基于遗传算法的模糊工程进度优化研究
摘要
本文主要研究了工程进度的模糊估测及对模糊进度计划的多目标优化，提出了模糊进度对资源、工期、成本等多目标优化的数学模型，并利用遗传算法对模型进行求解，最后通过实例计算，表明本课题的可行性和有效性。
本文将工程进度视为模糊数，通过分析资金、资源和天气等对进度的影响，应用模糊数学的理论构造成本与进度的模糊函数，并采用遗传算法得到最优解或近似最优解，从而得到在不确定条件下的最小成本。
本课题同时实现了模糊数学和遗传算法在进度-成本平衡中的应用，应用本课题成果，得到最优进度计划和最小成本，以此为参照，有利于在工程实施中进行进度和成本控制，实现最大效益。
This thesis deals with the fuzzy estimate and multicriteria optimization of construction project scheduling, and presents a fuzzy multicriteria computational optimal scheduling model, which integrates the time/cost trade-off model, resource-limited model, and resource leveling model. A searching technique using genetic algorithms（GAs）is adopted in this model. A case study is presented to demonstrate the feasibility and validity of the method.
In this thesis, construction project scheduling is treated as a fuzzy number, with analyzing the influence of financing, resource and weather to construction project scheduling, the fuzzy model about time and cost is presented based on fuzzy set theory. The optimal or near-optimal value is obtained using genetic algorithms（GAs）,then the minimum cost in the condition of the uncertain activity durations is gained.
This thesis fills up the blank of the optimization of construction project scheduling in the condition of the uncertain activity durations, and realize the application of fuzzy set theory to time/cost trade-off, which is the pioneer in our country. The model can effectively provide the optimal fuzzy profiles of activity duration and resource amounts under the constraint of limited resources, which is propitious to control construction project time and cost and to get the maximum benefits.
本文将工程进度视为模糊数，通过分析资金、资源和天气等对进度的影响，应用模糊数学的理论构造成本与进度的模糊函数，并采用遗传算法得到最优解或近似最优解，从而得到在不确定条件下的最小成本。
本课题同时实现了模糊数学和遗传算法在进度-成本平衡中的应用，应用本课题成果，得到最优进度计划和最小成本，以此为参照，有利于在工程实施中进行进度和成本控制，实现最大效益。
This thesis deals with the fuzzy estimate and multicriteria optimization of construction project scheduling, and presents a fuzzy multicriteria computational optimal scheduling model, which integrates the time/cost trade-off model, resource-limited model, and resource leveling model. A searching technique using genetic algorithms（GAs）is adopted in this model. A case study is presented to demonstrate the feasibility and validity of the method.
In this thesis, construction project scheduling is treated as a fuzzy number, with analyzing the influence of financing, resource and weather to construction project scheduling, the fuzzy model about time and cost is presented based on fuzzy set theory. The optimal or near-optimal value is obtained using genetic algorithms（GAs）,then the minimum cost in the condition of the uncertain activity durations is gained.
This thesis fills up the blank of the optimization of construction project scheduling in the condition of the uncertain activity durations, and realize the application of fuzzy set theory to time/cost trade-off, which is the pioneer in our country. The model can effectively provide the optimal fuzzy profiles of activity duration and resource amounts under the constraint of limited resources, which is propitious to control construction project time and cost and to get the maximum benefits.
引文
[1]王端良，建设项目进度控制，北京：中国水利水电出版社，1998
[2]魏连雨，建设项目管理，北京：中国建材工业出版社，2000
[3]曹吉鸣，徐伟，网络计划技术与施工组织设计，上海：同济大学出版社，1999
