發(fā)布時間：2018-03-05 16:33

  本文選題：煤礦工程　切入點：網(wǎng)絡(luò)圖智能繪圖　出處：《中國地質(zhì)大學(xué)》2014年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：大型工程周期長、規(guī)模大、涉及范圍廣、風(fēng)險因素多,為保障項目的按期保質(zhì)完成,項目管理通常涉及工期控制、質(zhì)量控制、成本控制、合同管理、安全管理與組織協(xié)調(diào)等內(nèi)容。由于這些內(nèi)容都是緊緊圍繞著進(jìn)度計劃來進(jìn)行的,因此,工程計劃的編制與優(yōu)化、工程進(jìn)度的跟蹤與控制占有基礎(chǔ)性的重要地位,貫穿于整個工程實施過程,對項目的最終結(jié)果產(chǎn)生巨大影響。長期以來,甘特圖(Gantt chart,又稱橫道圖)以其直觀、簡單、易繪、易懂的特點,在一些較小規(guī)模項目中得到了廣泛應(yīng)用。但對規(guī)模較大的項目,這種方法由于很難表達(dá)工序間復(fù)雜的邏輯關(guān)系,不能直接進(jìn)行定量分析和計算,不便于進(jìn)度計劃的優(yōu)化和調(diào)整,難以統(tǒng)籌安排眾多的工程項目以及年、季、月計劃,該方法法具有明顯的局限性。網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)(Network Planning Technique,簡稱NPT)也稱網(wǎng)絡(luò)計劃方法,以CPM (Critioal Path Method,關(guān)鍵路線法)和PERT (Program Evaluation And Review Technique,計劃評審技術(shù))為典型代表,自美國杜邦化學(xué)公司和美國海軍部成功應(yīng)用以來,在縮短工期、降低成本等方面具有明顯的優(yōu)勢,已被許多國家公認(rèn)為行之有效的計劃管理方法。利用網(wǎng)絡(luò)計劃,使工程管理者能夠清楚地知道哪些是項目實施過程中的關(guān)鍵工作,哪些是非關(guān)鍵工作,有利于決策者憑此“向關(guān)鍵路線要工期,向非關(guān)鍵路線要資源”。由于NPT是通過網(wǎng)絡(luò)計劃圖和相應(yīng)計算來反映整個項目的全貌,表達(dá)各項工序的先后順序以及各項工序之間的相互制約和依賴關(guān)系。因此,在工程應(yīng)用中的核心問題就是網(wǎng)絡(luò)圖繪制和網(wǎng)絡(luò)計劃的調(diào)度優(yōu)化,同時還需要根據(jù)工程進(jìn)度變化適時調(diào)整和不斷改進(jìn)工程計劃來尋找滿意方案,這一具有反饋機(jī)制的閉環(huán)控制過程,從某種程度上決定了管理效率和工程項目利潤的高低。通過大量跟蹤調(diào)研,我們依然可以發(fā)現(xiàn),NPT在我國的許多工程應(yīng)用并不十分理想,許多施工企業(yè)網(wǎng)絡(luò)計劃應(yīng)用,從頭到尾就只有一張網(wǎng)絡(luò)圖,很少進(jìn)行進(jìn)度優(yōu)化,能夠切實用于指導(dǎo)施工實際的網(wǎng)絡(luò)計劃為數(shù)較少。尤其是許多片面性的應(yīng)用,掩蓋了網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)的本來面目。為什么會出現(xiàn)這種狀況?從技術(shù)和管理的視角,我們可以發(fā)現(xiàn)制約NPT推廣應(yīng)用的三個主要因素：第一,從人類思維能力方面分析,人類具有局部思維能力比較強(qiáng),整體思維能力較弱的特點。當(dāng)面對規(guī)模龐大、工序繁多且關(guān)系復(fù)雜的工程項目時,很難想象有誰能完全徹底地弄清楚整個工程中的每一個工序和工序關(guān)系,加上網(wǎng)絡(luò)圖形結(jié)構(gòu)的隨意性帶來網(wǎng)絡(luò)圖形的不確定性,繪制時很容易形成網(wǎng)絡(luò)圖形的“蜘蛛網(wǎng)狀”,導(dǎo)致圖形修改困難,甚至無法使用。在一個工序多、邏輯關(guān)系復(fù)雜的圖形結(jié)構(gòu)尚未呈現(xiàn)出來之前,工程技術(shù)人員如何正確繪制以及繪圖效率所面臨的困難是可以想象的。此外,工程技術(shù)人員還要面對因工程設(shè)計變化或工程不能按原有計劃進(jìn)行時的網(wǎng)絡(luò)圖適時變更問題。因此,網(wǎng)絡(luò)圖的繪制效率成為制約其推廣應(yīng)用的主要障礙之一。