相关利益方是相互影响、相互矛盾的，即使在同一利益方也是相互影响、相互制约、相互矛盾的。为了保证项目管理的总体目标的实现，就必须处理好不同项目管理方之间的利益冲突，协调好各管理目标之间的关系，因此项目管理目标综合优化已成为工程项目管理领域近年来研究的热点。随着最优化技术的不断发展，国内外科学家陆续提出了一系列性能优良的优化算法，如神经网络、模拟退火、遗传算法、禁忌搜索、进化规则等优化算法。天津大学张连营老师长期从事项目管理的多目标优化算法研究，并在这方面取得了丰硕的成果。本文基于张老师申请的“自然基金项目”基于遗传免疫微粒群算法的工程项

4、目多目标综合优化研究，实现工程项目多目标优化的计算机仿真部分。采用软件设计规范流程，完成软件的C/S架构设计与实现，基于Java VM，采用Java Swing技术及OSGi思想，完成软件架构设计，利用JGraph实现软件绘图功能，利用XML技术实现软件数据存储，利用JDBC及数据库技术实现软件的数据管理，利用SVN功能实现软件的版本控制，利用HTTP协议下B/S架构实现软件的知识管理，利用遗传算法实现多目标优化功能的实现。软件在完成发布之前将进行内部测试，清除程序BUG，然后进行部署试用，在实际的应用中检验系统的健壮性、发现潜在的问题并进行逐步完善二、 参考文献1万建成,卢雷.软件体系结构的

5、原理、组成与应用M.北京:科学出版社,2002.2温昱.软件架构设计M.北京:电子工业出版社,2007.3李永奎.项目管理软件的应用现状与发展趋势J.CONSTRUCTION.2003.9:7273.4温昱,软件架构设计M.北京:电子工业出版社,2007.120121.5周咪.工程项目管理核心在于“理”J.广西电业,2009,116:32.6SOSO百科.工期优化EB/OL. /v.htm, 2009-10-19.7余向阳.工程项目安全管理概述J.建材与装饰.2007:347.8田杰芳,马英健,浅谈工程项目的环境管理J.交通环保.2003,24(2):4

6、344.9谭章禄,李涵,徐向真.工程管理总论M.北京:人民交通出版社,2007.10李晓东,张德群,孙立新.工程管理信息系统M.北京机械工业出版社,2004.11BlueDavy.OSGi实战EB. /opendoc/OSGI_Opendoc.rar,2006.12BlueDavy.OSGi进阶EB. /opendoc/osgiopendoc2.pdf,2007.13David Benson.JGraph and JGraph Layout Pro User ManualEB. http:/sourcefor

7、ge. net/- projects /jgraph/.2007.三、 设计（研究）内容和要求（包括设计或研究内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求）。本课题应该按照软件开发流程进行，包括一下几个阶段：计划阶段，保证系统的可行性、制定进度表；分析阶段，写好文档；设计阶段，根据分析阶段的需求定义和制定的决策，设计出方案软件；实施阶段，建立、测试和安装可靠的软件；支持阶段，保证软件的有效运行。软件应当完成以下功能：工程项目的数据管理功能，工程项目网络图绘制功能，工程项目的时间参数计算及关键路径查询功能，工程项目的单项优化及多目标优化功能，工程项目的数据管理功能，软件的插件管理功

8、能，软件知识管理功能。对于软件需要使用的Java Swing，XML，JDBC，JGraph等技术应当熟练掌握，对于软件设计模式及软件架构基于的OSGi模式应当有一定的了解，并能正确使用。课题除了完成必要的论文外还应当有正确的相关代码实现，以加深对软件设计过程及各种技术结合使用的理解。指导教师（签字）：年 月 日审题小组组长（签字）：年 月 日 天津大学本科生毕业设计（论文）开题报告课题名称工程项目管理的决策支持系统设计学院名称管理与经济学部专业名称信息管理与信息系统学生姓名肖社庆指导教师安珣一、 课题的来源及意义21世纪是项目管理的时代。在美国，一些大学已经设立了项目管理的硕士学位，并有取代

9、MBA专业学位的趋势。随着中国加入WTO，大量外资项目引进，国内近年经济持续高速的发展，使得中国工程项目在基建、房产、公路、水利、能源、勘测等方面的规模和数量急剧增长，例如三峡水利工程、奥运工程等为最新的项目管理工具工程项目管理软件提供了广阔的市场前景。信息化建设的浪潮席卷全球，一个全新的信息时代正在到来。我国项目管理软件的研究开发始于20世纪70 年代，至今经历了两次重大转变。软件产品也由最开始的自行研制的单项功能的初级产品走上社会化、专业化、商业化的快速发展道路，由单机版转向了系统集成。随着市场经济的发展，工程项目的管理信息越来越多，涉及的内容也由传统的工期管理、质量管理、成本管理扩大到了

