工期優(yōu)化系統(tǒng)與方法
【專利摘要】這里我們提出了一個跟蹤既定任務(wù)進(jìn)度的系統(tǒng)和方法，同時還可采用啟發(fā)式方法對項(xiàng)目調(diào)度進(jìn)行優(yōu)化。在一個實(shí)施例中，這一方法包括：重置項(xiàng)目活動，將成本調(diào)至最低，項(xiàng)目工期調(diào)至最長，然后開展時間成本權(quán)衡分析；同時在任何TCT周期內(nèi)，不能讓所有的關(guān)鍵性活動同時趕工，選擇成本最低的活動逐一趕工，這樣可減少項(xiàng)目的關(guān)鍵路徑數(shù)量；如果在TCT周期內(nèi)，所有的關(guān)鍵項(xiàng)目活動都在趕工，那么就應(yīng)該讓成本最低的非關(guān)鍵性活動逐一趕工；在每個TCT周期結(jié)束的時候開展限制性資源調(diào)度（CRS）分析，以便達(dá)到項(xiàng)目資源限制，并且起碼能提供一項(xiàng)可行的解決方案，讓項(xiàng)目工期不超出項(xiàng)目資源限制；從所有周期當(dāng)中保留總成本最低的最佳解決方案；在每個周期內(nèi)都開展時間成本權(quán)衡分析，綜合考慮所有成本。另一方面，本文還提出了一種為調(diào)度優(yōu)化而開發(fā)的數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)和方法，篩選出要求進(jìn)行進(jìn)度更新的項(xiàng)目活動，獲取與項(xiàng)目活動相關(guān)的用戶聯(lián)絡(luò)信息；發(fā)起與用戶設(shè)備的聯(lián)系，以便從用戶設(shè)備所需項(xiàng)目活動進(jìn)度信息中收集到的進(jìn)度更新請求；根據(jù)從用戶設(shè)備中收集到的最新進(jìn)度信息更新項(xiàng)目活動進(jìn)度信息。
【專利說明】工期優(yōu)化系統(tǒng)與方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2011年3月21日提交的61/457，406號和2011年3月21日提交的61/457，407號美國臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本說明書介紹了一種跟蹤預(yù)設(shè)任務(wù)進(jìn)程和使用新型啟發(fā)式方法優(yōu)化項(xiàng)目工期的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0004]項(xiàng)目截止日期和資源限制是大多數(shù)項(xiàng)目都存在的實(shí)際問題。雖然啟發(fā)式資源約束項(xiàng)目調(diào)度法逐漸成為商務(wù)調(diào)度軟件的主流，但他們通常不具備確定截止日期和達(dá)到資源約束要求的功能。
[0005]另一方面，收集實(shí)時、準(zhǔn)確的現(xiàn)場數(shù)據(jù)對評估項(xiàng)目績效、確定補(bǔ)救措施和記錄施工細(xì)節(jié)非常重要。但是，收集信息依然是一個既費(fèi)時又容易出錯的手動過程。
[0006]另一方面，施工信息對進(jìn)程跟蹤、補(bǔ)救措施和調(diào)度分析非常重要。但是，完工信息記錄一般還是一個既費(fèi)時又容易出錯的手動過程。
[0007]因此，就需要更完善的調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)和方法，以便解決這些約束性問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本說明書介紹了一種跟蹤預(yù)設(shè)任務(wù)進(jìn)程和使用新型啟發(fā)式方法優(yōu)化項(xiàng)目工期的系統(tǒng)和方法。
[0009]一方面，現(xiàn)有系統(tǒng)和方法采用語音和視覺跟蹤來確定項(xiàng)目過程中各項(xiàng)任務(wù)的進(jìn)程。雖然很多主流商務(wù)規(guī)劃軟件采用啟發(fā)式方法對限制資源進(jìn)行調(diào)度，但據(jù)
【發(fā)明者】所知，目前還沒有商務(wù)軟件使用時間成本權(quán)衡啟發(fā)法幫助項(xiàng)目按期完成任務(wù)，或能同時解決截止日期和資源約束的問題。
[0010]因此，本說明書提出了一項(xiàng)實(shí)用的啟發(fā)式系統(tǒng)和方法，可同時滿足截止日期和資源約束的要求。從根本上來講，本文提出的方法利用了最低成本關(guān)鍵活動的趕工周期(即TCT分步過程)，同時還可避免每個TCT周期的資源過度分配(即CRS)。這是一種既合乎邏輯速度又快的綜合統(tǒng)籌方式，并且還能在不超出資源限制的前提下提供一套合理的項(xiàng)目工期。為了促進(jìn)這一方法的實(shí)際應(yīng)用，我們對建議方法進(jìn)行了編程處理之后，作為微軟項(xiàng)目管理軟件的附加工具。本說明書列舉了許多案例研究，表明建議方法對科研人員和專業(yè)人員都具有一定的實(shí)用性和有效性，同時還將這一方法所得出的結(jié)果與其他文獻(xiàn)得出的結(jié)果進(jìn)行了對比。因此，人們最急需的是一個解決方案，至少能幫助個人滿足部分限制條件。
