风险环境下大型复杂工程项目现金流动态均衡调度优化研究

The balance between cash outflows and inflows is very significant for the smooth implementation of large and complex construction projects. However, for the disturbances of risk factors, it is difficult to keep this balance throughout the execution of projects continuously. In the light of the fact above, this research involves the problem of how to schedule projects so that the dynamic balance of cash flows can be maintained under the risk environment. We study the evaluation and measurement of risks in large and complex construction projects and presents a new method to formulate project parameters based on the risk evaluation at first. On the basis of the works aforementioned, we establish proactive scheduling optimization models under cash flow balance objective and develop corresponding exact algorithms and heuristic algorithms so as to obtain the robust schedule which owns the ability to resist risk disturbances. Then, in terms of the real-time evaluation of risk influences during the implementation of projects, we construct and solve reactive scheduling optimization models. In the meantime, by the means of the simulation analysis, we seek the optimal online strategy to adjust the project schedule so that the vertical optimization of the dynamic balance between cash outflows and inflows can be realized. Ultimately, through the applied research on representive cases, we verify, revise, and consummate the theoretical achievements obtained in this research, forming new scheduling thoery and method for large and complex construction projects. The results in the research can not only provide a quantitative decision support tool for schedule arrangement, cash flow control, and risk management of large and complex construction projects, but also be helpful for the interaction and fusion between risk management theory and project scheduling theory.

现金流出与流入的动态均衡对于大型复杂工程项目的平稳实施意义重大，但风险因素的干扰却使得这种均衡难以持续地贯穿项目执行过程的始终。本课题基于这一事实，研究风险环境下如何通过项目调度实现现金流动态均衡的问题。我们首先研究项目风险的评估与测度，提出基于风险评估的项目参数定量化描述新方法；在此基础上，构建现金流动态均衡目标下的前摄性调度优化模型，设计相应的精确算法和启发式算法，获得具有抗风险能力的鲁棒性进度计划；然后，基于项目实施过程中对风险影响的实时评估，建立反应性调度优化模型并求解，同时借助仿真分析寻求进度计划的最优在线调整策略，实现现金流动态均衡的纵向优化；最后，通过代表性案例的应用研究对理论成果进行检验、修正和完善，形成大型复杂工程项目调度的新的理论与方法。本课题研究可为大型复杂工程项目的进度安排、现金流控制和风险管理提供定量化决策支持工具，并有助于风险管理理论与项目调度理论的交叉与融合。

现金流出与流入的动态均衡对于大型复杂工程项目的平稳实施意义重大，但风险因素的干扰却使得这种均衡难以持续地贯穿项目执行过程的始终。本课题基于这一事实，研究风险环境下如何通过项目调度实现现金流动态均衡的问题。课题的主要研究内容及成果如下：首先，在大型复杂工程项目风险评估与分析方面，调研了涵盖建筑工程和产品开发在内的6个代表性实际案例，使用定性及定量方法对项目风险进行了评估，分析了风险因素对项目工期和费用的影响，借助随机或模糊方法对风险环境下的项目参数进行了描述，从而为后续调度模型的构建及求解奠定了基础。其次，在风险环境下现金流动态均衡前摄性调度优化研究方面，立足于大型复杂工程项目实施前，分别研究了现金流动态均衡、现金流最优控制和鲁棒性目标实现等问题，建立了面向不同现实情形的前摄性调度优化模型，基于模型的特征设计了问题求解的相应算法，并进一步对算法进行了大规模的计算测试，由此为现金流动态均衡鲁棒性基准计划的制定提供了方法支持。再次，在风险环境下现金流动态均衡反应性调度优化研究方面，立足于大型复杂工程项目的实施中，分别研究了基准计划的反应性调整、前摄性调度与反应性调度的集成，以及现金流控制中的项目利益主体协调等问题，建立并求解了不同情形下的优化模型，得到的成果不仅可以完成对基准计划的最优在线调整，而且能够取得前摄性调度与反应性调度的最佳配合，并同时实现项目相关利益主体的合作共赢。最后，在研究成果的实际应用方面，对6个典型的案例项目进行了实地研究，针对项目所面临的具体问题，基于对现实情况的调研及项目数据的提炼，通过课题成果的应用，建立了相应的调度模型并进行了求解，进而为实际项目管理的改进提升提供了指导，取得了较好的经济效益并完成了对理论研究成果的验证。本课题研究可为大型复杂工程项目的进度安排、现金流控制和风险管理提供定量化决策支持工具，并有助于风险管理理论与项目调度理论的交叉与融合。