10、安全管理、环境管理等方面。这些目标在不同相关利益方是相互影响、相互矛盾的，即使在同一利益方也是相互影响、相互制约、相互矛盾的。为了保证项目管理的总体目标的实现，就必须处理好不同项目管理方之间的利益冲突，协调好各管理目标之间的关系。因此，工程项目管理的综合目标优化改装成为未来工程项目管理软件的必要组成部分。目前，世界上比较先进的工程项目管理软件有MS-Project、P3等。但这些软件都无法满足工程项目的多目标优化功能。另外，随着企业信息化程度的加深，其对通用软件在数据管理、网络交互、团队协作、知识管理等方面的要求也将进一步提升。这些都给MS-Project和P3等软件提出巨大挑战。故文章将基于

11、 “自然基金项目”基于遗传免疫微粒群算法的工程项目多目标综合优化研究，从人性化设计、团队协作、信息化管理的角度，设计一款满足上述需求的软件。二、 国内外发展状况 在项目管理研究领域，自20世纪50年代出现以来，项目管理至今已经和发展了四代，即：传统项目管理(Project Management)，建设全过程管理(Program Management)，项目组合管理(Portfolio Management)，项目变更管理(Change Management)。在计算机辅助项目管理的手段和工具方面，自20世纪70年代开始，经过几十年的发展，项目管理软件形成了相对稳定的市场格局。目前，项目管理软件

12、根据价格水平和功能可以大致分成两个档次。一类是较为低档的项目管理软件，如MS-Project2000、Primavera公司的SureTrak、Scitor公司的ProjectScheduler、TimeLine公司的TimeLine等。这类软件适用于中小型项目。另一类是高档的项目管理软件，如Primavera公司的P3、Gores技术公司的Artemis、ABT公司的WorkBench、Welcom公司的OpenPlan等。这类软件功能强大在大中型项目中得到普遍认可。这两种软件又分别以MS-Project和Primavera公司的P3为代表。MS-Project在进行项目计划、分析和管理方面

13、有着很好的作用。通过把一个项目分解为易于管理的步骤，它能够对最复杂的计划进行可视化分析，可以让用户看到任务是如何相互联系的，这对于制定全面的计划是非常关键和有用的。借助该软件，还可以找出项目计划中的限制条件，以及整个项目的未来开销。如果需要，也可以将几个项目进行合并，以便对共享资源、项目团队工作量、以及正在同时筹划的多个项目放在一起是否合理进行综合评估。也可以自动地交流项目的状态。Project软件中内置了到Microsoft Exchange的链接，可以让该程序方便地发布一个项目所选定的属性，并且可以连接到Microsoft Mail、Schedule+、Microsoft Back Off

14、ice(TM)或者数以百计的附加程序。而P3则是基于广义网络计划技术的理论编制的项目管理软件。它除了进行工期分析外还同时提供资源均衡及投资分析功能。在管理控制方面，P3采用目标管理的模式对项目实施控制。它将优化后的计划作为目标计划进行保存，随时可调出来与当前的进度和资源消耗进行比较，可以方便地发现哪些作业超前，哪些作业落后，对整个工期有没有影响。这样，对工程的按期完工很有帮助。同时，P3能够根据项目的工作分解结构(Work Breakdown Structure, WBS)将项目的工作范围从大到小进行分解，直至可操作的工作单元，也可以完成组织结构分解(Organization Breakdow

15、n Structure, OBS)，形成最基层的组织单元，并将每一工作单元落实到相应的组织单元去完成。然后P3根据不同管理层的要求，在工作分解结构或组织分解结构的任意层次上进行统计和汇总。另外，P3提供了众多的数据接口功能。既可以输出到传统的dBase数据库、Lotus文件和ASCII格式文件，也可以接收dBase、Lotus格式的数据，还可以通过ODBC与Windows程序进行数据交换。使用P3的批处理程序经简单编程就可以执行P3的大部分功能。此外P3还提供了开发引擎RA，编程人员使用其他编程工具如Visual Basic、Visual C+ +、PowerBuilder通过RA来读写P3数

16、据。Primavera还提供与Oracle数据库的双向接口Data Store。在团队协作方面，P3还提供Primavera Post Office邮局软件和Webster for Primaver- a，项目施工人员可以使用该邮局软件打开总部的工作安排，并将实际进展反馈给总部，也可通过浏览器来访问和更新项目数据。另外，在项目管理综合目标优化方面，国内外科学家陆续提出了神经网络、模拟退火、遗传算法、禁忌搜索、进化规则等优化算法，而这些算法不断改进又形成了新的算法体系。三、 研究内容、方法及具备的条件 课题旨在解决工程项目管理的综合目标优化问题，采用计算机仿真方式实现工程项目管理的工期、质量、成