[0011]另一方面，為了加強(qiáng)對現(xiàn)場信息的跟蹤，本說明書建議項(xiàng)目人員之間可采用語音/視覺方式進(jìn)行通信，收集日?，F(xiàn)場數(shù)據(jù)。本說明書介紹了具有成本效益的信息技術(shù)工具，例如電子郵件、網(wǎng)絡(luò)電話、SMS (短信服務(wù))等商業(yè)成本較低的工具。另外，本說明書還建議應(yīng)建立現(xiàn)場信息收集框架，將IT工具與調(diào)度系統(tǒng)整合在一起。在一個實(shí)施例中，該框架已成功用于手持設(shè)備中，能夠支持語音和視頻通信及文件。該系統(tǒng)能夠收集所有活動相關(guān)的現(xiàn)場信息及支持性文件(圖片、視頻、語音、竣工草圖及其他文件)。由此可見，它能幫人們更全面、更輕松地對施工進(jìn)度和竣工成果進(jìn)行記錄。建議系統(tǒng)使建筑公司能夠更好地對施工操作進(jìn)行控制，并為決策提供實(shí)時數(shù)據(jù)，提高生產(chǎn)率，減少糾紛。
[0012]一方面，我們提供了一種可用于電腦的調(diào)度優(yōu)化方法，包括:重置項(xiàng)目活動，將成本調(diào)至最低，項(xiàng)目工期調(diào)至最長，然后開展時間成本權(quán)衡分析；在所有TCT周期內(nèi)，如果關(guān)鍵性活動沒有趕工，選擇成本最低的關(guān)鍵性活動，并逐一進(jìn)行趕工，減少項(xiàng)目的關(guān)鍵路徑數(shù)量；相反在TCT周期內(nèi)，如果所有關(guān)鍵性項(xiàng)目都在趕工，那么應(yīng)對非關(guān)鍵性活動逐一進(jìn)行趕工；在每個TCT周期結(jié)束的時候開展約束性資源調(diào)度分析，旨在達(dá)到項(xiàng)目的資源約束要求，并在不超出項(xiàng)目資源約束的前提下至少提出一個可行的項(xiàng)目工期解決方案；并且最終保留總成本最低的最佳解決方案。
[0013]另一方面，我們提出了一個調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)，可適用于:重置項(xiàng)目活動，將成本調(diào)至最低，項(xiàng)目工期調(diào)至最長，然后開展時間成本權(quán)衡分析；在所有TCT周期內(nèi)，如果關(guān)鍵性活動沒有趕工，選擇成本最低的關(guān)鍵性活動，并逐一進(jìn)行趕工，減少項(xiàng)目的關(guān)鍵路徑數(shù)量；相反在TCT周期內(nèi)，如果所有關(guān)鍵性項(xiàng)目都在趕工，那么應(yīng)對非關(guān)鍵性活動逐一進(jìn)行趕工；在每個TCT周期結(jié)束的時候開展約束性資源調(diào)度分析，旨在達(dá)到項(xiàng)目的資源約束要求，并在不超出項(xiàng)目資源約束的前提下至少提出一個可行的項(xiàng)目工期解決方案；并且最終保留總成本最低的最佳解決方案。
[0014]另一方面，我們還提出了一個計算機(jī)運(yùn)行的信息搜索和調(diào)度優(yōu)化方法，包括:自動鑒別并篩選出符合條件的項(xiàng)目活動，并且需按要求更新進(jìn)度，獲取項(xiàng)目活動相關(guān)用戶設(shè)備的聯(lián)系信息；從用戶設(shè)備所需的項(xiàng)目進(jìn)度信息中收集最新信息；以及根據(jù)從用戶設(shè)備中收集的進(jìn)度狀況更新項(xiàng)目活動的進(jìn)度信息。
[0015]另一方面，我們還提出了一個為優(yōu)化調(diào)度而收集信息的系統(tǒng)，可適用于:自動鑒別并篩選出符合條件的項(xiàng)目活動，并且需按要求更新進(jìn)度，獲取項(xiàng)目活動相關(guān)用戶設(shè)備的聯(lián)系信息；從用戶設(shè)備所需的項(xiàng)目進(jìn)度信息中收集最新信息；以及根據(jù)從用戶設(shè)備中收集的進(jìn)度狀況更新項(xiàng)目活動的進(jìn)度信息。
[0016]從這一方面來看，我們在對本說明書中系統(tǒng)和方法的至少一個實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)介紹之前，應(yīng)首先知道現(xiàn)有系統(tǒng)和方法的用途不僅限于施工細(xì)節(jié)，還要知道在下列描述中或圖表中闡述的各組成部分的工作安排。現(xiàn)有系統(tǒng)和方法可用于其他實(shí)施例，并且可以借助多種方式實(shí)施和展開。此外，應(yīng)該了解本文所使用的措辭和術(shù)語是為了描述需要，而不能視作是限制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1闡述了利用啟動延遲避免資源分配過程的沖突問題。
[0018]圖2闡述了通過加快施工進(jìn)度的方法在截止日期前完工。
[0019]圖3闡述了如何同時達(dá)到項(xiàng)目工期和資源約束兩項(xiàng)要求。
[0020]圖4闡述了一個約束性資源調(diào)度的應(yīng)用實(shí)例。
