基于多學科設計優(yōu)化方法的工程總承包項目設計管理研究.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計管理涉及到的學科越來越多，設計管理必須考慮進度、質量、成本等項目管理要素，同時要求內部各專業(yè)進行緊密的協調配合，在EPC模式下進行設計優(yōu)化，需要兼顧環(huán)境、業(yè)主、采購、施工以及設計內部各專業(yè)。如何選擇合理的理論指導工程總承包(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模式的一種，是

2、工程建設發(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)化設計、降低成本、縮短工期，具有傳統(tǒng)建設模式不可比擬的優(yōu)勢。在工程設計、設計管理、多學科設計優(yōu)化中的“設計”的含義有所不同。
　　在現代項目管理中，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。項目計劃和設計階段的主要工作是對項目產出物和項目工作做出全面的設計和規(guī)定。針對這部分內容進行的管理

3、工作稱為設計管理。設計管理是本論文針對EPC項目進行研究的主要內容目前流行的理論，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。多學科設計優(yōu)化理論是一種通過探索和利用工程系統(tǒng)中的相互作用協同機制用來設計復雜系統(tǒng)以及子系統(tǒng)的方法論。該方法發(fā)源于航空航天領域，在復雜產品設計中得到了快速的發(fā)展。但是多學科設計優(yōu)化(MDO)的研究基本上還是在產品設計領域，對于在EPC項目的設計管理中如何進行應用，尚沒有人進行深入地研究。

4、>　　工程總承包項目設計管理可以采用多學科設計優(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上，引入多元函數、隱函數、偏導數的概念，采用多學科設計優(yōu)化的方法推導出工程總承包項目管理的數學模型。
　　在工程總承包項目設計管理中多學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劃分多學科。工程總承包(EPC)項目存在多級WBS結構，WBS中下一級的各分支可以作為學科，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、質量、時間、風險、人力資源、范圍等多學科。
　　多學科設計優(yōu)化方法可以解決工程總承包項目設計管理中的很多優(yōu)化問題。工程總承包項目報價階段、工程設計階段、項目實施階段采用的多學科設計優(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量只有87噸，建設一個規(guī)模超過全國產量一二十倍的工廠，對當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、設計優(yōu)化、建設工期短、質量優(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方的多方利益，可以用多學科設計優(yōu)化的方法研究該案例項目中的運行方法。

7、　　通過多學科設計優(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系發(fā)展成為雙贏關系，是多學科設計優(yōu)化方法在工程總承包項目中應該重點研究的方向。
　　本論文的研究目的是，將MDO的理論引入到EPC項目設計管理中。采用多學科設計優(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項目的設計管理中。
　　本論文的結構是:
　　第一章針對工程總承包(EPC)項目管理中目前存在的問題，探討了多學科設計優(yōu)化在工程總承包項目設計管理中的應用前景，并指出了本論文的研究目的、方法和論文結構第二章介紹了工程總承包(EPC)項目模式和發(fā)展。分析了工程設計、設計管理、多學科設計優(yōu)化

9、三個詞中設計的含義，介紹了多學科設計優(yōu)化(MDO)提出的背景、主要思想、主要研究內容和關鍵技術，并重點介紹了BLISS理論。
　　第三章介紹了EPC項目的特點和多學科設計優(yōu)化在EPC項目設計管理中的方法，并建立了相關模型。
　　第四章介紹了EPC項目設計管理中進行多學科設計優(yōu)化的應用。
　　多學科設計優(yōu)化在工程總承包項目設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計管理中的很多