17、本、环境、安全等方面的均衡。并在此基础上实现工程项目的数据管理，软件及项目的知识管理，软件架构SOA设计。论文所阐述的软件将基于C/S架构，以Java VM为基础，利用XML语言实现数据存储，利用互联网及数据库实现数据管理及知识管理，利用SVN实现数据版本控制，利用JGraph实现工程图的绘制及演示，利用遗传算法实现多目标优化功能的实现，基于OSGi实现插件及升级管理。四、 提纲摘要第一章 绪论1.1 项目管理的发展历程及现状1.2 基于遗传免疫微粒群算法的工程项目多目标综合优化研究项目介绍第二章 系统设计的愿景与范围2.1 系统设计背景2.2 系统设计目标与范围第三章 系统设计3.1 ADM

18、EMS概述3.2 预备架构设计3.3 概念架构设计3.4 细化架构设计第四章 系统实现介绍4.1 本地存储4.2 结果展示4.3 系统界面第五章 结论参考文献五、 研究进度安排2010.1.12010.2.28：分析阶段；2010.3.12010.3.31：设计阶段，根据分析阶段的需求定义和制定的决策，设计出系统方案；2010.4.12010.5.31：实施阶段，编写程序代码，论文的撰写；2010.6.12010.6.31：论文答辩。六、 主要参考文献 1万建成,卢雷.软件体系结构的原理、组成与应用M.北京:科学出版社,2002.2温昱.软件架构设计M.北京:电子工业出版社,2007.3李永奎

19、.项目管理软件的应用现状与发展趋势J.CONSTRUCTION.2003.9:7273.4温昱,软件架构设计M.北京:电子工业出版社,2007.120121.5周咪.工程项目管理核心在于“理”J.广西电业,2009,116:32.6SOSO百科.工期优化EB/OL. /v.htm, 2009-10-19.7余向阳.工程项目安全管理概述J.建材与装饰.2007:347.8田杰芳,马英健,浅谈工程项目的环境管理J.交通环保.2003,24(2):4344.9谭章禄,李涵,徐向真.工程管理总论M.北京:人民交通出版社,2007.10李晓东,张德群,孙立新.工程

20、管理信息系统M.北京机械工业出版社,2004.11BlueDavy.OSGi实战EB. /opendoc/OSGI_Opendoc.rar,2006.12BlueDavy.OSGi进阶EB. /opendoc/osgiopendoc2.pdf,2007.13David Benson.JGraph and JGraph Layout Pro User ManualEB. http:/sourceforge. net/- projects /jgraph/.2007.选题是否合适： 是 否课题能否实现： 能 不能

21、指导教师（签字）：年 月 日选题是否合适： 是 否课题能否实现： 能 不能审题小组组长（签字）：年 月 日摘 要随着工程项目的发展，工程项目管理的研究也逐步深入，并向现代化方向发展。工程项目的研究方向由原来的仅限于工期、成本、质量三个方面，开始向安全、环境等方面发展。工程项目管理开始更强调工程的整体性。本文以“基于遗传免疫微粒群算法的工程项目多目标综合优化研究”项目为背景，从工期、成本、质量、安全、环境等多个方面对工程项目管理进行研究，结合微粒群算法、遗传算法等数学方法，采用ADMEMS软件设计方法，利用Java Swing、JGraph、OSGi等多种技术，实现工程项目管理决策支持系统的设计

22、。关键字：工程项目管理；多目标优化；决策支持；ADMEMS；OSGi ABSTRACTAs the project developing, the Project Management also steps down, and becomes modernized. In addition to time , cost and quality, secure and environment have been added to the research direction of project. The Project Management starts to pay attention to

23、 the integrity of project. Background on the Project Multi-objective Comprehensive Research based on the Genetic Immune Particle Swarm Optimization project, this thesis does researching in Project Management on aspects like time, cost, quality, secure and environment with mathematical methods such a

24、s particle swami optimization(PSO) Algorithm, genetic algorithm, and also make implementation of the Design Support System of the Project Management using the ADMEMS software-designing method, Java Swing, JGraph, OSGi and other technology.Key words: Project Management; Multi-objective optimization;

25、Design Support; ADMEMS; OSGi目 录第一章 绪论11.1 项目管理的发展历程及现状11.2 工程项目管理的方法研究31.3 工程项目管理信息系统软件研究41.4 基于遗传免疫微粒群算法的工程项目多目标综合优化研究项目介绍6第二章 系统设计的愿景与范围82.1 系统设计背景82.2 系统设计目标与范围82.3 操作环境10第三章 系统设计113.1 ADMEMS概述113.2 预备架构设计123.3 概念架构设计213.4 细化架构设计22第四章 系统实现介绍264.1 本地存储264.2 结果展示284.3 系统界面28第五章 结论31参考文献32外文资料中文译文致