[0021 ] 圖5闡述了時間成本權(quán)衡(TCT)的應(yīng)用實(shí)例。[0022]圖6根據(jù)一個實(shí)施例闡述了如何采用兼顧C(jī)RS和TCT分析的建議系統(tǒng)方法。
[0023]圖7結(jié)合一個實(shí)施例闡述了 CRS與TCT分析相集成的啟發(fā)式方法的整體流程圖。
[0024]圖8結(jié)合一個實(shí)施例闡述了 CRS和TCT分析相集成的項(xiàng)目。
[0025]圖9根據(jù)另一個實(shí)施例闡述了一個如何同時采用CRS與TCT分析的實(shí)例。
[0026]圖10根據(jù)一個實(shí)施例闡述了一個建議的框架，將電子郵件、網(wǎng)絡(luò)電話和虛擬工具集成到單一的綜合框架中，便于收發(fā)工程活動信息。
[0027]圖11根據(jù)一個實(shí)施例闡述了路面施工過程中日常事件的代表信息流方案。
[0028]圖12根據(jù)一個實(shí)施例闡述了一個針對一組問題設(shè)計的呼叫流程圖，編程處理后可支持語音電話、電子郵件等，可從監(jiān)管人員那里接收到完整的現(xiàn)場信息。
[0029]圖13根據(jù)一個實(shí)施例闡述了本系統(tǒng)和方法的示意流程圖。
[0030]圖14根據(jù)一個實(shí)施例闡述了不同的完工信息相近程度具有不同的用途。
[0031]圖15借助一個實(shí)施例闡述了一個電子郵件格式的實(shí)例。
[0032]圖16根據(jù)一個實(shí)施例展示了建議施工跟蹤框架各組成部分的實(shí)例。
[0033]圖17以一個實(shí)施例為基礎(chǔ)展不了一個不例項(xiàng)目的通訊列表。
[0034]圖18根據(jù)一個實(shí)施例展示了一個橋墩地基工程實(shí)例及主系統(tǒng)選項(xiàng)。
[0035]圖19根據(jù)一個實(shí)施例展示了基于電子郵件的完工跟蹤進(jìn)程。
[0036]圖20根據(jù)一個實(shí)施例展示了項(xiàng)目文件夾中收到的電子郵件回復(fù)。
[0037]圖21根據(jù)一個實(shí)施例展示了信息請求如何發(fā)送給相關(guān)負(fù)責(zé)人。
[0038]圖22根據(jù)一個實(shí)施例展示了電子郵件通訊日志和調(diào)度報告。
[0039]圖23展示了一個通用的計算機(jī)系統(tǒng)，可為各種實(shí)施例提供適用的操作環(huán)境。
【具體實(shí)施方式】
[0040]綜上所述，本說明書介紹了一種既能跟蹤預(yù)設(shè)任務(wù)的進(jìn)程又能利用啟發(fā)式方法進(jìn)行項(xiàng)目調(diào)度優(yōu)化的系統(tǒng)和方法。
[0041]一方面，目前項(xiàng)目管理仍是基于眾所周知的關(guān)鍵路線法(CPM)，但它同時又存在很多問題，包括=(I)CPM可以管理項(xiàng)目任務(wù)間存在的復(fù)雜關(guān)系，但這也導(dǎo)致了浮動時間和關(guān)鍵活動計算不準(zhǔn)確；(2) CPM無法對活動中期的事件進(jìn)行記錄和描述，比如返工及其他關(guān)系到工作進(jìn)程的事件，因此，我們將很難對項(xiàng)目延期進(jìn)行分析，同時也很難進(jìn)行責(zé)任分配；以及(3) CPM不適用于重復(fù)性項(xiàng)目，例如高速公路、高樓及多個分散單元(如基礎(chǔ)設(shè)施)。
[0042]由于利用項(xiàng)目任務(wù)間的復(fù)雜關(guān)系會導(dǎo)致計算結(jié)果不準(zhǔn)確，這也是CPM的固有問題。此外，它還不能描述活動中期事件。上述復(fù)雜性使CPM無法從參與施工的各相關(guān)方中精確地找到造成項(xiàng)目延誤的責(zé)任方。同時，CPM不適用于重復(fù)性工作，例如高速公路、高樓及多單元建筑(多套住房)。此外，調(diào)度的詳細(xì)信息與工程項(xiàng)目的物理位置并不是簡單地聯(lián)系在一起。研究人員對相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行了大量研究，包括重復(fù)性調(diào)度，引入新的浮動計算及引進(jìn)新的關(guān)系。但這些發(fā)展仍是基于傳統(tǒng)的CPM方法，因此同樣會沿襲CPM計算結(jié)果不準(zhǔn)確的缺點(diǎn)。
[0043]本說明書介紹了一種發(fā)明人借助自己開發(fā)的全新調(diào)度法一關(guān)鍵路徑法(CPS)—發(fā)明的一種全新的項(xiàng)目管理方法，這里項(xiàng)目活動持續(xù)時間不再是一個連續(xù)不間斷的時間塊，而是有很多相互分割的時間段彼此連接構(gòu)成。另外，新系統(tǒng)還具有全新的調(diào)度功能，例如將所有項(xiàng)目關(guān)系自動轉(zhuǎn)化成完成-啟動關(guān)系、活動中期事件描述及精確的浮動計算。本說明書還介紹了創(chuàng)新性框架和流程，如下所示:(i)利用不同類型的獨(dú)立時間段對活動進(jìn)行描述的程序；(ii)在時間段之間將活動關(guān)系轉(zhuǎn)化成完成-啟動關(guān)系的程序；
