层级结构下航天工程性能-工期-成本-质量的模糊均衡优化和控制研究

创新性和层级结构是航天工程的特点，考虑表示创新性的性能，在一个层级结构中研究性能、工期、成本和质量的均衡优化和控制，提出能够实际应用的方法和工具，对于航天工程又好又快的建造具有重要的理论意义和实用价值。本项目将研究性能、工期、成本和质量之间的非线性函数关系，结合反映决策者效用的指数型隶属函数，建立语义评价与模糊数的对应矩阵。应用一主多从的多目标模糊双层规划方法研究性能、工期、成本和质量的均衡优化，同时映射上下层系统间的协调反馈过程，以实现整体最优；设计考虑工序紧前约束的改进型粒子群算法求解得到的双层规划模型。应用分层多规则集方法研究层级结构下的多变量输入模糊控制问题，在上层系统应用结合了模糊逻辑的自适应神经网络识别判断规则，从性能和质量判断工程状态；在下层系统针对不同的工程状态以工期和成本作为控制量建立不同的模糊控制规则。本项目将在某一航天工程中对所提出的方法和工具进行实证研究。

航天工程项目中，层级式组织结构中人及组织因素关系复杂，是工程风险的主要来源，对工程管理中各种资源的优化和控制有着巨大的影响。因此，揭示组织行为引起工程风险的机理和过程，定量化测度这类风险，将组织设计与资源优化分配和控制结合起来，是航天工程项目管理必须解决的重要问题。.本研究应用信息处理理论分析了航天工程项目层级组织结构下的组织行为，根据组织行为的相关性对组织行为进行分类，归纳了影响组织行为的约束因素，提出了组织行为定量化测度方法。基于Agent方法，本研究构建了航天工程项目组织行为仿真的Multi-Agent仿真框架，设计了Multi-Agent仿真框架的信息模型、信息交流模型和信息处理过程规则集，并提出了该仿真框架的实现过程。.本研究分析了由于组织行为引起工程风险的机理和过程，提出了“返工缺陷率——一致性概率——缺陷严重性——元器件失效概率”的缺陷风险产生过程，基于该过程建立了基于组织行为仿真结果的航天工程项目缺陷风险模型。其中，应用初始工作任务、异常事件和返工事件的仿真输出工作量测度工程行为的返工缺陷率；基于缺陷类型及工程组织行为与各类缺陷的相关性测度一致性概率；基于Poisson分布测度缺陷严重性；基于贝叶斯原理应用缺陷严重性修正元器件先验失效率；基于概率风险分析方法构建不同元器件组合情况下的失效风险模型。.本研究分析了组织结构选择引起工程缺陷风险和工程管理风险的过程，提出了基于航天工程项目经费分配的风险管理措施，构建了考虑组织行为因素的航天工程项目组织结构选择及风险管理措施决策的双层规划模型。并且，本研究根据该双层规划的特点设计了一种遗传算法对该模型进行求解。.本研究在实际的航天工程项目——绕月探测工程，嫦娥一号卫星——中对本研究所构建的模型和方法进行了验证，获得了良好的应用成果。.本研究获得教育部科学技术进步二等奖一项，国防科学技术进步二等奖一项，国防科学技术进步三等奖两项，在绕月探测工程管理和嫦娥一号卫星的研制过程中得到了成功应用；在经济科学出版社出版专著一本，科学出版社和清华大学出版社合作出版专著二部；在《中国空间科学技术》等一级期刊发表论文6篇，在国际会议发表论文8篇，其中EI检索6篇，ISTP检索6篇。.本研究的研究对于丰富航天工程项目管理、组织行为学及风险管理理论，指导航天工程项目及其他大型创新性工程项目的决策有着重要的理论价值和实践意义。