26、谢第一章 绪论1.1 项目管理的发展历程及现状工程项目管理是项目管理的一大类，是指项目管理者为了使项目取得成功，对工程项目用系统的观念、理论和方法，进行有序、全面、科学、目标明确的管理，发挥计划职能、组织职能、控制职能、协调职能和监督职能的作用1。工程项目管理是以尽可能有效的方式取得预期成果的过程。工程项目管理强调的是预期成果，但更重视的是为实现这个结果而形成的整个过程。在整个工程项目管理的实施过程中，为了取得预期成果，往往会综合运用各种现代化管理方法，建立工程项目管理模式和管理文化，使工程项目管理的整个过程处于受控状态。从而确保工程项目管理目标的实现。工程项目管理的目标是完成工程项目任务。主

27、要体现在如下三个方面：(1) 按时确保工程项目如期实现；(2) 在预算范围内确保工程项目投资处于受控状态；(3) 按性能指标的要求确保工程项目质量功能实现2。1.1.1 项目管理的发展与现状项目管理的实践由来已久，但真正形成完整的现代项目管理理论体系确是在20世纪80年代。从那以后，项目管理的发展经历了传统项目管理阶段、新型项目管理阶段、现在项目管理阶段、战略项目管理阶段以及正在形成的通用项目管理阶段3。目前，国际上研究项目管理的机构主要有两大体系：一个是以欧洲为首的“国际项目管理协会”，另一个是以美国为首的“美国项目管理学会”。他们为推动国际项目管理的现代化都做了卓有成效的工作。国际项目管理

28、协会（International Project Management Association, IPMA）于1965年在瑞士注册，属于非盈利性组织。1967年由其主持在维也纳召开第一届国际会议，项目管理从那时起即作为一门学科而不断发展。其主要成员是各国的项目管理协会，目前，有28个国家组织为其正式成员，代表着世界2万多名会员，正式成员组织中的个人成员可自动地成为该协会的个人会员。IPMA负责协调国际间具有共性的项目管理的需求，并提供范围广泛的产品和服务，包括研究与发展、培训和教育、标准和认证以及举办各种研讨会。美国项目管理学会(Project Management Institute，PMI

29、)，成立于1969年，是国际项目管理领域处于领先地位的非盈利性专业执会。负责建立项目管理标准、提供学术交流、教育程序和专业认证等服务。它的成员主要以企业、大学和研究机构的专家为主，现有会员已超过7万。1997年l2月15日,国际标准化组织(The International Organization for Standardization， ISO)以PMI1996版的“PMBOK GUIDE”为基础,颁布了项目管理国际标准ISO10006，其属于ISO9000族标准中的一员。2001年3月27日，PMBOK GUIDE 2000被批准为美国国家标准，标准号为ANSI/PMI99-00l-20

30、00。另外，PMI及IPMA都非常重视专业人员资格认证工作。它们都拥有各自的认证方式。PMI通过发起项目管理专业人员资格认证(Project Management Profe- ssionals， PMP)，对待审查对象的实际项目管理工作业绩、经验和综合素质进行审查。IPMA的项目管理专业人员取证则分为A、B、C、D四个级别，其中A级是工程主任证书级。B级为项目经理级证书，C级为项目管理工程师级证书，D级为项目管理技术员级证书。不同的资格证书标准各异。与PMI的资格认证相比，IPMA的认证更注重于实践方面的能力。除此之外，为适应社会各界对项目管理人才的迫切需求，20世纪90年代中期，美国陆续在

31、麻省理工学院、乔治华盛顿大学和美国管理技术大学等大学中设立了项目管理专业硕士和博士学位教育。美国国防部专门有自己的“防卫系统管理学院”，主要为政府工作人员培训项目管理技术4。1.1.2 项目管理的发展趋势随着社会的进步，工程的实施过程及实施方法也出现了很大的变化。特别是近些年来，随着工业化和信息的发展，工程领域更是发生了翻天覆地的变化。为适应工程本身的变化，工程项目管理也处在不断的发展变化与自我完善中。根据工程项目管理发展变化的方向分类，其主要发展趋势有以下几个方面：(1) 工程项目管理全程化。工程项目需要经历从前期策划到项目报废的全生命周期，全生命中的每一个阶段、每一个环节都会对工程项目的有

