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1、大学工程硕士学位论文0第 1 章 绪论1.1 选题背景及意义改革开放以来，电力行业实行“政企分开，省为实体，联合电网，统一调度，集资办电“的方针，大大地调动了地方办电的积极性和责任，迅速地筹集资金，使电力建设飞速发展。20 世纪 90 年代初，由于工业需求急升，带来投资建新电厂的浪潮。到90 年代中期，电力消费增长开始滑坡，导致电力过剩，国家电力规划部门只得拉紧缰绳：1998 年新开工机组 1021 万千瓦；1999 年和 2000 年两年分别开工仅 600 万千瓦左右。正是这段时期的电力建设急刹车造成了电力供求的严重失衡，为当前的电荒埋下了伏笔。2002 年下半年以来，随着经济快速增长和部分
2、地区水文、气候出现异常现象，全国电力供需矛盾再度突出，电力供应形势紧张。面对日益严重的电荒，中国电力正进入一个超常发展时期，国家发改委预计，2004 年全年电力投资增长将达到 35%。这种势头可能持续到 2008 年，并大约维持在 25%的投资增长率。电力行业属于资金和技术密集型产业，具有建设周期长（一个电站建设周期需 3 至 4 年）和产、供、销同时完成、难以储存以及电力供应区域性较强的特点，客观上要求电站建设要从长远出发、科学规划、合理设计、整体化施工管理，加强工程管理，严格执行招投标法，确保电站建设项目的进度、质量和安全。随着电站建设的数量和规模越来越大，无论对于建设方还是施工方来说，业
3、务量不断增加，工作难度不断加大，电站建设所面临的挑战也日益严峻，据统计电站工程项目的最终完成时间，平均要比预期的延期 17%，而成本超预算的比例平均达到 88%。如何提高电站建设的工作效率和工作质量，兼顾成本和效益，在资源有限的条件下，如何使项目资源在不同的项目活动之间进行有效的分配，使有限的项目资源得到最有效的利用，按照质量要求确保电站建设项目如期完成，尽快地实现投资的效益，这已经成为有关人士大学工程硕士学位论文1日益关注的重要课题。因此，在这种背景下，本硕士毕业论文将针对电站工程项目的工期、质量和成本的均衡优化进行应用研究，力求结合与工程项目管理相关的原理和方法从系统优化和资源优化的角度研
4、究如何控制项目进度、质量和成本，通过合理地优化项目活动资源，从而在项目的工期、质量和资源投入之间找到最佳的均衡点，制定出经济上合理，工期可行的项目方案。1.2 国内外研究现状从 20 世纪 50 年代以来，随着现代项目管理技术的发展，对电站这样大型投资的工程项目，国内外专家在有关项目目标：工期、质量和成本均衡优化方面做了许多卓有成效的研究工作，有关研究包括以下几个方面：（一）是基于网络计划技术的进度分析；（二）是资源约束型进度计划编制；（三）是工期成本的均衡分析。（一）基于网络计划技术的进度分析网络计划技术中的关键路径分析（CPM）和计划评审技术（PERT）是有关项目工期研究的基础，在 PER
5、T 方法计算项目工期的理论基础上，1981年，由凯那丝和卡姆布鲁斯基提出了 PERT 模糊算法理论，根据该理论，计算项目工期时可以用一些模糊数进行描述，在此基础上，计算项目活动的均值完成时间。1988 年，由渡波斯提出的计算机模拟处理项目活动的不确定性理论，根据该理论，项目工期可以通过大量的模拟计算来确定，模拟所得的时间可以作为项目工期的依据。1999 年，渡波斯又提出了一种非确定性条件下项目决策的定性概率理论，根据这一理论，项目活动具有不确定性并可以通过风险管理数据库来加以评述，从管理风险数据库出发，用定性概率理论来分析项目活动的工期。这一理论将项目的不确定性运用概率分析进行了处理，体现了高