(iii)借助不同類型的時間段對活動中期的事件進(jìn)行記錄的程序；以及(iv)對一個或多個涉及重復(fù)性和非重復(fù)性活動的項(xiàng)目進(jìn)行關(guān)鍵路徑調(diào)度和報告的方法，各項(xiàng)活動又包括獨(dú)立時間段和不同類型的制約因素。
[0044]另一方面，傳統(tǒng)關(guān)鍵路徑法和線性/重復(fù)性調(diào)度法等現(xiàn)有項(xiàng)目管理方法都會受到各種約束因素的制約，包括:(I)手動收集進(jìn)度和施工細(xì)節(jié)信息是一項(xiàng)耗時的工作，缺乏自動化控制，易出錯；(2)所有方法都無法綜合全面地考慮工期、資源限制、預(yù)算及其他各項(xiàng)約束性因素，因此這樣的調(diào)度并不是成本最低的，特別是既包括重復(fù)性又包括非重復(fù)性活動的項(xiàng)目；以及(3)現(xiàn)有方法無法對涉及到返工及其他影響進(jìn)度事件的任務(wù)安排進(jìn)行準(zhǔn)確地分析。因此，這樣會很難對項(xiàng)目延期進(jìn)行合理分析，也無法找到責(zé)任相關(guān)方。
[0045]本說明書從不同的角度對一種全新的項(xiàng)目控制和調(diào)度優(yōu)化框架進(jìn)行了介紹，同時還介紹了多個全新的程序，包括一個系統(tǒng)和方法，可用于:語音或視頻信息跟蹤；可綜合全面考慮各種因素的啟發(fā)式項(xiàng)目調(diào)度優(yōu)化；對項(xiàng)目調(diào)度進(jìn)行漸進(jìn)式/數(shù)學(xué)優(yōu)化；以及控制、延期分析及視頻報告。
[0046]實(shí)際操作過程中，經(jīng)證明，如果項(xiàng)目截止日期不是固定的，同時資源也不具有約束性，那么CPM和PERT將會是很有效的調(diào)度技術(shù)。但是，由于CPM法并未集成項(xiàng)目期限或資源約束，因此在用CPM確定了初步調(diào)度之后，還需再單獨(dú)借助其他技術(shù)進(jìn)行校驗(yàn)。下文將簡要地突出介紹兩種CPM調(diào)度的補(bǔ)充技術(shù)。
[0047]約束件咨源調(diào)度(CRS)
[0048]在大多數(shù)實(shí)際操作中，項(xiàng)目資源的可用量都是有限的，特別是在多種活動甚至多個項(xiàng)目同時啟動占用資源的時候(Lu和Li，2003 )。為了解決多種活動同步啟動時的CRS問題，研究人員提出了多種更精確的元啟發(fā)式和啟發(fā)式方法，因此所需的資源量超出可用的資源量。上述方法的目標(biāo)是找到一種能避免過度分配問題的最佳或近似最佳的解決方案，甚至不惜延長項(xiàng)目的工期。要想描述一個解決方案，可以采用更簡單的方式，各項(xiàng)活動可利用啟動延遲數(shù)值來減少同步開展的活動數(shù)量。圖1中的實(shí)例中展示了 B、C、D三個活動同步推進(jìn)，因此所需的資源量會超出可用的資源量。根據(jù)最佳解決方案，要想避免資源過度分配，就要針對不同的活動啟用啟動延遲[0，O, 2，2，O]，但這樣一來項(xiàng)目就要延期8-10天。值得注意的是，一個活動的啟動延遲應(yīng)在上一項(xiàng)活動結(jié)束的時候啟用，因此繼承了項(xiàng)目中各項(xiàng)活動的邏輯關(guān)系。此外，還需注意的是，解決方案的質(zhì)量取決于啟動延遲的數(shù)值，也有可能有多項(xiàng)不錯的解決方案(即項(xiàng)目工期相同)，如圖1中的兩個解決方案，解決方案能根據(jù)資源狀況進(jìn)行調(diào)整。此外，要考慮的活動和資源越多，啟動延遲的數(shù)值組合就越大，這樣做可為難度較大的工作找到最佳的解決方案。
[0049]精確的CRS方法在開發(fā)上都有一定的難度，如動態(tài)規(guī)劃(Elmaghrabyl993)、零一規(guī)劃(Son和Mattila2004)及分支定界隱枚舉法(Jiang和Shi2005)，并且通常無法正確處理項(xiàng)目中設(shè)計的復(fù)雜關(guān)系。另一方面，元啟發(fā)式方法，例如遺傳算法(Hegazyl999)和模擬退火算法(Son和Skibniewskil999)能夠利用隨機(jī)搜索技術(shù)有效地檢索整個解空間，并且能搜索到幾個可行的解決方案，可幫助決策者進(jìn)行決策(LuckO2011)。但是，元啟發(fā)式程序要按照問題調(diào)整參數(shù)，要有大量計算時間，并且不保證能查找到最佳的項(xiàng)目調(diào)度方案(Hariga和El_Sayegh2011)，因此這對大型項(xiàng)目來說具有一定的難度。
