專利名稱：一種多級協(xié)同項(xiàng)目計劃管理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工程項(xiàng)目計劃的協(xié)同管理方法，具體涉及一種多級協(xié)同項(xiàng)目計劃管理方法，屬于工程項(xiàng)目管理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
以航空航天型號工程項(xiàng)目為代表的復(fù)雜系統(tǒng)工程項(xiàng)目具有研制周期長、投資數(shù)額大、協(xié)同單位多、組織管理復(fù)雜等特點(diǎn)，因此，對工程的項(xiàng)目管理提出了巨大的挑戰(zhàn)，目前，國內(nèi)外針對復(fù)雜項(xiàng)目管理問題還沒有形成統(tǒng)一的理論基礎(chǔ)，國外一些先進(jìn)的航空航天制造企業(yè)正在積極建立支持多企業(yè)協(xié)同的管理平臺系統(tǒng)來支持復(fù)雜的工程管理需求。國內(nèi)航空航天企業(yè)目前還沒有一套完整的支持復(fù)雜組織結(jié)構(gòu)下多單位協(xié)同的項(xiàng)目管理平臺，在項(xiàng)目管理中的計劃編制手段上仍采用傳統(tǒng)的手工編制為主，缺乏有效的優(yōu)化手段，所使用的絕大部分商業(yè)項(xiàng)目管理解決方案都沒有提供計劃優(yōu)化和項(xiàng)目工期的輔助預(yù)測手段，也沒有提供適應(yīng)航空航天組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的計劃管理平臺，使得現(xiàn)有解決方案不能符合企業(yè)的運(yùn)作模式，也不能幫助項(xiàng)目管理人員改善計劃的編排，因此，這些問題都制約了項(xiàng)目管理在航空航天等復(fù)雜系統(tǒng)工程中的應(yīng)用。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決復(fù)雜系統(tǒng)工程項(xiàng)目管理中的多組織之間的協(xié)同計劃編制、項(xiàng)目計劃執(zhí)行過程的仿真預(yù)測和手工編制計劃的優(yōu)化問題，提出一種多級協(xié)同項(xiàng)目計劃的管理方法，通過建立多級協(xié)同項(xiàng)目計劃的協(xié)同編制平臺、計劃優(yōu)化算法和項(xiàng)目過程仿真算法，使企業(yè)中不同級別的組織可以在同一平臺上對項(xiàng)目進(jìn)行協(xié)同管理，同時使用優(yōu)化算法、仿真算法改善手工計劃編制的合理性和對項(xiàng)目執(zhí)行過程進(jìn)行預(yù)測，從而使項(xiàng)目管理人員更好的管理具有多級協(xié)同特征的復(fù)雜工程項(xiàng)目。
本發(fā)明是一種多級協(xié)同項(xiàng)目計劃的管理方法，包括以下幾個步驟 步驟一、編制多級組織協(xié)同項(xiàng)目計劃； 1)、建立樹狀組織結(jié)構(gòu)和資源管理視圖； 首先建立h個組織根節(jié)點(diǎn)，每個組織根節(jié)點(diǎn)下包含多層及若干個組織子節(jié)點(diǎn)，每個組織子節(jié)點(diǎn)下還可具有若干個下級從屬組織節(jié)點(diǎn)，從屬組織節(jié)點(diǎn)包含x個資源節(jié)點(diǎn)，資源節(jié)點(diǎn)包括人員、設(shè)備和項(xiàng)目開展所需的物料； 2)、每個組織根節(jié)點(diǎn)建立由本組織管理的項(xiàng)目，并且對該項(xiàng)目進(jìn)行任務(wù)分解，得到具體的項(xiàng)目計劃安排，將該項(xiàng)目計劃中的每一個任務(wù)指定一個具體的在組織根節(jié)點(diǎn)中的下級組織子節(jié)點(diǎn)、從屬組織節(jié)點(diǎn)或資源節(jié)點(diǎn)來承擔(dān)執(zhí)行，組織根節(jié)點(diǎn)在對項(xiàng)目計劃進(jìn)行任務(wù)分解時，指定每個子任務(wù)的開始時間和結(jié)束時間，形成初步的多級項(xiàng)目計劃； 步驟二、項(xiàng)目執(zhí)行過程的仿真與工期預(yù)測； a、建立工程項(xiàng)目的仿真模型； 項(xiàng)目計劃中的單獨(dú)任務(wù)用活動節(jié)點(diǎn)表示，活動節(jié)點(diǎn)設(shè)有符合統(tǒng)計學(xué)概率分布特征的工期及描述該種分布特性所需的參數(shù)值，項(xiàng)目計劃中任務(wù)之間的關(guān)系通過聚合節(jié)點(diǎn)、分離節(jié)點(diǎn)、有方向的連接線進(jìn)行描述，建立項(xiàng)目仿真模型，仿真模型表達(dá)項(xiàng)目計劃中任務(wù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系以及每個任務(wù)的工期概率分布情況，每個仿真模型只有一個開始活動節(jié)點(diǎn)和一個結(jié)束活動節(jié)點(diǎn)，當(dāng)仿真從開始活動節(jié)點(diǎn)執(zhí)行到結(jié)束活動節(jié)點(diǎn)時表示項(xiàng)目完成； 所述的分離節(jié)點(diǎn)包括“與”、“或”、“異或”的邏輯類型；聚合節(jié)點(diǎn)包括“與”、“或”的邏輯類型； b、進(jìn)行項(xiàng)目仿真，得到工期預(yù)測； 具體步驟如下 