32、效性产生影响。因此，必须在工程项目的全全生命周期内进行有效管理，改变工程项目管理实践中只重视实施过程管理而忽视项目的前期和后期管理的传统做法，实现工程项目管理全程化。(2) 工程项目管理集成化。工程项目规模大、周期长、涉及的要素多、参与方多，这就要求项目管理具备集成的理念，实现集成化管理。工程项目管理的集成化是指利用项目管理的系统方法、模型和对工程项目相关资源进行系统整合，最优实现工程项目目标的过程。例如，工程总承包模式就是一种组织集成。(3) 工程项目管理信息化。随着信息技术和网络技术的发展，其在工程项目管理中的应用也超越来越广泛，包括工程项目管理信息系统（Project Managemen

33、t Information System，PMIS）软件的开发，基于局域网（Local Area Network，LAN）的工程项目管理，基于Internet的工程项目管理，虚拟建设等。虚拟建设的概念是从虚拟企业引导而来，虚拟企业所针对的是若干企业，而虚拟建设则是针对工程项目。1996年美国发明者协会第一次提出虚拟建设的概念。虚拟建设的概念可以从设计与施工相结合，通过电子技术进行沟通，业主方、设计方、供货 方横向联系的管理技巧几方面加以理解。(4) 工程项目管理协作化。工程项目管理参与各方由对立的关系转为协作，这是一个必然的发展趋势。选择协作性的工程项目管理模式，就应抛弃传统的合同各方之前的对

34、立关系，实现多赢。人际关系、权利的平衡和各方权益的满足是协作需要处理的主要问题。(5) 工程项目管理总控化。工程项目总控是指独立和公正的方式，对工程项目实施活动进行综合协调，围绕工程项目的费用、进度和质量等目标进行综合系统，以使工程项目的实施形成一种可靠安全的目标控制机制。工程项目总控言是独立于工程项目实施班子之外的组织，总控组织是由高层次的咨询人员组成的。总控方的核心任务是发现工程项目过程中所存在的问题，分析产生问题的原因，提出工程项目的诊断报告，制定解决问题的方案。专门从事项目管理咨询工作的项目管理公司就属于总控组织的一种类型5。1.2 工程项目管理的方法研究狭义的工程项目管理是在限定的工

35、期、质量、成本目标内对工程项目进行综合管理以实现项目预定目标，但这只是工程项目施工的管理。随着投资规模、领域的扩大，投资来源多样化，工程项目对环境、经济影响增强，工程项目管理已不限于实施过程，而是扩展到从立项到交付使用维护全过程的管理。工程项目的实施也从施工承包发展到项目管理、工程总承包等多种形式。对于一个具体的工程项目，其目标已不仅仅是质量、工期、成本的控制，还要与资金筹措、风险分析、使用维护以及与所在地经济、环境等联系起来。项目的目标、管理都应按“广义”考虑。项目管理的方法就要在工程项目实施阶段的具体方法的基础上向工程的前后扩展，以形成对工程整体的考虑。这样就形成了工程项目管理方法的层次性

36、，即相对于整体的思想性方法与相对于局部的技术性方法。1.2.1 工程项目管理的思想性方法工程管理体现出来的思想是多方面的，如控制性、目标性、柔性、团队性等。其中最基本的是系统思想。系统思想包含两个含义：(1) 将工程项目自身作为一个系统来管理，也就是运用科学的方法，通过信息反馈与调控，对工程项目进行全面综合管理，包括计划、组织、指挥、协调、控制，以实现项目的目标。(2) 工程项目作为一个系统，又是大系统的一个子系统，“大系统”包括项目所在行业、所在地经济、社会环境、以至于地区、国内、国外市场等，要将工程项目社会经济系统中，作为社会大系统的子系统看待。项目自身的顺利实施是一个目标，符合社会、环境

37、、发展要求又是另一个目标。工程项目建设既要实现自身目标，又要起到振兴区域经济、协调全面发展的作用。1.2.2 工程项目管理的技术性方法工程项目管理的技术性方法是项目实施过程中的具体方法或工具，在不同环节有不同的方法。建设项目除了与环境协调的宏观目标，具体还应有质量、时间、成本三大目标。项目前期需经评价，在实施过程中还涉及合同、采购、信息、人力资源、风险等的管理。对于上述目标和过程中的管理内容，目前都有一定的方法，这些方法综合起来，共同控制、协调项目以保证项目建设的成功实施。对于项目建设的直接管理可分为项目评价、直接目标管理、过程管理、综合管理四个部分，各部分可采用相应的方法6。1.3 工程项目