[0050]啟發(fā)式求解法，例如優(yōu)先級調(diào)度(Christodoulou等人2010, Harris 1990,Hiyassat2001)能夠快速搜索到解決方案，因此更可行。雖然啟發(fā)式求解不保證能搜索到最優(yōu)的解決方案，但卻能提供一個近似最有解決方案(Kastor和Sirakoul is2009 )。差不多所有項(xiàng)目管理軟件都采用優(yōu)先級調(diào)度啟發(fā)式法來避免資源過度分配的問題，如PrimaveraProject Planner 和 Microsoft Project。例如，Microsoft Project 軟件的資源“分級”工具能根據(jù)總的浮動時間和用戶指定優(yōu)先級設(shè)置資源分配，部分活動占用資源的優(yōu)先級比別的活動更高(Christodoulou等人2010),利用啟發(fā)式方法解決資源約束問題。在這一案例中，首先將資源分配給優(yōu)先級較高的活動，而其他活動則需要延遲，直到占用的資源閑置下來方可啟動。因此，資源分級已經(jīng)成為現(xiàn)有軟件系統(tǒng)的主流。
[0051]時間-成本權(quán)衡(TCT)分析
[0052]TCT分析是一項(xiàng)能夠彌補(bǔ)CPM無法在特定時間區(qū)間內(nèi)進(jìn)行調(diào)度不足的技術(shù)。TCT分析的目的是縮短CPM計算的原石項(xiàng)目工期，旨在以最低的成本在規(guī)定的截止日期內(nèi)完成既定工作(Chassiakos和Sakellaropoulos2005)。TCT分析是一個重要的管理工具，可以用它來加快項(xiàng)目的進(jìn)度，以便能有效追回工期的延誤，并可避免償付違約金。通過增加資源投入(如人力/設(shè)備)或增加工時加快項(xiàng)目的總體進(jìn)度，加快關(guān)鍵活動的進(jìn)度(管理項(xiàng)目工期的人員)。因此，TCT算法能夠確定成本最低且需加快施工速度的關(guān)鍵活動(甚至成本更高)。因此，縮短項(xiàng)目工期會導(dǎo)致直接成本的增加(例如材料、勞動力和設(shè)備)，如果間接成本降低(管理與監(jiān)管支出)或者如果因項(xiàng)目提前完工而獲得了獎金，那么就能有效說明這一點(diǎn)(Gould2005)o
[0053]一個可簡單直觀地描述TCT解決方案的方式是應(yīng)用一組數(shù)字表示每個活動中采用的施工方法指數(shù)(圖2)。圖2就展示了一個簡單直觀的實(shí)例，如果每個活動都應(yīng)用了最低成本的施工方法(即解集為[1，1，1，1，I])，那么項(xiàng)目的總成本也會最低(為了便于計算，假設(shè)沒有間接成本)，但是CPM計算的項(xiàng)目工期將延期8天。為了能在工期內(nèi)順利完工，圖2最下方展示了兩個可能的解決方案及他們的解集(施工方法指數(shù))。另外需要注意的是，TCT分析需要各種活動持續(xù)時間及最佳施工方法成本的現(xiàn)成可用數(shù)據(jù)。此外，跟CRS案例一樣，TCT解決方案的質(zhì)量取決于解集的數(shù)值大小。例如，圖2中的解決方案I要優(yōu)于解決方案2，原因在于解決方案I能以最低的總成本在工期內(nèi)完成工作。另外，也有可能會有一個以上同樣有效的解決方案，并且跟預(yù)期一樣，活動數(shù)量及選擇的數(shù)值越大，施工方法指數(shù)的組合數(shù)字就越大，這樣可以為有難度的任務(wù)搜索一個最佳方案。跟CRS —樣，很多研究課題都采用優(yōu)化、元啟發(fā)式和單純的啟發(fā)式程序?qū)CT模型進(jìn)行論述。近期的研究包括Chassiakos和 Sakellaropoulos (2005)、Vanhoucke 和 Debels (2007)、Eshtehardian 等人(2008)、Rogalska等人(2008)及Ammar (2011)。雖然各種模型不斷涌現(xiàn)，但遺憾的是，沒有一款商業(yè)軟件是應(yīng)用即用型算法來進(jìn)行TCT分析的，只是在優(yōu)化過程中集成了 CRS和TCT模型。
[0054]整合優(yōu)化工作
[0055]實(shí)際項(xiàng)目中通常都包括多種約束因素和挑戰(zhàn)，包括項(xiàng)目工期和有限的資源。雖然文獻(xiàn)中介紹了很多可以單獨(dú)解決一項(xiàng)約束性因素的技術(shù)，但是正如前邊所提到的，由于建模的復(fù)雜性使然，很少人會考慮到要同時應(yīng)對這些約束性因素。在目前涉及項(xiàng)目全面優(yōu)化的研究中，研究者們很少使用元啟發(fā)式算法，大多數(shù)采用遺傳算法(GAs)，這是一種非傳統(tǒng)的漸進(jìn)式優(yōu)化工具，針對難題或大規(guī)模問題，可采用隨機(jī)搜索進(jìn)程檢索到近似最佳解決方案。
[0056]Leu和Yang (1999)提出了利用遺傳算法對TCT和CRS進(jìn)行整合的模型，這也是最早的模型之一。Senouci和Eldin (2004)提出了另一個整合模型，借助增強(qiáng)型拉格朗日遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化。Elazouni和Metwally (2007)也采用遺傳算法擴(kuò)展財務(wù)調(diào)度，并將TCT分析、資源分配和資源平衡進(jìn)行了整合。Chen和Weng(2009)基于遺傳算法提出了一個將優(yōu)化過程分為兩個階段的模型，即首先應(yīng)用TCT分析，然后分別采用遺傳模型進(jìn)行CRS分析。Zahraie和Tavakolan (2009)借助改進(jìn)的遺傳算法模型將時間成本權(quán)衡和資源分級與分配兩個概念同時應(yīng)用到隨機(jī)多目標(biāo)優(yōu)化中。Wuliang和Chengen(2009)也提出了一個多模式資源受限離散時間/成本權(quán)衡模型。他們開發(fā)了一個更先進(jìn)的遺傳模型，綜合考慮了時間限制、可再生資源限制和成本限制三個方面。