b1初始化仿真時鐘，仿真時鐘是仿真中使用的代表工期實(shí)際時間的計時參數(shù)，初始化當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列表，將開始活動節(jié)點(diǎn)加入到當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列表中； b2對當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列表中的每一個節(jié)點(diǎn)展開處理，然后判斷是否全部節(jié)點(diǎn)都已處于完成狀態(tài)，如果全部節(jié)點(diǎn)都已完成，則方法結(jié)束，否則對當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列表中的節(jié)點(diǎn)展開處理，當(dāng)列表中的所有節(jié)點(diǎn)都被依次處理過一次后即表示本次處理結(jié)束，仿真時鐘向前推進(jìn)一個步長，否則，判斷當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列表中選中的節(jié)點(diǎn)類型； 如果為分離節(jié)點(diǎn)，判斷節(jié)點(diǎn)的邏輯類型，如果為“與”類型節(jié)點(diǎn)，將所有該節(jié)點(diǎn)輸出端所連接節(jié)點(diǎn)加入當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列表中，如果為“或”類型節(jié)點(diǎn)，根據(jù)后續(xù)節(jié)點(diǎn)的被選擇概率，選擇加入當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列表中的節(jié)點(diǎn)，如果為“異或”，根據(jù)后續(xù)節(jié)點(diǎn)被執(zhí)行概率選擇唯一一個節(jié)點(diǎn)加入當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列表中； 如果是聚合類型的節(jié)點(diǎn)，判斷節(jié)點(diǎn)的邏輯類型，如果為“與”類型節(jié)點(diǎn)，判斷本節(jié)點(diǎn)前續(xù)所有節(jié)點(diǎn)是否都已處理完成，如果為“是”，將本節(jié)點(diǎn)所連接后續(xù)節(jié)點(diǎn)加入當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列表中，否則結(jié)束本節(jié)點(diǎn)操作，如果為“或”型節(jié)點(diǎn)，判斷前續(xù)節(jié)點(diǎn)中是否存在節(jié)點(diǎn)已處理完成，如果存在，則將本節(jié)點(diǎn)所連接后續(xù)節(jié)點(diǎn)加入當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列表中，如果不存在，則結(jié)束本節(jié)點(diǎn)當(dāng)前操作。； 如果是活動節(jié)點(diǎn)，判斷當(dāng)前的仿真時鐘是否已經(jīng)達(dá)到該節(jié)點(diǎn)本次仿真中設(shè)定的工期值，如果未達(dá)到，表明活動尚未結(jié)束，則結(jié)束本節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前操作；如果已經(jīng)達(dá)到，表明活動已經(jīng)結(jié)束，則將本節(jié)點(diǎn)從當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列表中刪去并將本節(jié)點(diǎn)所連接的下一個或多個節(jié)點(diǎn)加入當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列表中，并設(shè)置本活動節(jié)點(diǎn)的開始時間和結(jié)束時間為當(dāng)前仿真時鐘時間和當(dāng)前仿真時鐘時間加活動工期的和，然后結(jié)束本節(jié)點(diǎn)的處理過程； b3返回步驟b2判斷全部節(jié)點(diǎn)是否都已處于完成狀態(tài)，當(dāng)所有節(jié)點(diǎn)都已處于完成狀態(tài)時，本次仿真過程結(jié)束，該時刻的仿真時鐘所表示的實(shí)際時間就是本次仿真中項(xiàng)目的完工工期； b4完成一次仿真，得到一個項(xiàng)目的完工工期仿真值，進(jìn)行n次仿真后得到n個工期仿真值，通過對仿真值進(jìn)行概率統(tǒng)計計算，得到項(xiàng)目工期的概率統(tǒng)計結(jié)果，計算任意完工概率下的工期預(yù)測值，使得計劃人員合理設(shè)定項(xiàng)目工期計劃； 步驟三、項(xiàng)目計劃優(yōu)化； 具體包括以下幾個步驟 ①設(shè)定任務(wù)調(diào)度優(yōu)先級因素任務(wù)關(guān)系的復(fù)雜程度、任務(wù)工期的長短、任務(wù)使用到的資源的種類和任務(wù)對資源的使用強(qiáng)度； ②根據(jù)上述因素，構(gòu)成任務(wù)優(yōu)先級評價函數(shù)中的量化指標(biāo)，量化計算方法如下 最大總工期權(quán)重

其中dj表示項(xiàng)目計劃中的第j個任務(wù)的工期，Sj表示任務(wù)j的后續(xù)任務(wù)集，di表示屬于Sj的第i個任務(wù)的工期，即任務(wù)具有最大的工期及緊后任務(wù)工期的和的任務(wù)優(yōu)先； 最多緊后及間接緊后任務(wù)數(shù)|SjT|，|SjT|表示第j個任務(wù)所具有的緊后及間接緊后任務(wù)數(shù)，即具有最多的緊后及間接緊后任務(wù)數(shù)的任務(wù)優(yōu)先調(diào)度； 最晚完成時間優(yōu)先LFj，LFj表示第j個任務(wù)的最晚完成時間，即任務(wù)具有最小的最晚完成時間優(yōu)先調(diào)度； 最大的資源使用率