[4]李世蓉，邓铁军，工程建设项目管理，武汉：武汉理工大学出版社，2002
[5]张家瑞，朱燕，建筑施工组织与网络计划，沈阳：辽宁科学技术出版社，1987
[6]汪培庄，韩立岩，应用模糊数学，北京：北京经济学院出版社，1989
[7]成虎，工程项目管理，北京：中国建筑工业出版社，1997
[8]易志云，高民杰，成功项目管理方法，北京：中国经济出版社，2002
[9]周明，孙树栋，遗传算法原理及应用，北京：国防工业出版社，1999
[10]杨松林，工程模糊论方法及其应用，北京：国防工业出版社，1996
[11]王众讬，张军，网络计划技术，沈阳：辽宁人民出版社，1984
[12]杜纲，管理数学基础，天津：天津人民出版社，1999
[13]吴学伟，优化工程进度的新方法，重庆建筑大学学报，1998，20(4)：99-105
[14]刘伟，刘景泉，资源约束下的时间－费用交换问题研究，系统工程理论与实践，2002
[15]汪嘉文，孙永广，吴宗鑫，现金流优化的网络进度计划问题研究综述，系统工程，1999,17(2)：1-7
[16]汪嘉文，孙永广，吴宗鑫，时间和费用具有不确定性的优化进度计划，系统工程理论与实践，2002,1：93-98
[17]刘士新，王梦光，唐加福，一种求解资源受限工程调度问题的遗传算法，系统工程学报，2002,17(1)Ａ：1-7
[18]袁军，曹德成，利用遗传算法实现进度计划的多目标优化，系统工程．2002,20(3)：1-8
[19]丛培经，黄友邦，工程建设目标控制与监理，北京：北京科学技术出版社，1991
[20]王雪青，国际工程项目管理，北京：中国建筑工业出版社，1996
[21]陈理荣，数学建模导论，北京：北京邮电大学出版社，1998
[22]刘金昌，李忠富，杨晓林，建筑施工组织与现代管理，北京：中国建筑工业出版社，1996
[23]朱宏亮，项目进度管理，北京：清华大学出版社，2002
[24]李政训，项目施工管理与进度控制，北京，中国建筑工业出版社，2003
[25]陈玉雄、蒋孔昭（译），工程管理原理 计划、进度与控制，长沙：湖南科学
技术出版社，1986
[26]纪燕萍，张婀娜，王亚慧等，21世纪项目管理教程，北京：人民邮电出版社，2002
[27]向小林，任宏，世界建筑业的发展与未来，建筑经济管理，1996，14（1）：57~58
[28][美]詹姆斯，刘易斯(著)，赤向东(译)，项目计划、进度与控制，北京：清华大学出版社，2002
[29][美]贝内特·P·利恩兹，凯瑟琳·P·雷（著），李先锋等（译），21世纪的项目管理，北京：电子工业出版社，2003
[30][美]Harold Kerzner(著)，杨爱华，杨磊等（译），项目管理 计划、进度和控制的系统方法，北京：电子工业出版社，2002
[31]By Heng Li, J.-N.Cao, P.E.D.Love,Using machine learning and GA to solve time-cost trade-off problems,Journal of Construction Engineering and Management,1999
[32]Lorterapong P, Moselhi O,Project-network analysis using fuzzy stes theory,Journal of Construction Engineering and Management,1996,122(4):308-18
[33]McCahon CS,Using PERT as an approximation of fuzzy project-network analysis,IEEE Transaction on Engineering Management,1993, 40(2):146-53
[34]Wu RWK, Hadipriono FC,Fuzzy mofus ponens deduction technique for construction scheduling,Journal of Construction Engineering and Management,ASCE, 1994, 120:162-79
[35]Ayyub BM, Haldar A.,Project Scheduling using fuzzy set concepts, Journal of Construction Engineering and Management,ASCE,1984, 110:189-203
[36]Leu S S, Chen A T, Yang C H,Fuzzy optimal mode for resource-constrained construction scheduling, Journal of Computing in Civil Engineering, ASCE, 1999,13(3):207-16
[37]Leu S S, Yang C H,GA-based multicriteria optimal mode for construction scheduling,Journal of Construction Engineering and Management,ASCE,1999,125(5):420-27
[38]Hegazy T, Optimization of resource allocation and leveling rsing genetic algorithms,Journal of Construction Engineering and Management,ASCE,1999,125(3):167-75
[39]By Ahmed B. Senouci, Hojjat Adeli.,Resource scheduling using neural dynamics model of Adeli and Parka , Journal of Construction Engineering and Management,ASCE,1999
[40]By Tarek Hegazy, Member, ASCE, Nagib Wassef,Cost optimization in projects with repetitive nonserial activities,Journal of Construction Engineering and Management,ASCE,2001
[41]By Tarek Hegazy, Member, ASCE,Optimization of resource allocation and leveling using genctic algorithms,Journal of Construction Engineering and Management, ASCE,1999
[42]By Heng Li, Peter Love, Using improved genetic algorithms to facilitate time-cost optimization, Journal of Construction Engineering and Management,ASCE,1997,9:233-37
[43]Kolisch. R. and Sprecher. A., PSPLIB-A Project Scheduling Problem Library,European Journal Rearch, 1997,96:205-16
[2]魏连雨，建设项目管理，北京：中国建材工业出版社，2000