[0057]發(fā)明人在上文介紹了另一種集成了 CRS與TCT的遺傳算法，如圖1和圖2的簡化圖表所示。圖3實(shí)例展示了結(jié)合兩種行為變量(方法指數(shù)和啟動延遲)能夠同時解決工期和資源約束問題。真正的問題在于確定能得出近似解的變量精確值(即以最低的成本在工期內(nèi)完工，同時不會超過資源限制)。關(guān)于如何使用GA工具確定近似值的更多信息可閱讀Hegazy, T.(2006)的《簡化施工人員的項(xiàng)目管理》("Simplified Project Management forConstruction Practitioners”,《成本工程學(xué)報》，國際成本工程師協(xié)會，第11期48卷，20-28頁)及Hegazy, T.(2002)《基于計算機(jī)的施工項(xiàng)目管理》，Prentice Hall出版社，美國新澤西州上鞍河。
[0058]雖然它們具有很多優(yōu)點(diǎn)，但元啟發(fā)式算法，例如前文提到的遺傳算法模型，在常用參數(shù)調(diào)整方面仍然存在一些難題，并且需要大量運(yùn)算時間，因此它們更適合改善解決方案，而不是生成解決方案。為了避免這些問題，并能夠快速得出優(yōu)解，本說明書介紹了一種有效的啟發(fā)式系統(tǒng)和方法，它能夠使調(diào)度工具同步或同時開展TCT和CRS分析。建議系統(tǒng)和方法能夠迅速得出對約束性因素進(jìn)行調(diào)度且具有可行性的近似最佳解決方案，可供專業(yè)人士使用。此外，必要時還可將啟發(fā)式解決方案作為進(jìn)一步優(yōu)化的良好開端。
[0059]整合啟發(fā)式CRS和TCT同步優(yōu)化法
[0060]如上文所述，CRS和TCT問題需要兩個獨(dú)立的方案(參見圖3): Ca)可解決資源過度分配問題的啟動延遲數(shù)值；及6)能達(dá)到項(xiàng)目工期限制的施工方法指數(shù)。在實(shí)際項(xiàng)目中，這兩個活動變量決定了重要的補(bǔ)救措施方案。例如，如果一個項(xiàng)目延遲了，那么就應(yīng)該采取一項(xiàng)恰如其分的補(bǔ)救措施來修改這兩個變量的數(shù)值。因此，本文建議的啟發(fā)式CRS與TCT集成方法將根據(jù)項(xiàng)目約束性因素的動態(tài)解集確定這些活動變量的正確數(shù)值。為了進(jìn)一步闡述建議的方法，并將它付諸實(shí)踐，研究人員將Microsoft Project軟件的VBA編程功能作為執(zhí)行媒介。下文將結(jié)合案例研究對本文建議的方法進(jìn)行討論。
[0061]圖3中的說明性實(shí)例展示了先后采取現(xiàn)行CRS和TCT啟發(fā)式方法的傳統(tǒng)方式與CRS和TCT相集成的簡易方式之間的差異。圖3最上方展示了該案例分析中的各項(xiàng)活動所用時間和成本?；卷?xiàng)目信息指出應(yīng)嚴(yán)格遵守10天工期，如有延誤每天支付違約金400美元，每天將產(chǎn)生100美元間接成本，每天資源約束用量為2。值得注意的是，每個活動都有兩組估測值，展現(xiàn)了實(shí)際方案從進(jìn)度慢和成本低(方案I)到進(jìn)度快和成本高(方案2)的演變情況。其中進(jìn)度快且成本高的估算結(jié)果表明施工方采用了高效率設(shè)備/人員、加班或外包給分包商的施工方法。
[0062]在本案例研究中，說明性實(shí)例中每項(xiàng)活動在不考慮資源限制的前提下采用成本最低的方案(方案I )，項(xiàng)目工期變成13天(超過規(guī)定工期3天)，總成本為8，500美元(其中直接成本6，000美元+間接成本1，300美元+違約金1，200美元)。
[0063]先后應(yīng)用傳統(tǒng)的CRS和TCT分析
[0064]為了手動達(dá)到資源和工期限制要求，可以先后采用傳統(tǒng)方法。首先，如下表1所示，本實(shí)例中采用了傳統(tǒng)的手動CRS進(jìn)程(Hegazy2002)。
[0065]表1:手動CRS計算
[0066]
【權(quán)利要求】