其中k表示第k種資源，k＝1，2…K，K＞0，rjk表示第j個任務(wù)的第k種資源的使用量，Rk表示第k種資源的總量，即資源使用率的和高的任務(wù)優(yōu)先調(diào)度； 最短及間接最短交貨期優(yōu)先MSj，MSj表示任務(wù)及其緊后以及間接緊后任務(wù)中的最早交貨期，即任務(wù)及其緊后及間接緊后任務(wù)具有最小的交貨期的任務(wù)優(yōu)先調(diào)度； 任務(wù)優(yōu)先級評價函數(shù)表示為 ωi表示每種評價因素在評價函數(shù)中的權(quán)重值，其中i＝1、2、3、4、5；權(quán)重值自行設(shè)定； ③任務(wù)計劃的優(yōu)化方法 首先將無緊前任務(wù)的任務(wù)加入到可行任務(wù)列表中，計算列表中每個任務(wù)的評價函數(shù)值，根據(jù)任務(wù)的評價值從可行任務(wù)列表中得到優(yōu)先級最高的任務(wù)并將其加入到任務(wù)優(yōu)先級順序列表中，判斷順序列表中是否包含了全部待選任務(wù)，如果還有未被加入的任務(wù)，則繼續(xù)從待選任務(wù)中選擇即刻執(zhí)行的任務(wù)進(jìn)行處理；如果已包括，則進(jìn)入下一處理階段，當(dāng)所有任務(wù)均被安排優(yōu)先級后，依次從優(yōu)先級高的任務(wù)開始處理，根據(jù)任務(wù)占用資源的情況更新資源占用表，資源占用表記錄了任務(wù)占用資源的開始時間和結(jié)束時間以及每一個工期單位內(nèi)資源的使用量，由于每種資源的總量是有限的，當(dāng)存在任務(wù)的資源占用超過總量時，優(yōu)先級低的任務(wù)需要向后推遲工期，直到滿足資源總量限制；任務(wù)的開始時間安排需要按照越早越好的原則，只要不存在資源沖突，任務(wù)在其緊前任務(wù)完成后即刻開始執(zhí)行，當(dāng)所有任務(wù)被安排好開始時間與結(jié)束時間后，優(yōu)化過程結(jié)束，項(xiàng)目計劃完成。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于 (1)為復(fù)雜工程項(xiàng)目的計劃協(xié)同編制提供了方法，提高了計劃的編制效率和可行性； (2)提高了項(xiàng)目執(zhí)行過程的預(yù)測能力，減少了項(xiàng)目執(zhí)行過程中對計劃的調(diào)整； (3)提高了計劃編制的合理性，降低了任務(wù)對資源需求發(fā)生沖突的可能行，有效縮短了項(xiàng)目的總周期。



圖1是本發(fā)明的方法流程圖； 圖2是本發(fā)明的步驟一的流程示意圖； 圖3a是仿真模型中第一個典型組成單元； 圖3b是仿真模型中第二個典型組成單元； 圖3c是仿真模型中第三個典型組成單元； 圖3d是仿真模型中第四個典型組成單元； 圖3e是仿真模型中第五個典型組成單元； 圖4是本發(fā)明步驟二中項(xiàng)目仿真的方法流程圖； 圖5是工期仿真值的正態(tài)分布示意圖； 圖6是本發(fā)明步驟三任務(wù)計劃的優(yōu)化方法的流程圖。

具體實(shí)施例方式 下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
本發(fā)明是一種多級協(xié)同項(xiàng)目計劃管理方法，流程如圖1所示，包括以下幾個步驟 步驟一、編制多級組織協(xié)同項(xiàng)目計劃； 多級組織協(xié)同項(xiàng)目計劃的編制基于網(wǎng)絡(luò)化的異地多級組織協(xié)同計劃管理平臺，不同地域、不同級別的組織可以在同一網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)平臺上進(jìn)行計劃的編制和執(zhí)行管理，如圖2所示，具體步驟如下 1、建立樹狀組織結(jié)構(gòu)和資源管理視圖； 通過該視圖將復(fù)雜系統(tǒng)工程項(xiàng)目中涉及的不同級別的組織以及這些組織中的資源進(jìn)行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理，如圖2所示，首先建立h個組織根節(jié)點(diǎn)，即組織O1、……、組織Oh，每個組織根節(jié)點(diǎn)下包含若干個組織子節(jié)點(diǎn)，以組織O1為例，組織O1包括組織子節(jié)點(diǎn)組織A11、組織A12、……、組織A1n，每個組織子節(jié)點(diǎn)可以具有若干個下級從屬組織節(jié)點(diǎn)，以組織A11為例，組織A11包括m個下級從屬組織節(jié)點(diǎn)，即組織B111、組織B112、……、組織B11m，從屬組織節(jié)點(diǎn)包含x個的資源節(jié)點(diǎn)，即資源C1、資源C2、……、資源Cx，資源包括人員和設(shè)備以及項(xiàng)目開展所需的物料。通過建立樹狀組織結(jié)構(gòu)和資源管理視圖形成了對復(fù)雜系統(tǒng)工程項(xiàng)目中組織和資源的統(tǒng)一管理。