[3]曹吉鸣，徐伟，网络计划技术与施工组织设计，上海：同济大学出版社，1999
[4]李世蓉，邓铁军，工程建设项目管理，武汉：武汉理工大学出版社，2002
[5]张家瑞，朱燕，建筑施工组织与网络计划，沈阳：辽宁科学技术出版社，1987
[6]汪培庄，韩立岩，应用模糊数学，北京：北京经济学院出版社，1989
[7]成虎，工程项目管理，北京：中国建筑工业出版社，1997
[8]易志云，高民杰，成功项目管理方法，北京：中国经济出版社，2002
[9]周明，孙树栋，遗传算法原理及应用，北京：国防工业出版社，1999
[10]杨松林，工程模糊论方法及其应用，北京：国防工业出版社，1996
[11]王众讬，张军，网络计划技术，沈阳：辽宁人民出版社，1984
[12]杜纲，管理数学基础，天津：天津人民出版社，1999
[13]吴学伟，优化工程进度的新方法，重庆建筑大学学报，1998，20(4)：99-105
[14]刘伟，刘景泉，资源约束下的时间－费用交换问题研究，系统工程理论与实践，2002
[15]汪嘉文，孙永广，吴宗鑫，现金流优化的网络进度计划问题研究综述，系统工程，1999,17(2)：1-7
[16]汪嘉文，孙永广，吴宗鑫，时间和费用具有不确定性的优化进度计划，系统工程理论与实践，2002,1：93-98
[17]刘士新，王梦光，唐加福，一种求解资源受限工程调度问题的遗传算法，系统工程学报，2002,17(1)Ａ：1-7
[18]袁军，曹德成，利用遗传算法实现进度计划的多目标优化，系统工程．2002,20(3)：1-8
[19]丛培经，黄友邦，工程建设目标控制与监理，北京：北京科学技术出版社，1991
[20]王雪青，国际工程项目管理，北京：中国建筑工业出版社，1996
[21]陈理荣，数学建模导论，北京：北京邮电大学出版社，1998
[22]刘金昌，李忠富，杨晓林，建筑施工组织与现代管理，北京：中国建筑工业出版社，1996
[23]朱宏亮，项目进度管理，北京：清华大学出版社，2002
[24]李政训，项目施工管理与进度控制，北京，中国建筑工业出版社，2003
[25]陈玉雄、蒋孔昭（译），工程管理原理 计划、进度与控制，长沙：湖南科学
技术出版社，1986
[26]纪燕萍，张婀娜，王亚慧等，21世纪项目管理教程，北京：人民邮电出版社，2002
[27]向小林，任宏，世界建筑业的发展与未来，建筑经济管理，1996，14（1）：57~58
[28][美]詹姆斯，刘易斯(著)，赤向东(译)，项目计划、进度与控制，北京：清华大学出版社，2002
[29][美]贝内特·P·利恩兹，凯瑟琳·P·雷（著），李先锋等（译），21世纪的项目管理，北京：电子工业出版社，2003
[30][美]Harold Kerzner(著)，杨爱华，杨磊等（译），项目管理 计划、进度和控制的系统方法，北京：电子工业出版社，2002
[31]By Heng Li, J.-N.Cao, P.E.D.Love,Using machine learning and GA to solve time-cost trade-off problems,Journal of Construction Engineering and Management,1999
[32]Lorterapong P, Moselhi O,Project-network analysis using fuzzy stes theory,Journal of Construction Engineering and Management,1996,122(4):308-18
[33]McCahon CS,Using PERT as an approximation of fuzzy project-network analysis,IEEE Transaction on Engineering Management,1993, 40(2):146-53
[34]Wu RWK, Hadipriono FC,Fuzzy mofus ponens deduction technique for construction scheduling,Journal of Construction Engineering and Management,ASCE, 1994, 120:162-79
[35]Ayyub BM, Haldar A.,Project Scheduling using fuzzy set concepts, Journal of Construction Engineering and Management,ASCE,1984, 110:189-203
[36]Leu S S, Chen A T, Yang C H,Fuzzy optimal mode for resource-constrained construction scheduling, Journal of Computing in Civil Engineering, ASCE, 1999,13(3):207-16
[37]Leu S S, Yang C H,GA-based multicriteria optimal mode for construction scheduling,Journal of Construction Engineering and Management,ASCE,1999,125(5):420-27
[38]Hegazy T, Optimization of resource allocation and leveling rsing genetic algorithms,Journal of Construction Engineering and Management,ASCE,1999,125(3):167-75
[39]By Ahmed B. Senouci, Hojjat Adeli.,Resource scheduling using neural dynamics model of Adeli and Parka , Journal of Construction Engineering and Management,ASCE,1999
[40]By Tarek Hegazy, Member, ASCE, Nagib Wassef,Cost optimization in projects with repetitive nonserial activities,Journal of Construction Engineering and Management,ASCE,2001
[41]By Tarek Hegazy, Member, ASCE,Optimization of resource allocation and leveling using genctic algorithms,Journal of Construction Engineering and Management, ASCE,1999
[42]By Heng Li, Peter Love, Using improved genetic algorithms to facilitate time-cost optimization, Journal of Construction Engineering and Management,ASCE,1997,9:233-37
[43]Kolisch. R. and Sprecher. A., PSPLIB-A Project Scheduling Problem Library,European Journal Rearch, 1997,96:205-16