1.一種計算機(jī)執(zhí)行的調(diào)度優(yōu)化方法，包括: 重置項(xiàng)目活動，將成本調(diào)至最低，項(xiàng)目工期調(diào)至最長，然后開展時間成本權(quán)衡分析； 在TCT周期，雖然關(guān)鍵性活動并不需要趕工，但需選擇成本最低的關(guān)鍵性活動逐個進(jìn)行趕工，可降低項(xiàng)目的關(guān)鍵路徑數(shù)量； 在TCT周期，如果所有關(guān)鍵性項(xiàng)目活動都在趕工，那么對非關(guān)鍵性活動逐個趕工；在每個TCT周期結(jié)束的時候開展限制性資源調(diào)度分析，以便達(dá)到項(xiàng)目資源限制，并提供至少一個可行性解決方案，以便讓項(xiàng)目工期不會超出項(xiàng)目資源限制；以及從所有周期當(dāng)中保留成本最低的最佳解決方案。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機(jī)執(zhí)行的調(diào)度優(yōu)化方法，還包括: 在每個TCT周期結(jié)束并開展CRS分析時，計算啟動延遲和施工方法的解決方案相關(guān)數(shù)值；以及 每個TCT周期都要綜合考慮各項(xiàng)成本，除了間接總成本之外，還包括這一方法的直接成本，項(xiàng)目工期延誤的違約金及提前完工的激勵獎勵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的借助計算機(jī)執(zhí)行的調(diào)度優(yōu)化方法，還包括: 在進(jìn)行優(yōu)化前，第一步是要確定是否在采用最快施工方法的同時所有項(xiàng)目活動都能達(dá)到現(xiàn)有項(xiàng)目限制條件； 將盡可能縮短完工的結(jié)果與最后期限完工的結(jié)果進(jìn)行對比；以及 如果不能達(dá)到截止日期要求，那么應(yīng)尋找最緊湊的趕工方案，以達(dá)到工期限制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的借助計算機(jī)執(zhí)行的調(diào)度優(yōu)化方法，還包括: 如果得出了一個近似最終解決方案，那么可放松趕工項(xiàng)目活動，看看采用較慢的進(jìn)度是否會減少成本，或者相同成本是否會打破項(xiàng)目資源限制，如果答案是肯定的，那么繼續(xù)維持寬松的項(xiàng)目活動進(jìn)度，減少或維持總成本不增長。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的借助計算機(jī)執(zhí)行的方法，還包括使用圖形顯示器展示趕工活動和最終解決方案，以便通過視覺確定項(xiàng)目的關(guān)鍵路徑。
6.一種調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)可適用于: 重置項(xiàng)目活動，將成本調(diào)至最低，項(xiàng)目工期調(diào)至最長，然后開展時間成本權(quán)衡分析； 在TCT周期中，雖然關(guān)鍵性活動并不需要趕工，但需選擇成本最低的關(guān)鍵性活動逐個進(jìn)行趕工，可降低項(xiàng)目的關(guān)鍵路徑數(shù)量； 在TCT周期，如果所有的關(guān)鍵性項(xiàng)目活動都在趕工，那么對非關(guān)鍵性活動逐個趕工；在每個TCT周期結(jié)束時開展限制性資源調(diào)度分析，以便達(dá)到項(xiàng)目資源限制要求，并提供至少一個可行性解決方案，以便讓項(xiàng)目工期不會打破項(xiàng)目資源限制；以及從所有周期當(dāng)中保留成本最低的最佳解決方案。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)還可用于: 在每個TCT周期結(jié)束進(jìn)行CRS分析時，計算解決方案啟動延遲和施工方法的相關(guān)數(shù)值；以及 每個TCT周期都要綜合考慮各項(xiàng)成本，除了間接總成本之外，還包括這一方法的直接成本，項(xiàng)目工期延誤的違約金及提前完工的激勵性獎勵。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)還可用于: 在進(jìn)行優(yōu)化前，第一步就是確定是否在采用最快施工方法的同時所有項(xiàng)目活動都能達(dá)到現(xiàn)有項(xiàng)目限制條件； 將盡可能縮短完工的結(jié)果與最后期限完工的結(jié)果進(jìn)行對比；以及 如果不能達(dá)到最終期限要求，那么應(yīng)尋找最緊湊的趕工方案，以達(dá)到工期限制要求。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)還可用于如果得出了一個近似最終解決方案，那么可放松趕工項(xiàng)目活動，看看采用較慢的進(jìn)度是否會減少成本，或者相同成本是否會打破項(xiàng)目資源限制，如果答案是肯定的，那么繼續(xù)維持寬松的項(xiàng)目活動進(jìn)度，減少或維持總成本不增長。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)還可用于通過圖形顯示器展示趕工活動和最終解決方案，便于通過視覺確定項(xiàng)目的關(guān)鍵路徑。