38、管理信息系统软件研究1.3.1 工程项目管理信息系统软件发展工程项目管理信息系统是随着工程项目管理理论和方法、信息技术、通讯技术的发展而发展的。国外在20世纪70年代就开始着手开发项目管理信息系统，工程项目管理信息系统加速发展的契机出现在20世纪80年代，随着PC的出现和普及，基于PC的项目管理信息系统得到了迅速的发展和普及。到20世纪80年代中后期，工程项目管理信息系统实现了从仅能对单一项目进行管理向可以对多个项目进行同时管理的飞跃，实现了从DOS下的字符式软件到完全的图形方式软件的飞跃。在这段时间内，大部分工程项目管理信息系统专注于工程项目管理过程中的某一种单项需求。从20世纪80年代后期

39、开始到20世纪90年代中期，随着计算机软、硬件技术的不断发展，很多软件公司逐步地开始将各个相关功能进行集成。这一阶段出现了很多优秀的多种功能集成的工程项目管理软件，包括集成了进度管理、资源管理和费用管理的Primavera P3，集成了进度管理、资源管理、费用管理和风险管理的Welcom OpenPlan，此外还有很多价格低廉、易用性强的项目管理软件，包括Microsoft Project、Symantec Timeline、CA-Superproject等。20世纪90年代中期，互联网开始在全世界普及，基于互联网的各种应用蓬勃发展。同样，基于互联网的工程项目管理软件和工程项目管理模式也开始出

40、现，并迅速得到众多工程项目参与方的认可和推广。很多建设单位都将其新系统的范围由企业内部的局域网(LAN)扩展到企业内部互联网(Intranet)和企业外部网(Extranet)的范围上，几乎所有工程项目管理软件开发商都在其软件当中加入了支持互联网的功能12。1.3.2 工程项目管理信息系统软件现状经过近40年的发展，工程项目管理软件已经具备了相当的规模与水平。目前的工程项目管理软件主要有单功能工程项目管理软件和集成型工程项目管理软件(系统)：（1）单功能工程项目管理软件。这类软件功能比较单一，主要专注于进度控制、投资控制、合同管理、招投标管理、文档管理和信息沟通等某一或较少的方面，Primav

41、era公司的投资与合同管理软件Expedition、进度控制软件P 3(Sure Trak)、上海普华公司的文档管理软件Power Document、微软的Project、梦龙软件以及其他中低档项目管理软件，这之中有些软件如P3和Project具备一些集成功能，以此为基础的升级版本逐渐发展成了集成型项目管理软件(系统)，目前Primavera公司推出的P3E (Team play、P3E/C)、Microsoft公司的Project 2002已经发展为企业级项目管理软件；（2）集成型工程项目管理软件(系统)。这类软件(系统)包含项目管理的主要工作，通常为一组套件，所有的套件组合即为项目管理系统

42、，如Primavera公司的P3E/Team play/P3EC套件就包括Project Manager、PA、MM、PR和PV组件，这些组件分别用于不同的功能和不同的对象，微软的Project 2002/2003定位在企业级项目管理软件，其服务器版包括Microsoft SharePoint Team Services、Microsoft Project Web Access以及与Office XP集成，实现了项目的信息共享和沟通，此外，一些项目还专门开发了项目管理软件(系统)，如东海大桥项目管理系统、三峡工程管理信息系统等，这些都是典型的集成型项目管理软件(系统)，也是大型项目和项目型组织

43、的首选。从工程项目管理软件的功能和价格水平来看，一般划分为两个层次，一是高档工程项目管理软件，这类软件功能比较强大，价格比较高，如Primavera公司的P3和P3E、Gores技术公司的Artemis、ABT公司的WorkBench、Welcom公司的Open Plan等。另一类是低档工程项目管理软件，这类软件功能比较简单，价格也比较便宜，如TimeLine公司的TimeLine、Scitor公司的Project Scheduler、Primavera公司的SureTrak、Microsoft公司的Project等，国内如梦龙、华炎、鹏为、来网等项目管理软件。131.3.3 现行工程项目管理

44、软件在实现项目目标时需要面临的问题从前面我们可以知道，P3等项目管理软件（系统）大多产生于20世纪90年代，距今已有10多年的历史。伴随着的时代的发展，计算机技术与项目管理思想也有了长足的发展。尽管这些软件都在不断地进行着自我更新，像P3E、MS Project 2003等软件相继出现，但作为通用商务软件，它们在最新的工程项目管理思想与计算机技术的利用上有所保留，在工程项目管理功能上有所侧重。再加上项目的特殊要求，我们可以发现，现行工程项目管理软件主要存在以下几个问题：(1) 工程项目多目标优化方面有待加强。现在行工程项目管理软件，如P3等，在工程项目多目标优化方面几乎没有作为，或者只是实现了

