基于多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化方法的工程總承包項目設(shè)計管理研究.pdf

1、問題的提出:二十世紀八十年代之后，工程總承包模式在中國有了很快的發(fā)展。EPC項目具有綜合性、系統(tǒng)性和集成性。工程總承包項目的設(shè)計管理涉及到的學(xué)科越來越多，設(shè)計管理必須考慮進度、質(zhì)量、成本等項目管理要素，同時要求內(nèi)部各專業(yè)進行緊密的協(xié)調(diào)配合，在EPC模式下進行設(shè)計優(yōu)化，需要兼顧環(huán)境、業(yè)主、采購、施工以及設(shè)計內(nèi)部各專業(yè)。如何選擇合理的理論指導(dǎo)工程總承包(EPC)項目的實踐成為緊迫的事情。
　　工程總承包項目模式是工程建設(shè)模式的一種，是

2、工程建設(shè)發(fā)展到大規(guī)模的一個必然趨勢。工程總承包模式可以優(yōu)化設(shè)計、降低成本、縮短工期，具有傳統(tǒng)建設(shè)模式不可比擬的優(yōu)勢。在工程設(shè)計、設(shè)計管理、多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化中的“設(shè)計”的含義有所不同。
　　在現(xiàn)代項目管理中，一般將一個項目的過程劃分為四個階段:一是項目定義和決策階段，二是項目計劃和設(shè)計階段，三是項目實施與控制階段，四是項目完工與交付階段。項目計劃和設(shè)計階段的主要工作是對項目產(chǎn)出物和項目工作做出全面的設(shè)計和規(guī)定。針對這部分內(nèi)容進行的管理

3、工作稱為設(shè)計管理。設(shè)計管理是本論文針對EPC項目進行研究的主要內(nèi)容目前流行的理論，很難對項目管理的多要素進行綜合考慮，也很難處理多層次的優(yōu)化問題。多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化理論是一種通過探索和利用工程系統(tǒng)中的相互作用協(xié)同機制用來設(shè)計復(fù)雜系統(tǒng)以及子系統(tǒng)的方法論。該方法發(fā)源于航空航天領(lǐng)域，在復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計中得到了快速的發(fā)展。但是多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化(MDO)的研究基本上還是在產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域，對于在EPC項目的設(shè)計管理中如何進行應(yīng)用，尚沒有人進行深入地研究。

4、>　　工程總承包項目設(shè)計管理可以采用多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化的方法進行優(yōu)化管理。工程總承包項目具有多學(xué)科和多層次的特性。本論文在分析工程總承包項目獨特性的基礎(chǔ)上，引入多元函數(shù)、隱函數(shù)、偏導(dǎo)數(shù)的概念，采用多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化的方法推導(dǎo)出工程總承包項目管理的數(shù)學(xué)模型。
　　在工程總承包項目設(shè)計管理中多學(xué)科的劃分方式有兩種，一是在工程總承包項目實施中按照WBS劃分多學(xué)科。工程總承包(EPC)項目存在多級WBS結(jié)構(gòu)，WBS中下一級的各分支可以作為學(xué)科，而

5、上一級可以看作系統(tǒng)。二是在工程總承包項目實施中按照項目管理要素劃分多學(xué)科。從項目管理的角度，也可以按照項目管理的要素劃分為成本、質(zhì)量、時間、風(fēng)險、人力資源、范圍等多學(xué)科。
　　多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化方法可以解決工程總承包項目設(shè)計管理中的很多優(yōu)化問題。工程總承包項目報價階段、工程設(shè)計階段、項目實施階段采用的多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化各有其特點。
　　大全多晶硅項目是一個典型的工程總承包項目，在大全多晶硅項目建設(shè)時，中國多晶硅行業(yè)正處于從無到有的時

6、期，2006年中國的多晶硅總產(chǎn)量只有87噸，建設(shè)一個規(guī)模超過全國產(chǎn)量一二十倍的工廠，對當(dāng)時的工程公司來說是一個挑戰(zhàn)。該項目2007年到2008年實施，最終該項目因為組織合理、設(shè)計優(yōu)化、建設(shè)工期短、質(zhì)量優(yōu)，在2011年被授予第五屆工程總承包金鑰匙獎。在該項目的實際運作過程中進行了很多設(shè)計優(yōu)化工作，涉及到多專業(yè)、多個項目管理要素、也涉及到業(yè)主、總承包商和其他利益相關(guān)方的多方利益，可以用多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化的方法研究該案例項目中的運行方法。

7、　　通過多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化可以減少業(yè)主的投資費用和運行費用，降低了業(yè)主項目全生命周期的成本，在這個過程中工程公司也取得相應(yīng)的利益。在實際項目運作中，如何將業(yè)主與總包商的博弈關(guān)系發(fā)展成為雙贏關(guān)系，是多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化方法在工程總承包項目中應(yīng)該重點研究的方向。
　　本論文的研究目的是，將MDO的理論引入到EPC項目設(shè)計管理中。采用多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化(MDO)理論對項目管理的各要素進行統(tǒng)一考慮，并且采用該理論多層次處理問題的方法解決工程總承包(EP

8、C)項目中的多層優(yōu)化的問題。
　　本論文的研究方法是，以實際案例分析作為研究實現(xiàn)的手段，通過對EPC項目的詳細分析，將該方法引入EPC項目的設(shè)計管理中。
　　本論文的結(jié)構(gòu)是:
　　第一章針對工程總承包(EPC)項目管理中目前存在的問題，探討了多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化在工程總承包項目設(shè)計管理中的應(yīng)用前景，并指出了本論文的研究目的、方法和論文結(jié)構(gòu)第二章介紹了工程總承包(EPC)項目模式和發(fā)展。分析了工程設(shè)計、設(shè)計管理、多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化

9、三個詞中設(shè)計的含義，介紹了多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化(MDO)提出的背景、主要思想、主要研究內(nèi)容和關(guān)鍵技術(shù)，并重點介紹了BLISS理論。
　　第三章介紹了EPC項目的特點和多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化在EPC項目設(shè)計管理中的方法，并建立了相關(guān)模型。
　　第四章介紹了EPC項目設(shè)計管理中進行多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化的應(yīng)用。
　　多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化在工程總承包項目設(shè)計管理中具有非常廣闊的使用前景。采用兩層系統(tǒng)集成綜合的方法，可以解決工程總承包項目設(shè)計管理中的很多