协同与竞争关系下的多项目动态选择及其鲁棒优化

In the historical background of supply-side structural reform, fully understanding the interdependency between the existing projects and new ones is the key to enhance the quality of supply-side of enterprises. Sharing resources between the existing projects and new ones will result in synergistic benefits, while the competition will result in losses when the existing projects and new ones face the same customer base. Thus, the effect of existing projects has to be considered when studying the new project selection problem, i.e., dynamic project selection problem. In this case, the project sets consist of the existing projects and new ones. This study focuses on five topics: (i) Exploring the law of synergy and competition relationship and establishing the models of synergistic benefit and competitive loss. (ii) Exploring the change rules of the benefit and cost to the existing projects based on the strategic analysis of the existing projects at decision point. (iii) Establishing a dynamic multi-project selection model which considers the synergy and competition relationship, designing an efficient algorithm, proposing the corresponding decision strategy. (iv) Conducting sensitivity analysis for the uncertain parameters, establishing a robust counterpart for the dynamic project selection problem, proposing the decision strategy based on the decision makers' preference identification. (v) Modifying and improving theoretical results by case studies. The research results will provide a strong theoretical support in dynamic project selection to enterprises.

在我国供给侧结构性改革的时代背景下，充分认识现有项目与新项目间存在的相互作用关系是提高企业供给侧质量的关键。若现有项目与新项目共享资源，会产生协同收益；面对相同的客户群，会产生竞争损失。本课题研究受现有项目影响的新项目选择问题，即动态项目选择问题。以现有项目与新项目组成的新旧项目集为研究对象，研究内容包括五个方面：第一，对项目间协同与竞争关系的规律进行探究，并建立协同收益与竞争损失模型；第二，在决策时点处现有项目策略分析的基础上，探究现有项目收益与成本的变化规律；第三，构建协同与竞争关系下的多项目动态选择模型，设计高效算法，提出决策策略；第四，对模型中不确定参数进行敏感性分析，构建敏感性参数变动下的多项目动态选择鲁棒对应模型，进而在管理者偏好识别的基础上，给出参数不确定下的决策策略；第五，借助案例分析实现理论成果的检验、修正与完善。该研究成果能够为企业在动态项目选择上提供强有力的理论支持。

在我国供给侧结构性改革的背景下，充分认识现有项目与新项目间存在的相互作用关系是提高企业供给侧质量的关键。本课题以项目间协同与竞争关系为研究起点，分析了在决策时点处现有项目收益与成本的变化规律，进而构建协同与竞争关系下的多项目动态选择模型，并设计高效算法。同时考虑到不确定参数的影响，构建了多项目动态选择鲁棒模型。最后将其应用到能源电力行业，为该行业的管理决策提出科学建议。主要研究内容及重要结果：第一，通过对项目间协同与竞争关系规律进行探究，提出协同关系产生的三种情景：多项目并行、完结及项目间成果继承，构建了考虑多种协同关系的综合收益函数与项目组合决策模型。结果表明：相较于其他两种协同关系，多项目完结时产生的协同关系及其收益对项目成本与收益的变化更为敏感。第二，在协同与竞争关系动态目组合选择模型构建的基础上考虑了不确定参数的影响，提出了一种均值-方差混合整数非线性模型。结果表明：如果项目被迫中断，可分性可能会对净现值产生不良影响，此外风险水平不会和公司利润成正比。第三，项目组合选择问题中，项目间的协同与竞争关系可以表示成一个具有交叉积的混合整数多项式规划问题，该问题通常是NP难的，为了提高求解效率，一种新的等价线性转化技术被给出。结果表明：该技术可以在不改变解的最优性的前提下，降低模型的复杂度，提升计算效率。第四，为了解决模型中参数的不确定性问题，本研究将鲁棒优化理论扩展到项目组合选择问题中，构建了全新的基于情境的鲁棒优化模型，该模型成功地实现了不同决策者保守程度下解的鲁棒性与最优性间的权衡。最后在实际应用上，将研究成果应用到火电机组灵活性改造规划中。结果表明：该模型能够在提升电力系统运行经济性的同时促进高比例风电消纳。本项目在改善项目管理决策、优化项目选择策略等方面起到了积极作用，同时能够为投资企业在供给侧结构性改革时代背景下提供动态项目选择问题的决策支持。