6、概率优先原则，但由于概率分析具有较大的随意性，因此对于分析存在着一定的误差性。（二）资源约束型进度计划的编制在这方面研究，具有代表性的当属戴维斯在 1971 年提出的一种用于多资源约束条件下的优化算法理论。该算法理论将项目中的多种约束构造为一些约束函数，通过优化计算，可以获得该优化函数的优化解，但由于假设条大学工程硕士学位论文2件过于理想化，很难在实践中付诸实施。1992 年，由凯扬等人提出了一种整数规划模型，利用项目的净现值最大化来进行项目活动的进度计划编制，这是一种以随机性研究为基础的方法，在使用实践中，与其他的确定性方法相比，这种方法在计算工作量方面具有明显的优点，而且从总体上看，能够达
7、到优化的目标。1997 年，伊来姆卢比在研究网络模型的计划和控制问题时，建立了一种资源约束型动态规划模型，将资源的约束看成一种可变的动态条件。这种理论较好地解决了工期优化中的资源可变性的问题，但没有考虑成本最低的目标要求。（三）时间成本均衡分析针对项目管理中的时间与成本均衡问题，在 1975 年，罗宾森提出了一种动态规划理论，用来解决时间成本的均衡问题。它通过动态规划方法来使目标函数（工期）达到最小。其基本的约束条件是，分配给每项项目活动的成本的总合等于总的可供使用的项目资源。这种理论的主要特点在于能够对任意的工期成本函数进行处理。然而，随着网络图复合程度的增加，用动态规划方法来解决这类问题会
8、变得更加困难。1995 年，S伯恩斯等人开发了一种将线形规划与整数规划相结合的方法来解决离散的时间成本均衡问题，提出了一种凸顶点算法来说明应用线形规划的有效性利用该方法，可以找出近似优化的时间成本曲线，利用整数规划在期望的区间里识别出最优的解决方案。1998 年以来，国内有关专家学者以遗传算法的相关研究为基础，就工程项目的优化方法和算法理论展开了一些有意义的研究，作了一些基础性的工作。2001 年，刘守森等开发了一种基于遗传算法的时间成本均衡模糊优化模型。该模型将模糊优化方法与遗传算法结合起来，运用模糊集合理论来处理网络图分析中的不确定性问题，其优点是能够结合项目总是具有不确定性这一基本属性进
9、行分析，与实际项目情形有了更加真实的接近。1.3 论文写作的总体思路要作好电站工程项目的管理工作, 首先需要对电站工程项目的特点以及影响工程项目的三个基本要素有所认识,即工期、质量和成本。在此基础上利用项目管理的一般理论和方法，诸如项目工期管理、质量管理、成本管理大学工程硕士学位论文3等，利用约束最优化等理论和方法分析在电站工程项目的实施过程中如何对工期、质量和成本这三个管理目标进行合理安排、优化配置，并结合现代国际上通行的电站工程项目的管理模式来探讨对电站工程项目进行优化的管理，从而找到实现项目工期、质量和成本优化的管理手段和措施。论文将通过定性、定量地分析电站工程项目管理中工期、成本和质量
10、的需求，紧密围绕电站工程项目建设过程中这三个重要的管理目标，系统地、辨证地分析这三者的关系，透过现象看到本质，从而找出对项目的工期、质量和成本进行优化的有效途径，并以此为依据建立有效的电站工程项目的管理模式，采取适当的管理方法和措施，实现项目管理的最终目标。因此，论文的总体思路如下：首先在论文的绪论部分阐述论文的写作背景和目的，国内外的研究现状；在第二章对与研究课题相关的理论进行系统的介绍和阐述，为论文的写作奠定理论基础；第三章对电站工程项目的工期、质量和成本三个管理要素进行分析。第四章分别对工期与成本的优化、质量与成本的优化作了具体的分析，提出了优化的方法。第五章提出在工程项目工期、质量以及
11、成本均衡优化管理的原则下构架一个优化的管理模式；第六章是关于如何运用优化管理模式实现电站工程项目工期、质量以及成本均衡优化管理；最后对论文阐述的论点、论据以及结论进行总结和归纳。本论文写作的技术路线将采取理论与实际相结合的原则，利用项目管理的一般理论知识，结合电站工程项目的自身特点进行多角度的研究与分析，力争比较全面地剖析电站工程项目的管理模式和方法，从而寻找一条作好电站工程项目的途径。1.4 论文的创新之处该论文的创新之处在于：首先，从系统的角度比较全面地研究了工期、质量和成本对电站工程项目的影响，这与以往的研究有所不同，以往的研究只是局限在对工期和成本优化的研究，而忽略了工程质量对工期、成