第二,編制好的初始計劃在付諸實施之前,需要進(jìn)一步檢查其是否符合工期、費用和資源等指標(biāo)的要求,是否滿足既定約束條件下的工期、費用、資源之間較佳的均衡性,需要通過不斷改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)計劃來尋找滿意方案,使之達(dá)到以最小的資源消耗取得最大的經(jīng)濟(jì)效果。這就需要構(gòu)建相應(yīng)的優(yōu)化模型,通過數(shù)值求解重新安排新的網(wǎng)絡(luò)計劃。面對類型繁多的各種優(yōu)化理論和方法,高深難解的數(shù)學(xué)模型,對國內(nèi)許多施工企業(yè)的現(xiàn)有技術(shù)條件來說,無疑又提出了較高的要求,這也造成許多企業(yè)很少進(jìn)行工程優(yōu)化的主要原因。第三,網(wǎng)絡(luò)圖繪制、網(wǎng)絡(luò)計劃優(yōu)化、工程進(jìn)度監(jiān)督與控制構(gòu)成了NPT應(yīng)用的關(guān)鍵節(jié)點,網(wǎng)絡(luò)計劃的實施過程是一個具有反饋機(jī)制的閉環(huán)控制過程。只有彼此相互配合和支持,才能發(fā)揮出NPT的真正優(yōu)勢和作用。因此,需要一種集成的應(yīng)用平臺,從反饋、控制、分析、預(yù)測等方面為網(wǎng)絡(luò)計劃制定、進(jìn)度計劃管理提供技術(shù)支撐與決策支持。從目前國內(nèi)外的網(wǎng)絡(luò)計劃軟件的支撐力度和國內(nèi)企業(yè)信息化現(xiàn)狀來看,依然存在嚴(yán)重不足和缺失。在計算機(jī)技術(shù)發(fā)展的今天,如何利用計算機(jī)的長處,彌補(bǔ)人類先天的短處,探討NPT的應(yīng)用復(fù)雜性,將NPT這一先進(jìn)管理理念平滑引入到現(xiàn)有日常工作中,實現(xiàn)對項目時間、成本組成要素的科學(xué)管理,降低工程技術(shù)人員的勞動強(qiáng)度,增強(qiáng)工程企業(yè)管理者投身到網(wǎng)絡(luò)計劃應(yīng)用中去的信心和決心,開展NPT的應(yīng)用集成研究就成為了一個十分有意義的研究課題。論文依托相關(guān)課題,以大型礦井建設(shè)項目為對象,在系統(tǒng)分析現(xiàn)有研究成果和現(xiàn)有軟件功能的基礎(chǔ)上,綜合運(yùn)用工程學(xué)、管理科學(xué)、運(yùn)籌學(xué)和信息科學(xué)的相關(guān)理論和方法,設(shè)計并系統(tǒng)實現(xiàn)了雙代號網(wǎng)絡(luò)圖智能繪制的核心算法,針對大型礦井工程多個“投產(chǎn)點”的工程特點,構(gòu)建并系統(tǒng)實現(xiàn)了工程網(wǎng)絡(luò)計劃的優(yōu)化模型與數(shù)值求解,提出和系統(tǒng)實現(xiàn)了一體化的網(wǎng)絡(luò)計劃應(yīng)用集成方案,為網(wǎng)絡(luò)計劃應(yīng)用提供技術(shù)支撐和決策支持。研究成果已在PMW礦己二、己四采區(qū)工程實施,四年多來的應(yīng)用結(jié)果表明,在計算機(jī)智能繪圖代替手工繪制,模型優(yōu)化代替主觀決策,數(shù)據(jù)庫管理代替手工管理等方面,取得了明顯的社會和經(jīng)濟(jì)效益,再一次體現(xiàn)和驗證了NPT在大型礦井工程建設(shè)中的積極作用,為類似工程建設(shè)注入了新的信心和活力。論文的主要創(chuàng)新性研究在于：(1)與現(xiàn)有研究不同的是,網(wǎng)絡(luò)圖采用了基于鄰接表方式的存儲結(jié)構(gòu),通過非遞歸深度優(yōu)先遍歷探查網(wǎng)絡(luò)圖分布的線路,運(yùn)用順序存儲的棧結(jié)構(gòu)模式實現(xiàn)復(fù)雜圖形元素的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,依據(jù)雙代號網(wǎng)絡(luò)圖虛工序的設(shè)置原則,設(shè)計了網(wǎng)絡(luò)圖繪制的排序算法、編號算法、匯點算法和布點算法,采用B/S架構(gòu)、Stripes框架以及Eclipse、Java、CSS、Javascript、 Ajax等開發(fā)技術(shù),解決了繪圖過程中因箭線的隨意性帶來網(wǎng)絡(luò)圖形的不確定性技術(shù)難題,實現(xiàn)了大型礦井工程雙代號網(wǎng)絡(luò)圖的計算機(jī)自動繪制。工程應(yīng)用表明,只要輸入工程的基本信息,系統(tǒng)就能自動標(biāo)識關(guān)鍵線路,自動完成編號、布點、連線等繪圖過程。工程實踐驗證了繪圖算法的正確性和和繪制過程的高效性。(2)與現(xiàn)有研究不同的是,本文針對礦井工程“多個投產(chǎn)點”的特殊性,充分考慮了資金的時間價值,構(gòu)建的凈現(xiàn)值全局優(yōu)化模型,輔以工期-資源模型的局部優(yōu)化,滿足了建設(shè)資金分期投入的實際需求,實現(xiàn)了從項目時間的角度對項目成本的間接壓縮。