2、每個組織根節(jié)點(diǎn)建立由本組織管理的項(xiàng)目，并且對該項(xiàng)目進(jìn)行任務(wù)分解，得到具體的項(xiàng)目計劃安排，將該項(xiàng)目計劃中的每一個任務(wù)指定一個具體的在組織根節(jié)點(diǎn)中的下級組織子節(jié)點(diǎn)、從屬組織節(jié)點(diǎn)或資源來承擔(dān)執(zhí)行，例如，圖2中組織Oh建立項(xiàng)目Es，并且將項(xiàng)目Es分解為若干子任務(wù)，即圖中任務(wù)F1、任務(wù)F2、……、任務(wù)Fi、……、任務(wù)Ft，將任意任務(wù)Fi分配給組織子節(jié)點(diǎn)組織A1i執(zhí)行，組織A1i將任務(wù)Fi繼續(xù)分解成子任務(wù)Ii1、子任務(wù)Ii2、……、子任務(wù)Iii、……、子任務(wù)Iin，并且將其中的子任務(wù)Iii分配給任意的資源Ci執(zhí)行，組織根節(jié)點(diǎn)在對項(xiàng)目計劃進(jìn)行任務(wù)分解時，指定每個子任務(wù)的開始時間和結(jié)束時間，形成初步的多級項(xiàng)目計劃。
步驟二、項(xiàng)目執(zhí)行過程的仿真與工期預(yù)測； 得到項(xiàng)目的初步計劃后，為了使項(xiàng)目計劃的安排更加合理，通過項(xiàng)目計劃中的任務(wù)的完工工期的概率統(tǒng)計得到項(xiàng)目的完工工期的統(tǒng)計預(yù)測，幫助計劃人員針對不同的風(fēng)險概率進(jìn)行工期的設(shè)置。
a、建立工程項(xiàng)目的仿真模型； 項(xiàng)目計劃中的單獨(dú)任務(wù)用活動節(jié)點(diǎn)表示，項(xiàng)目計劃中任務(wù)之間的關(guān)系通過聚合節(jié)點(diǎn)、分離節(jié)點(diǎn)、有方向的連接線進(jìn)行描述，建立項(xiàng)目仿真模型，仿真模型表達(dá)項(xiàng)目計劃中任務(wù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系以及每個任務(wù)的工期概率分布情況，當(dāng)項(xiàng)目計劃中的全部任務(wù)完成，則項(xiàng)目完成。表1中列出了本發(fā)明中建立仿真模型使用的基本元素 表1項(xiàng)目過程仿真模型基本組成元素表

圖3a～3e中給出了仿真模型中的典型組成單元，圖3a表示當(dāng)活動101完成后，活動102與活動103均可以開始進(jìn)行；圖3b表示當(dāng)活動104完成后，活動105與活動106僅有一個可以開始執(zhí)行，而哪個活動開始執(zhí)行將根據(jù)兩條支路上的概率P1與P2進(jìn)行隨機(jī)抽樣選擇；圖3c表示了一種活動之間的反饋，即當(dāng)活動107完成后，活動108可以按照概率P1開始執(zhí)行，也可以按照概率P2重新執(zhí)行活動107，這種單元可以用于表達(dá)檢驗(yàn)中一定比例不合格品需要返工而另一部分合格品則可以進(jìn)入下一道工序的情況；圖3d表示當(dāng)活動109與活動110同時完成后，活動111才可以開始執(zhí)行；圖3e表示當(dāng)活動112與活動113中存在一個已完成，活動114即可以開始執(zhí)行。
b、進(jìn)行項(xiàng)目仿真，得到工期預(yù)測； 進(jìn)行項(xiàng)目仿真，流程如圖4所示，仿真模型中的每個活動節(jié)點(diǎn)均設(shè)有符合統(tǒng)計學(xué)概率分布特征的工期及描述該種分布特性所需的參數(shù)值，在項(xiàng)目仿真執(zhí)行的過程中，每次仿真均按照活動的概率分布特征產(chǎn)生一個隨機(jī)的工期值作為此次仿真中該活動的工期，每個仿真模型只有一個開始活動節(jié)點(diǎn)和一個結(jié)束活動節(jié)點(diǎn)，當(dāng)仿真從開始活動節(jié)點(diǎn)執(zhí)行到結(jié)束活動節(jié)點(diǎn)時表示項(xiàng)目完成，記錄仿真中整個項(xiàng)目所用的工期值。進(jìn)行n次仿真后，得到項(xiàng)目工期值的概率統(tǒng)計分布情況，得到項(xiàng)目在不同完工風(fēng)險下的工期預(yù)測值。
具體步驟如下 ①初始化仿真時鐘，仿真時鐘是仿真中使用的代表工期實(shí)際時間的計時參數(shù)，初始化當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列表，將開始活動節(jié)點(diǎn)加入到當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列表中； ②對當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列表中的每一個節(jié)點(diǎn)展開處理，然后判斷是否全部節(jié)點(diǎn)都已處于完成狀態(tài)，如果全部節(jié)點(diǎn)都已完成，則方法結(jié)束，否則對當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列表中的節(jié)點(diǎn)展開處理，當(dāng)列表中的所有節(jié)點(diǎn)都被依次處理過一次后即表示本次處理結(jié)束，仿真時鐘向前推進(jìn)一個步長，否則，則需判斷當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列表中選中的節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的類型， 