11.一種借助計算機(jī)運(yùn)行的調(diào)度優(yōu)化數(shù)據(jù)收集方法，包括: 自動確認(rèn)并篩選要求進(jìn)行進(jìn)度更新的項(xiàng)目活動，并自動獲取項(xiàng)目活動中用戶設(shè)備相關(guān)的合同信息； 開始向用戶設(shè)備發(fā)送進(jìn)度更新的請求； 借助用戶設(shè)備收集所需的項(xiàng)目活動進(jìn)度信息；以及 根據(jù)用戶設(shè)備所需的項(xiàng)目進(jìn)度信息更新進(jìn)度信息，更新項(xiàng)目活動的進(jìn)度信息。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的借助計算機(jī)運(yùn)行的方法還包括: 要求進(jìn)行進(jìn)度更新，包括一個或多個工期延誤的原因，延誤的責(zé)任方及相關(guān)的支持文件；以及 更新項(xiàng)目活動的進(jìn)度信息，包括一個或多個工期延誤的原因，延誤的責(zé)任方及相關(guān)的支持文件。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的借助計算機(jī)運(yùn)行的方法還包括: 接收來自用戶設(shè)備的行動(RFA)請求或信息請求；以及 自動與負(fù)責(zé)RFA或RFI的資源管理人員聯(lián)系。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的借助計算機(jī)運(yùn)行的方法，其中用戶設(shè)備包括語音組件，方法還包括通過一個自動語音命令界面提交進(jìn)度更新的請求。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的借助計算機(jī)運(yùn)行的方法，其中用戶設(shè)備包括語音組件，方法還包括通過一個2D或3D視覺界面提交進(jìn)度更新的請求。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的借助計算機(jī)運(yùn)行的方法，視覺界面包括電子文本界面，含有一個提交進(jìn)度更新請求的表格。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的借助計算機(jī)運(yùn)行的方法，視覺界面包括一個或多個施工所在位置的圖形數(shù)字圖像，要求進(jìn)行完工進(jìn)度更新。
18.根據(jù)權(quán)利要求11至15中的任一權(quán)利要求所述的借助計算機(jī)運(yùn)行的方法，還包括在顯示器上直接顯示項(xiàng)目進(jìn)度更新，以便進(jìn)行調(diào)度優(yōu)化。
19.一種調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)可適用于: 自動確認(rèn)并篩選要求進(jìn)行進(jìn)度更新的項(xiàng)目活動，并自動獲取用戶設(shè)備項(xiàng)目活動相關(guān)的合同信息； 開始向用戶設(shè)備發(fā)出進(jìn)度更新的請求； 借助用戶設(shè)備收集所需的項(xiàng)目活動進(jìn)度信息；以及 根據(jù)用戶設(shè)備所需的項(xiàng)目進(jìn)度信息更新項(xiàng)目的進(jìn)度信息。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)還可用于: 要求進(jìn)行進(jìn)度更新，包括一個或多個工期延誤的原因，延誤的責(zé)任方及相關(guān)的支持文件；以及 更新項(xiàng)目活動的進(jìn)度信息，包括一個或多個工期延誤的原因，延誤的責(zé)任方及相關(guān)的支持文件。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)還可用于: 接收來自用戶設(shè)備的行動(RFA)請求或信息請求；以及 自動與負(fù)責(zé)RFA或RFI的資源管理人員聯(lián)系。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)中，用戶設(shè)備包括語音組件，同時系統(tǒng)還可用于通過一個自動語音命令界面提交進(jìn)度更新的請求。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)中，用戶設(shè)備包括語音組件，同時系統(tǒng)還可用于通過一個2D或3D視覺界面提交進(jìn)度更新的請求。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)中，視覺界面包括電子文本界面，含有一個提交進(jìn)度更新請求的表格。
25.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)中，視覺界面包括一個或多個施工所在位置的圖形數(shù)字圖像，要求進(jìn)行完工進(jìn)度更新。
26.根據(jù)權(quán)利要求19及根據(jù)權(quán)利要求11至15中的任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，還包括在顯示器上直接顯示項(xiàng)目進(jìn)度更新，以便進(jìn)行調(diào)度優(yōu)化。
【文檔編號】G06Q10/04GK103649974SQ201280024568
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月21日
【發(fā)明者】塔雷科·莫哈梅德·莫哈梅德·赫加茲 申請人:塔雷科·莫哈梅德·莫哈梅德·赫加茲