45、单个目标的优化，如工期优化、成本优化，而对于本项目所要解决的基于集成管理思想实现工程项目多目标优化的功能无能为力。(2) 现代工程项目涉及因素的管理不够全面。正如项目背景中所介绍，现代工程项目管理除了传统的工期管理、成本管理、质量管理等目标，还包括安全管理、环境管理等新增目标。现行工程项目管理软件大部分只在工期、成本、质量等方面提供了支持，在安全及环境方面依旧还是空白。(3) 数据管理方面存在不足。数据库已成为现代数据存储的主要方式，而因其数据存储量大、读写方便、安全性高等优势而得到业界普遍认可。另外，工程项目因其数据量大，执行周期长，文档资料必须得到妥善保管。现行工程项目管理软件在这方面无法

46、满足。(4) 扩展能力不足。现行工程项目管理软件虽然也提供了二次开发能力，但由于使用传统的软件开发框架技术，没有面向服务的体系结构（Service-Oriented Architecture，SOA），更不能做到模块的动态增删。1.4 基于遗传免疫微粒群算法的工程项目多目标综合优化研究项目介绍 ：基于遗传免疫微粒群算法的工程项目多目标综合优化研究项目是天津大学管理学院工程管理专业教授张连营老师申请的“自然基金项目”；项目背景、项目研究内容及项目研究目的均摘自张老师的项目申请文献；本论文的软件设计将基于这个项目背景展开。对此，已取得了张老师本人同意。1.4.1 项目背景近年来，随着经济的迅速发展

47、，我国社会固定资产投资总额逐年扩大，2006年社会固定资产投资总额亿人民币，比上年增长23.9%。2007年社会固定资产投资总额更是达到亿人民币，比上年增长24.8%，这其中工程项目的投资总额已超过8万亿人民币，如何确保建设项目成功，更好的发挥项目投资的经济效益和社会效益，已成为工程管理专家学者的重要课题。影响工程项目成功的因素是多方面的，而工程项目成功的主要标志之一是工程项目的工期、成本、质量等目标的均衡实现。随着人们对对工程项目管理认识的提高及管理方式的转变，工程项目管理的相关目标不仅局限在工期、成本、质量三大目标上，而今又扩充到安全管理、环境管理等目标。这些目标在不同相关利益方是相互影响

48、、相互矛盾的，即使在同一利益方也是相互影响、相互制约、相互矛盾的。为了保证项目管理的总体目标的实现，就必须处理好不同项目管理方之间的利益冲突，协调好各管理目标之间的关系，因此项目管理目标综合优化已成为工程项目管理领域近年来研究的热点。在工程项目多目标优化及其建模的研究方面Amir Azaron等利用交互式方法和动态PERT网络计划技术研究了项目工期成本的多目标优化7；Hamed R.Tarehian等利用非循环有向图和随机最小割集方法分别研究了工期费用优化问题8和工期成本质量优化问题9；Hsing-PeiKao等利用事件驱动Petri网技术研究了多目标间的目标管理问题10。在微粒群（PSO）算

49、法方面，高鹰11等受生物免疫系统免疫机制的启发，把免疫信息处理机制引入微粒群算法中，提出了免疫微粒群算法；Angeline将进化规划中使用的竞赛选择方法引入微粒群算法；高尚等将遗传算法中的交叉引入微粒群算法，并用于解决指派问题。1.4.2 项目研究内容(1) 工程项目多目标综合优化数学模型的建立。目前，国内外工程项目多目标分析模型各有优缺点，随着社会的不断发展和安全管理目标和环境管理目标在工程项目管理的地位不断提高，而这些在以往的模型中很少体现。如何对现在模型进行分析改进，将安全管理目标和环境管理目标融入进模型中，将所有目标定量表述，建立一个更全面、更具有实用性的工程项目多目标优化分析模型是本

50、项目研究的第一主要内容。(2) 遗传微粒群算法的研究。目前虽然遗传微粒群算法在某些领域有了一定的应用，但该算法的数学基础还相对薄弱，算法的收敛性及收敛判据的研究还不充分，算法中惯性权重等参数的选择还没有规律可循，算法在实际应用中还存在搜索进度慢，运算量大等不足，还不能很好的处理离散变量及混合变量优化问题。也就是说算法的稳定性和适应性以及优化计算能力还有待提高。如何结合遗传算法和免疫进化计算的思想改进原有的微粒群算法，使之能够适应混合变量多目标综合优化问题的求解是本项目要研究的第二主要内容。(3) 项目多目标集成的实践研究。由于项目的复杂性，虽然我们能够利用模型对项目的工期、费用、质量、安全等目