如果為分離節(jié)點(diǎn)，需要繼續(xù)判斷節(jié)點(diǎn)的邏輯類型，如果為“與”類型節(jié)點(diǎn)，則將所有該節(jié)點(diǎn)輸出端所連接節(jié)點(diǎn)加入當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列表中，如果為“或”類型節(jié)點(diǎn)，則根據(jù)后續(xù)節(jié)點(diǎn)概率選擇加入當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列表中的節(jié)點(diǎn)，如果為“異或”，則根據(jù)后續(xù)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行概率選擇唯一一個節(jié)點(diǎn)加入當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列表中； 如果是聚合類型的節(jié)點(diǎn)，則繼續(xù)判斷節(jié)點(diǎn)類型，如果為“與”型節(jié)點(diǎn)，則需要判斷本節(jié)點(diǎn)前續(xù)所有節(jié)點(diǎn)是否都已完成，如果為“是”，則將本節(jié)點(diǎn)所連接后續(xù)節(jié)點(diǎn)加入當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列表中，否則結(jié)束本節(jié)點(diǎn)操作，如果為“或”型節(jié)點(diǎn)，則需判斷前續(xù)節(jié)點(diǎn)中是否存在節(jié)點(diǎn)已完成，如果存在，則將本節(jié)點(diǎn)所連接后續(xù)節(jié)點(diǎn)加入當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列表中，如果不存在，則結(jié)束本節(jié)點(diǎn)操作； 如果是活動類型的節(jié)點(diǎn)，則要判斷當(dāng)前的仿真時鐘是否已經(jīng)達(dá)到節(jié)點(diǎn)本次仿真中設(shè)定的工期值，如果未達(dá)到，表明節(jié)點(diǎn)尚未結(jié)束，則結(jié)束本節(jié)點(diǎn)的處理過程；如果已經(jīng)達(dá)到，表明節(jié)點(diǎn)已經(jīng)結(jié)束，則將本節(jié)點(diǎn)從當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列表中刪去并將本節(jié)點(diǎn)所連接的下一個或多個節(jié)點(diǎn)加入當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列表中，并設(shè)置本活動的開始時間和結(jié)束時間為當(dāng)前仿真時鐘時間和當(dāng)前仿真時鐘時間加活動周期的和，然后結(jié)束本節(jié)點(diǎn)的處理過程。
③返回步驟②判斷全部任務(wù)是否都已處于完成狀態(tài)，如果所有任務(wù)都已處于完成狀態(tài)時，本次仿真過程結(jié)束，該時刻的仿真時鐘所表示的實(shí)際時間就是本次仿真中項(xiàng)目的完工工期。
④完成一次仿真后得到一個項(xiàng)目的完工工期仿真值，進(jìn)行n次仿真后得到n個工期仿真值，通過對這些仿真值進(jìn)行概率統(tǒng)計計算，得到項(xiàng)目工期的概率統(tǒng)計結(jié)果。本發(fā)明使用正態(tài)分布統(tǒng)計規(guī)律來對結(jié)果進(jìn)行處理，通過計算工期仿真值總體的均值

方差為

其中i，n為大于0的整數(shù)，n表示仿真的次數(shù)，Xi為第i個仿真值，X為仿真值總體的均值。由正態(tài)分布統(tǒng)計規(guī)律可知項(xiàng)目工期的仿真值服從N(μ，σ2)的正態(tài)分布，如圖5所示，由公式

可知，設(shè)在概率為

下的完工工期為X′，可由標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布表查得

的值為p，則可得到在概率為Φ(p)下的完工期為X′＝σ·p+μ，計算出在任意完工概率下的工期預(yù)測值，幫助計劃人員更為合理的設(shè)定項(xiàng)目的工期計劃。
步驟三、項(xiàng)目計劃優(yōu)化； 基于步驟一與步驟二，項(xiàng)目的計劃被指定了執(zhí)行的資源和開始與結(jié)束時間，但是，可能存在這種情況，即多個任務(wù)在同一個時間段內(nèi)對某種資源的需求量超過了這種資源的最大供給量，為了使計劃的安排不會出現(xiàn)這種情況，就需要對計劃進(jìn)行調(diào)整，本發(fā)明以項(xiàng)目總周期最短為目標(biāo)，通過預(yù)先設(shè)定的一組規(guī)則，這些規(guī)則從幾個方面來考慮任務(wù)被調(diào)度的優(yōu)先級，通過設(shè)定每種規(guī)則不同的權(quán)重系數(shù)可以得到每個任務(wù)在計劃調(diào)度時所具有的優(yōu)先系數(shù)，從而排定一個計劃，這個計劃一定滿足于資源的約束條件并且傾向于更少的項(xiàng)目總周期。
具體包括以下幾個步驟 ①設(shè)定任務(wù)調(diào)度優(yōu)先級因素任務(wù)關(guān)系的復(fù)雜程度、任務(wù)工期的長短、任務(wù)使用到的資源的種類和任務(wù)對資源的使用強(qiáng)度。
②根據(jù)上述因素，構(gòu)成任務(wù)優(yōu)先級評價函數(shù)中的量化指標(biāo)，量化計算方法如下 最大總工期權(quán)重規(guī)則

其中dj表示計劃中的第j個任務(wù)的工期，Sj表示任務(wù)j的后續(xù)任務(wù)集，di表示屬于Sj的第i個任務(wù)的工期，即任務(wù)具有最大的工期及緊后任務(wù)的工期的和的任務(wù)優(yōu)先。
最多緊后及間接緊后任務(wù)數(shù)|SjT|，|SjT|表示第j個任務(wù)所具有的緊后及間接緊后任務(wù)數(shù)，即具有最多的緊后及間接緊后任務(wù)數(shù)的任務(wù)優(yōu)先調(diào)度。