工程應(yīng)用表明,當(dāng)工程不能按原有計劃進(jìn)行,或某些工序發(fā)生變化時,系統(tǒng)能夠根據(jù)變化信息動態(tài)地修改網(wǎng)絡(luò)圖并重新進(jìn)行時間、資金的優(yōu)化配置,保證工程始終按照最優(yōu)路徑進(jìn)行。工程實踐驗證了優(yōu)化算法的可行性和有效性。(3)為滿足網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)的實施需要,彌補(bǔ)現(xiàn)有軟件支撐力度不足,本研究采用基于MVC設(shè)計模式,運(yùn)用Eclipse編程環(huán)境,研究開發(fā)了集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、網(wǎng)絡(luò)圖智能繪制、工程計劃優(yōu)化、進(jìn)度實時監(jiān)控等功能于一體的集成應(yīng)用系統(tǒng),將跨部門、跨流程的工作任務(wù),依托統(tǒng)一的工作平臺,保證了工程數(shù)據(jù)的一致性,降低了用戶跨部門之間的工作協(xié)調(diào)成本,提高了組織管理措施上的快速反應(yīng)能力,從而能夠從反饋、控制、分析、預(yù)測的角度實現(xiàn)施工進(jìn)度的有效控制和管理。論文共分六章。第一章緒論。闡述選題來源、目的及意義,國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的文獻(xiàn)綜述,明確研究目標(biāo),確定研究方法、技術(shù)路線,闡明論文創(chuàng)新點。第二章PERT復(fù)雜性研究。在闡述大型礦井工程項目特點、項目管理內(nèi)容、流程,以及網(wǎng)絡(luò)計劃圖的組成與類型基礎(chǔ)上,從網(wǎng)絡(luò)圖參數(shù)計算、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、圖形結(jié)構(gòu)隨意性、網(wǎng)絡(luò)圖變更、優(yōu)化目標(biāo)之間的制約性、優(yōu)化方法的多樣性、模型構(gòu)建與求解等方面分析了NPT的應(yīng)用復(fù)雜性。討論了國內(nèi)施工企業(yè)的信息化現(xiàn)狀和礦井工程企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)計劃應(yīng)用環(huán)境。第三章PERT智能繪圖研究。本章在闡述雙代號網(wǎng)絡(luò)圖繪制規(guī)則和方法的基礎(chǔ)上,探討計算機(jī)系統(tǒng)實現(xiàn)的總體思路,重點研究網(wǎng)絡(luò)圖的存儲結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)圖繪制的排序、編號、匯點、布點的繪圖核心算法與編程實現(xiàn)技術(shù),最后通過一個實例來檢驗繪圖系統(tǒng)的高效性和可操作性。第四章礦井工程優(yōu)化研究。針對礦井工程“多個投出點”的特殊性,本章提出了三種礦井工程優(yōu)化模型,采用計算機(jī)編程實現(xiàn)了優(yōu)化模型的數(shù)值計算,通過工程實例檢驗了模型的可行性和有效性。第五章集成應(yīng)用平臺研究。針對計劃執(zhí)行中的監(jiān)督與控制及計劃調(diào)整缺少有效的管理方法的現(xiàn)狀,從網(wǎng)絡(luò)計劃的企業(yè)應(yīng)用模式入手,在分析用戶信息需求、業(yè)務(wù)流程和數(shù)據(jù)流程的基礎(chǔ)上,提出了基于Eclipse開發(fā)環(huán)境的集成方案與系統(tǒng)實現(xiàn)技術(shù),從反饋、控制、分析、預(yù)測的角度為工程進(jìn)度管理提供技術(shù)支撐與決策支持。第六章礦井工程應(yīng)用效益分析。一體化的集成應(yīng)用平臺在PMW礦的實施,為企業(yè)擺脫應(yīng)用困境發(fā)揮了重要作用。本章介紹了PMW礦礦井工程建設(shè)情況,運(yùn)用凈現(xiàn)值優(yōu)化模型進(jìn)行工程整體優(yōu)化,直接經(jīng)濟(jì)效益體現(xiàn)在工期縮短和減少利息支出兩個方面,間接經(jīng)濟(jì)效益從用戶效益、項目效益、企業(yè)效益和社會效益四個方面都得到了充分體現(xiàn)。第七章研究與展望。歸納總結(jié)論文的主要創(chuàng)新性研究工作,對今后的研究提出設(shè)想。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TU72