51、标进行优化，但是如何保证在实际操作中各个目标和整体的最优都能实现是一个主要问题。因此，如何利用集成管理思想，对项目进行多目标综合优化是本项目要研究的第三项主要内容。1.4.3 项目研究目标研究建立基于集成管理思想的工程项目多目标综合优化分析模型，通过对微粒群算法引入遗传免疫因子，形成与求解该综合优化分析模型相适应的遗传免疫微粒群算法。第二章 系统设计的愿景与范围系统设计的愿景与范围14属于系统设计的概念化阶段，它的主要工作是确定项目目标、主要特性及功能范围等，以为后期跟进的系统设计提供支持。2.1 系统设计背景近年来，工程项目管理在自身理论、数学算法、多目标集成建模等多方面均有所突破与发展。在

52、对现有模型的研究也改进的基础之上，天津大学管理学院张连营教授提出基于遗传免疫微粒群算法的工程项目多目标综合优化研究。该项目的主要任务包括数学建模、算法研究及计算机仿真三个部分。本系统设计所要完成的任务就是基于该项目的数学建模及算法研究实现项目的计算机仿真。基于遗传免疫微粒群算法的工程项目多目标综合优化研究项目的计算机仿真部分将以工程项目管理信息系统软件的形式，集成对项目数据管理、项目管理、多目标均衡等功能，以实现通过信息化的方式高效准确地对模型实践结果的展示与验证。2.2 系统设计目标与范围2.2.1 业务目标传统工程项目多目标均衡建模的实现一般通过两种方式完成：一种是通过手动计算借以辅助计算

53、工具，完成多目标均衡建模及其计算的各个步骤；一种是将特定工程项目数据及其建模计算方法编入Matlab的M文件 ：用Matlab语言编写的程序文件，叫做M文件；，然后利用Matlab工具完成其计算。如表2-1所示，两种传统方法自身都存在着不同程度的缺陷。本次系统设计的业务目标就是为了削除传统方法的缺陷，实现项目的预期目标。表2-1 业务目标分析传统方法现状分析预期目标手动计算1)手动计算数据量大，部分计算难度大；2)计算步骤繁琐；3)计算过程出错的风险比较高；4)结果展示不够形象、清晰；5)相关数据不易保存。1)简化数据录入，实现数据统一管理；2)封装建模及计算过程，简化数据计算及过程操作；3)

54、加强结果展示，增进用户理解。Matlab编程1)代码重用性不高，针对具体工程项目就需要有相应具体的计算模型；2)相关数据不易保存。2.2.2 系统设计范围工程项目管理从时间上可分为三个进程七个阶段的主要工作程序，包括项目实施前的建议书工作和可行性研究工作，项目实施中的设计工作、开工准备工作、施工工作、竣工验收工作和项目实施前后的评估工作15；从功能上可分为工程项目策划、工程项目采购管理、工程项目目标管理、工程项目范围管理与风险管理、工程项目综合管理。基于遗传免疫微粒群算法的工程项目多目标综合优化研究项目则主要是针对工程项目综合管理部分。它是建立在实现单目标管理集成的基础上实现基于集成管理思想的

55、工程项目多目标综合管理。因此，它的计算机仿真系统将主要实现工程项目目标管理功能及综合管理功能，统称“管理”功能。另外，为保证“管理”功能的顺利实现，系统还将包括数据处理功能，负责工程项目数据的录入存储待工作；界面操作及结果展示功能，提供用户与系统的交互接口；系统操作帮助功能，帮助用户解决系统操作的基本问题。1管理功能“管理”功能包括五个目标管理及一个综合管理，即：工期管理、成本管理、质量管理、安全管理、环境管理及综合管理。(1)工期管理工程项目的工期管理主要包括工程项目的进度计划、工期优化等功能。进度计划是指规定各项工程的施工顺序和开竣工时间以及相互衔接关系的计划，是在确定工程施工项目目标工期

56、基础上，根据相应完成的工程量，对各项方式过程的施工顺序，起止时间和相互衔接关系所作的统筹安排，包括文字说明计划和图表形式计划。其中，图表形式计划要求实现网络图和甘特图两种表示。工期优化是指网络计划的计算工期不满足要求工期时，通过压缩关键工作的持续时间以满足要求工期目标的过程16。(2)成本管理工程项目成本管理是指在工程建设的各个阶段，对工程项目成本进行预测、计划、执行、检查、协调和控制等的总称。成本管理包括成本数据管理及成本优化 ：因为成本与资源挂钩，所以这里就不现单独的设立资源管理及其优化，而是将其作为成本管理的一个子项目；。(3)质量管理工程项目中质量的概念主要包括两方面：项目产品质量和项目工作质量。工程项目质量管理要求为项目的用户（顾客）和其他项目相关都提供高质量的工程与服务，实现项目目标。(4)安全管理工程安全包含两方面的含义：一是工程建筑物本身的安全，即设计质量和施工质量达到规范要求，建筑物在使用寿命内满足安全使用要求；二是指人员的安全，尤其是施工阶段工程参建各方现场工作人员的安全17。安全管理功能要求