最晚完成時間優(yōu)先LFj，LFj表示第j個任務(wù)的最晚完成時間，即任務(wù)具有最小的最晚完成時間優(yōu)先調(diào)度。
最大的資源使用率

其中k表示第k種資源，k＝1，2…K，K＞0，rjk表示第j個任務(wù)的第k種資源的使用量，Rk表示第k種資源的總量，即資源使用率的和高的任務(wù)優(yōu)先調(diào)度。
最短及間接最短交貨期優(yōu)先MSj，其中MSj表示任務(wù)及其緊后以及間接緊后任務(wù)中的最早交貨期，即任務(wù)及其緊后及間接緊后任務(wù)具有最小的交貨期的優(yōu)先調(diào)度。
任務(wù)優(yōu)先級評價函數(shù)表示為 ωi表示每種評價因素在評價函數(shù)中的權(quán)重值，其中i＝1、2、3、4、5；權(quán)重值的設(shè)定可以由使用者根據(jù)實(shí)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)判定。本發(fā)明給出一種使用正交試驗(yàn)法的權(quán)重值設(shè)計方法如不考慮人為交貨期因素，以4因素4水平(0.25，0.5，0.75，1.0)正交試驗(yàn)為例，按照L16(45)正交實(shí)驗(yàn)表，對一個實(shí)例問題進(jìn)行16次試驗(yàn)并按照極差法來選定每個因素中的最好水平，即可得出一組推薦的權(quán)重值。本發(fā)明使用這種方法對一組包含600個計劃優(yōu)化問題的實(shí)例進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)例來自國際上通用的計劃調(diào)度問題實(shí)例庫PSPLIB中的J120問題，600個實(shí)例具有不同的任務(wù)關(guān)系復(fù)雜程度、資源種類和資源使用強(qiáng)度。通過對結(jié)果的統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)推薦權(quán)重比接近于1∶2∶2∶1，但此比例僅作為本示例中的推薦值，對于實(shí)際問題可以采用本發(fā)明中的方法根據(jù)實(shí)際問題確定。
③任務(wù)計劃的優(yōu)化方法步驟如圖6所示，首先將無緊前任務(wù)的任務(wù)加入到可行任務(wù)列表中，計算列表中每個任務(wù)的評價函數(shù)值，根據(jù)任務(wù)的評價值從可行任務(wù)列表中得到優(yōu)先級最高的任務(wù)并將其加入到任務(wù)優(yōu)先級順序列表中，判斷順序列表中是否包含了全部待選任務(wù)，如果還有未被加入的任務(wù)，則繼續(xù)從待選任務(wù)中選擇即刻執(zhí)行的任務(wù)進(jìn)行處理；如果已包括，則進(jìn)入下一處理階段，當(dāng)所有任務(wù)均被安排優(yōu)先級后，依次從優(yōu)先級高的任務(wù)開始處理，根據(jù)任務(wù)占用資源的情況更新資源占用表，資源占用表記錄了任務(wù)占用資源的開始時間和結(jié)束時間以及每一個工期單位內(nèi)資源的使用量，由于每種資源的總量是有限的，因此，當(dāng)存在任務(wù)的資源占用超過總量時，優(yōu)先級低的任務(wù)需要向后推遲工期，直到滿足資源總量限制。任務(wù)的開始時間安排需要按照越早越好的原則，只要不存在資源沖突，那么任務(wù)可以在其緊前任務(wù)完成后即刻開始執(zhí)行，這樣有利于縮短項(xiàng)目總工期。當(dāng)所有任務(wù)被安排好開始時間與結(jié)束時間后，優(yōu)化過程結(jié)束，項(xiàng)目計劃完成。
權(quán)利要求
1.一種多級協(xié)同項(xiàng)目計劃管理方法，其特征在于，包括以下幾個步驟
步驟一、編制多級組織協(xié)同項(xiàng)目計劃；
1)、建立樹狀組織結(jié)構(gòu)和資源管理視首先建立h個組織根節(jié)點(diǎn)，每個組織根節(jié)點(diǎn)下包含多層及若干個組織子節(jié)點(diǎn)，每個組織子節(jié)點(diǎn)具有若干個下級從屬組織節(jié)點(diǎn)，從屬組織節(jié)點(diǎn)包含x個資源節(jié)點(diǎn)，資源節(jié)點(diǎn)包括人員、設(shè)備和項(xiàng)目開展所需的物料；
2)、每個組織根節(jié)點(diǎn)建立由本組織管理的項(xiàng)目，并且對該項(xiàng)目進(jìn)行任務(wù)分解，得到具體的項(xiàng)目計劃安排，將該項(xiàng)目計劃中的每一個任務(wù)指定一個具體的在組織根節(jié)點(diǎn)中的下級組織子節(jié)點(diǎn)、從屬組織節(jié)點(diǎn)或資源節(jié)點(diǎn)來承擔(dān)執(zhí)行，組織根節(jié)點(diǎn)在對項(xiàng)目計劃進(jìn)行任務(wù)分解時，指定每個子任務(wù)的開始時間和結(jié)束時間，形成初步的多級項(xiàng)目計劃；
步驟二、項(xiàng)目執(zhí)行過程的仿真與工期預(yù)測；
a、建立工程項(xiàng)目的仿真模型；
項(xiàng)目計劃中的單獨(dú)任務(wù)用活動節(jié)點(diǎn)表示，活動節(jié)點(diǎn)設(shè)有符合統(tǒng)計學(xué)概率分布特征的工期及描述該種分布特性所需的參數(shù)值，項(xiàng)目計劃中任務(wù)之間的關(guān)系通過聚合節(jié)點(diǎn)、分離節(jié)點(diǎn)、有方向的連接線進(jìn)行描述，建立項(xiàng)目仿真模型，仿真模型表達(dá)項(xiàng)目計劃中任務(wù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系以及每個任務(wù)的工期概率分布情況，每個仿真模型只有一個開始活動節(jié)點(diǎn)和一個結(jié)束活動節(jié)點(diǎn)，當(dāng)仿真從開始活動節(jié)點(diǎn)執(zhí)行到結(jié)束活動節(jié)點(diǎn)時表示項(xiàng)目完成；