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 范強(qiáng);彭宏;胡勁松;;帶修復(fù)因子的遺傳算法在道路工程多資源平衡優(yōu)化中的應(yīng)用[J];重慶交通學(xué)院學(xué)報;2007年03期

2 王寶艾;馮惠;;軟件產(chǎn)品質(zhì)量要求和測試標(biāo)準(zhǔn)的最新修訂動向(上)——ISO/IEC25051介紹[J];信息技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化;2006年05期

3 楊偉,劉彥生;用決策關(guān)鍵線路法確定礦建最優(yōu)施工方案[J];阜新礦業(yè)學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);1989年04期

4 李東南;陸衛(wèi)星;陳存恩;;遺傳算法在資源均衡問題中的應(yīng)用[J];廣東科技;2007年08期

5 汪亮;張峰;朱華新;魏連江;;三河尖礦通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖的自動繪制研究[J];礦業(yè)工程;2009年04期

6 楊順明;;MVC模式與PHP構(gòu)建B/S應(yīng)用[J];硅谷;2010年19期

7 黃凱明;莊鴻棉;;用改進(jìn)的遺傳算法實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)計劃優(yōu)化[J];集美大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2006年03期

8 廖仁,陳慶新,毛寧;模具虛擬企業(yè)項目調(diào)度遺傳算法研究[J];計算機(jī)集成制造系統(tǒng);2004年07期

9 王建林;屠世浩;李乃梁;;CPM在礦井建設(shè)進(jìn)度計劃中的應(yīng)用[J];能源技術(shù)與管理;2006年03期

10 陳施奇;李琪;王博;;PERT網(wǎng)絡(luò)計劃圖自動布點的研究[J];計算機(jī)與數(shù)字工程;2009年04期

相關(guān)會議論文 前1條

1 余平祥;張麗紅;劉偉章;余金昌;;雙代號網(wǎng)絡(luò)圖自動生成系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[A];農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程理論與實踐研究——全國農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 董國剛;網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)在項目進(jìn)度管理中的應(yīng)用研究[D];上海交通大學(xué);2012年

2 劉欣;基于MVC模式的Web軟件系統(tǒng)開發(fā)框架設(shè)計與實現(xiàn)[D];山東大學(xué);2013年

，

本文編號：1571044