12、本的影响。本论文除了研究了工期与成本的优化问题外，还对质量与成本的优化进行了探讨，因此可以说是对以往研究的补充。大学工程硕士学位论文4其次，本论文所研究的内容是针对电站工程项目的建设，目前随着日益扩大的电力市场，电站工程项目的开工数量呈现急剧增长的态势，在此背景下本论文所研究的内容对于电站项目的建设具有借鉴意义，特别是对工期、质量和成本的优化理念以及优化管理模式的提出，对于电站这样的技术密集度高、综合性强的工程项目进行优化研究，对于促进全面的技术进步，提高管理水平，有着十分重要的意义。大学工程硕士学位论文5第 2 章 相关理论综述工程项目以及所包含的管理活动是人类自古以来的生产实践活动，它贯穿
13、于人类社会的发展历史。但是项目管理真正形成一门学科却是第二次世界大战，乃至 20 世纪 60 年代的事。第二次世界大战以后，欧美各国加快了经济发展速度，特别是从 50 年代末、60 年代初开始，由于科学技术的发展，以及工业、国防建设和人民生活水平不断提高的需求，需要建设许多大型和特大型项目，如大型钢铁联合企业、大型水利水电工程、大型化工企业、航天工程、新兴的城市建设等，这些项目具有投资大、规模大、技术复杂等共同特点，无论项目的投资者还是项目的承包者都需要承担很大的风险，这就迫使项目建设参与者更加重视工程项目的管理，必须引入科学、系统的管理方法，于是诞生了一门新型学科-项目管理学。第二次世界大战
14、以后，新的科学理论、新的技术大量涌现，并广泛地用于生产实践。特别是出现了许多管理理论和管理方法，如系统论、控制论、组织论、预测技术、网络计划技术、数理统计理论等。人们把这些成熟的管理理论和方法用于工程项目管理，并不断地进行归纳、总结和完善，使项目管理学科得到迅速发展。归纳起来，与工程项目的工期、质量和成本均衡优化相关的理论方法包括：工作结构分解法、网络图计划、工程项目资源优化方法、优化理论。2.1 项目管理理论大型工程项目的实现通常包括是通过许多任务的彼此衔接和组合来完成，为了合理地安排与工程项目所有的相关工作，避免彼此冲突或造成窝工现象，因此在项目的实施过程中，通常采用工作结构分解法（Wor
15、k Breakdown Structures 简称为 WBS）对项目的工作进行层次化的分解组织。在一般的项目中，由于目标和范围可以确定，项目实施工作和管理工作也可以确定。WBS 就是通过树型结构分解工作，以便确定项目所有工作。WBS是项目信息沟通的共同基础，是系统综合与控制的对象，是项目管理的最重要的工具。WBS 定义了项目任务的层次结构，从上到下依次分为任务、子任务和大学工程硕士学位论文6工作包。一个或多个工作包的完成结果实子任务的完成；一个或多个子任务的完成结果是任务的完成；最后所有任务的完成就表示整个项目的完成。其结构示意图可以表示为：计划项目1项目2任务1.1任务1.2子任务1.1.1
16、子任务1.1.2工作包1.1.1.1工作包1.1.1.2层次12342-1 工作分解图图 2.1 工作分解图一般而言，WBS 包含几种分解元素，其中包括产品分解元素、服务分解元素、结果分解元素、横向关联和项目管理元素。WBS 分解原则是多种分解元素并存。项目管理元素应该普遍存在于每一种项目的 WBS 中，因为每个项目都有项目管理。WBS 应该是项目管理元素和其他分解元素的组合。具体是第一个原则是可操作原则。原则上因该是到可操作和可计量的程度，具体从两个方面来衡量。在时间上，有人认为应该分解到 80 小时以内能够完成，也有人认为应该分解到 40 小时之内。通常应该视具体工作而定，比如：研究性工作、创意性工作就较难分解到几十个小时之内，而生产性工作也要视其物理结构和工艺而定，不能一概而论强求分解；在分工上，普遍认为应该保证分解到一个团队或一个个人能够执行的程度。第二个原则是百分之百原则，即一个 WBS 分解元素的下一层（子大学工程硕士学位论文7层）的分解必须百分之百地表示上一层（父层）的元素，子元素中所有工作的总和必须等于父元素代表的工作百分之百，不在一个 W