所述的分離節(jié)點(diǎn)包括“與”、“或”、“異或”的邏輯類型；聚合節(jié)點(diǎn)包括“與”、“或”的邏輯類型；
b、進(jìn)行項(xiàng)目仿真，得到工期預(yù)測；
具體步驟如下
b初始化仿真時鐘，仿真時鐘是仿真中使用的代表工期實(shí)際時間的計時參數(shù)，初始化當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列表，將開始活動節(jié)點(diǎn)加入到當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列表中；
b2對當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列表中的每一個節(jié)點(diǎn)展開處理，然后判斷是否全部節(jié)點(diǎn)都已處于完成狀態(tài)，如果全部節(jié)點(diǎn)都已完成，則方法結(jié)束，否則對當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列表中的節(jié)點(diǎn)展開處理，當(dāng)列表中的所有節(jié)點(diǎn)都被依次處理過一次后即表示本次處理結(jié)束，仿真時鐘向前推進(jìn)一個步長，否則，判斷當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列表中選中的節(jié)點(diǎn)類型；
如果為分離節(jié)點(diǎn)，判斷節(jié)點(diǎn)的邏輯類型，如果為“與”類型節(jié)點(diǎn)，將所有該節(jié)點(diǎn)輸出端所連接節(jié)點(diǎn)加入當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列表中，如果為“或”類型節(jié)點(diǎn)，根據(jù)后續(xù)節(jié)點(diǎn)被選擇概率選擇加入當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列表中的節(jié)點(diǎn)，如果為“異或”，根據(jù)后續(xù)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行概率選擇唯一一個節(jié)點(diǎn)加入當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列表中；
如果是聚合類型的節(jié)點(diǎn)，判斷節(jié)點(diǎn)的邏輯類型，如果為“與”類型節(jié)點(diǎn)，判斷本節(jié)點(diǎn)前續(xù)所有節(jié)點(diǎn)是否都已處理完成，如果為“是”，將本節(jié)點(diǎn)所連接后續(xù)節(jié)點(diǎn)加入當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列表中，否則結(jié)束本節(jié)點(diǎn)操作，如果為“或”型節(jié)點(diǎn)，判斷前續(xù)節(jié)點(diǎn)中是否存在節(jié)點(diǎn)已處理完成，如果存在，則將本節(jié)點(diǎn)所連接后續(xù)節(jié)點(diǎn)加入當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列表中，如果不存在，則結(jié)束本節(jié)點(diǎn)操作；
如果是活動節(jié)點(diǎn)，判斷當(dāng)前的仿真時鐘是否已經(jīng)達(dá)到節(jié)點(diǎn)本次仿真中設(shè)定的工期值，如果未達(dá)到，表明節(jié)點(diǎn)尚未結(jié)束，則結(jié)束本節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前操作；如果已經(jīng)達(dá)到，表明節(jié)點(diǎn)已經(jīng)結(jié)束，則將本節(jié)點(diǎn)從當(dāng)前列表中刪去并將本節(jié)點(diǎn)所連接的下一個或多個節(jié)點(diǎn)加入當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列表中，并設(shè)置本節(jié)點(diǎn)的開始時間和結(jié)束時間為當(dāng)前仿真時鐘時間和當(dāng)前仿真時鐘時間加活動周期的和，然后結(jié)束本節(jié)點(diǎn)的處理過程；
b3返回步驟b2判斷全部節(jié)點(diǎn)是否都已處于完成狀態(tài)，當(dāng)所有節(jié)點(diǎn)都已處于完成狀態(tài)時，本次仿真過程結(jié)束，該時刻的仿真時鐘所表示的實(shí)際時間就是本次仿真中項(xiàng)目的完工工期；
b4完成一次仿真，得到一個項(xiàng)目的完工工期仿真值，進(jìn)行n次仿真后得到n個工期仿真值，通過對仿真值進(jìn)行概率統(tǒng)計計算，得到項(xiàng)目工期的概率統(tǒng)計結(jié)果，計算任意完工概率下的工期預(yù)測值，使得計劃人員合理設(shè)定項(xiàng)目工期計劃；
步驟三、項(xiàng)目計劃優(yōu)化；
具體包括以下幾個步驟
①設(shè)定任務(wù)調(diào)度優(yōu)先級因素任務(wù)關(guān)系的復(fù)雜程度、任務(wù)工期的長短、任務(wù)使用到的資源的種類和任務(wù)對資源的使用強(qiáng)度；
②根據(jù)上述因素，構(gòu)成任務(wù)優(yōu)先級評價函數(shù)中的量化指標(biāo)，量化計算方法如下
最大總工期權(quán)重
其中dj表示項(xiàng)目計劃中的第j個任務(wù)的工期，Sj表示任務(wù)j的后續(xù)任務(wù)集，di表示屬于Sj的第i個任務(wù)的工期，即任務(wù)具有最大的工期及緊后任務(wù)工期的和的任務(wù)優(yōu)先；
最多緊后及間接緊后任務(wù)數(shù)|SjT|，|SjT|表示第j個任務(wù)所具有的緊后及間接緊后任務(wù)數(shù)，即具有最多的緊后及間接緊后任務(wù)數(shù)的任務(wù)優(yōu)先調(diào)度；
最晚完成時間優(yōu)先LFj，LFj表示第j個任務(wù)的最晚完成時間，即任務(wù)具有最小的最晚完成時間優(yōu)先調(diào)度；
最大的資源使用率
其中k表示第k種資源，k＝1，2…K，K＞0，rjk表示第j個任務(wù)的第k種資源的使用量，Rk表示第k種資源的總量，即資源使用率的和高的任務(wù)優(yōu)先調(diào)度；
最短及間接最短交貨期優(yōu)先MSj，MSj表示任務(wù)及其緊后以及間接緊后任務(wù)中的最早交貨期，即任務(wù)及其緊后及間接緊后任務(wù)具有最小的交貨期的任務(wù)優(yōu)先調(diào)度；
任務(wù)優(yōu)先級評價函數(shù)表示為
ωi表示每種評價因素在評價函數(shù)中的權(quán)重值，其中i＝1、2、3、4、5；權(quán)重值自行設(shè)定；
③任務(wù)計劃的優(yōu)化方法
首先將無緊前任務(wù)的任務(wù)加入到可行任務(wù)列表中，計算列表中每個任務(wù)的評價函數(shù)值，根據(jù)任務(wù)的評價值從可行任務(wù)列表中得到優(yōu)先級最高的任務(wù)并將其加入到任務(wù)優(yōu)先級順序列表中，判斷順序列表中是否包含了全部待選任務(wù)，如果還有未被加入的任務(wù)，則繼續(xù)從待選任務(wù)中選擇即刻執(zhí)行的任務(wù)進(jìn)行處理；如果已包括，則進(jìn)入下一處理階段，當(dāng)所有任務(wù)均被安排優(yōu)先級后，依次從優(yōu)先級高的任務(wù)開始處理，根據(jù)任務(wù)占用資源的情況更新資源占用表，資源占用表記錄了任務(wù)占用資源的開始時間和結(jié)束時間以及每一個工期單位內(nèi)資源的使用量，由于每種資源的總量是有限的，當(dāng)存在任務(wù)的資源占用超過總量時，優(yōu)先級低的任務(wù)需要向后推遲工期，直到滿足資源總量限制；任務(wù)的開始時間安排需要按照越早越好的原則，只要不存在資源沖突，任務(wù)在其緊前任務(wù)完成后即刻開始執(zhí)行，當(dāng)所有任務(wù)被安排好開始時間與結(jié)束時間后，優(yōu)化過程結(jié)束，項(xiàng)目計劃完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多級協(xié)同項(xiàng)目計劃管理方法，其特征在于，所述步驟二的b4具體為
使用正態(tài)分布統(tǒng)計規(guī)律來對n次仿真得到的工期仿真值進(jìn)行處理，工期仿真值總體的均值
方差為
其中i，n為大于0的整數(shù)，n表示仿真的次數(shù)，Xi為第i個仿真值，X為仿真值總體的均值；
由正態(tài)分布統(tǒng)計規(guī)律可知項(xiàng)目工期的仿真值服從N(μ，σ2)的正態(tài)分布，由公式
可知，設(shè)在概率為
下的完工工期為X′，可由標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布表查得
的值為p，得到在概率為Φ(p)下的完工工期為X′＝σ·p+μ，計算出在任意完工概率下的工期預(yù)測值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多級協(xié)同項(xiàng)目計劃管理方法，其特征在于，所述步驟三中權(quán)重值根據(jù)正交試驗(yàn)法設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多級協(xié)同項(xiàng)目計劃管理方法，其特征在于，權(quán)重值在不考慮交貨期權(quán)重值外，ω1∶ω2∶ω3∶ω4＝1∶2∶2∶1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多級協(xié)同項(xiàng)目計劃管理方法，包括以下幾個步驟，步驟一、編制多級組織協(xié)同項(xiàng)目計劃；步驟二、項(xiàng)目執(zhí)行過程的仿真與工期預(yù)測；步驟三、項(xiàng)目計劃優(yōu)化；本發(fā)明為復(fù)雜工程項(xiàng)目的計劃協(xié)同編制提供了方法，提高了計劃的編制效率和可行性；提高了項(xiàng)目執(zhí)行過程的預(yù)測能力，減少了項(xiàng)目執(zhí)行過程中對計劃的調(diào)整；提高了計劃編制的合理性，降低了任務(wù)對資源需求發(fā)生沖突的可能行，有效縮短了項(xiàng)目的總周期。
文檔編號G06Q10/00GK101770616SQ20101011052
公開日2010年7月7日 申請日期2010年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月9日
發(fā)明者喬立紅, 王超, 考書婷 申請人:北京航空航天大學(xué)