不同付款方式在多重作業方式及資源限制下專案排程最佳化模式之研究

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劉姿君(Jzu-chun Liu) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

不同付款方式在多重作業方式及資源限制下專案排程最佳化模式之研究
(An optimal Network Flow Model for the Multi-Mode Resource Constrained Project Scheduling Problem with Discounted Cash Flows in different payment types)

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摘要(中)

專案是一個有生命週期概念的管理活動。專案業者為因應全球化競爭環境，需更有效的專案管理技術執行其管理活動，以追求最大利潤，進而極大化股東的財富。然而，隨著專案規模擴大，資源限制增加，專案排程問題牽涉的相關因素逐漸複雜。有鑑於此，過去文獻考量資源限制、不同作業方式及淨現值等因素，建立決策模式並分別依不同假設發展求解演算法，然而，過去文獻所發展的啟發解法所求得的結果大多為近似解，難以確定其為最佳解或與最佳解之誤差。最近有研究應用網路流動技巧，在考量現金流量時間價值及相關作業流程與資源限制下，有效地求解出最大淨現值下之最佳化專案排程，改善過去文獻所求之解僅為近似解的缺點。然而，該研究僅針對客戶端於作業完成時付款(payments at activities’ completion times, PAC)方式，實務上可應用範圍較小。
因此，本研究針對(1)相同間隔時間付款(Payments at Equal Time Intervals, ETI)、(2)按進度付款( Progress Payments, PP) 、(3)全額付款(Lump-Sum Payment, LSP)等不同客戶端付款方式之最大淨現值專案排程問題，考量現金流量時間價值及相關作業流程與資源限制下，利用數學規劃方法及時序網路流動技巧，分別構建各種數學規劃模式，以幫助決策者面對不同的付款方式下有效地規劃專案作業排程。此等模式為一含額外限制整數網路流動問題，本研究以最佳化軟體(CPLEX)求解。為測試本研究模式的實用求解績效，本研究以國際測試題庫(PSPLIB)所提供的專案資訊，進行範例研究，測試結果良好，顯示出本研究之不同付款模式可提供給學術及實務業者做為參考。

摘要(英)

The project scheduling problem is sensitive to the time period. Due to the fact that the global industrial environment has rapidly grown nowadays, to maximize the profit, the enterprises in the market must adopt appropriate project management method to perform the project schedule. However, because the project size rapidly increases, with the shortage of environmental resources, factors involving in project scheduling are becoming more and more complicated than before. Although, in the past, there have been many studies where solution algorithms have been employed/developed to solve the problem which considers the limited resources, multiple modes and the net present value, the solutions obtained are approximate rather than optimal solutions. As a result, the optimality of the obtained solution is difficult to evaluate. It should be mentioned that there has been study where the network flow technique is applied to optimally solve the multi-mode resource constrained project scheduling problem with discounted cash flows (MRCPSPDCF), with the payment at activity completion time (PAC) pattern. Although its solution performance is good but it just focuses on the PAC pattern.
In this study, to increase the usefulness of model in payment pattern, the three different payment patterns, Payments at Equal Time Intervals (ETI), Progress Payments (PP), and Lump-Sum Payment (LSP) are considered to construct the MRCPSPDCF model. The proposed model will be expected to help enterprises efficiently solve the MRCPSPDCF for different payment patterns. The model is formulated as an integer network flow problem with side constraints. We employ the CPLEX mathematical programming solver, to solve the problem. To evaluate the performance of the proposed model, numerical tests regarding the project scheduling problem library (PSPLIB) are performed. The test results show that the model could be useful references for academics and practicals.

關鍵字(中)

★ 相同間隔時間付款
★ 按進度付款
★ 全額付款
★ 多重作業方式及資源限制下之專案排程
★ 淨現值
★ 時序網路

關鍵字(英)

★ Payments at Event Occurrences
★ Lump-Sum Payment
★ Progress Payments
★ net present value
★ multi-mode resource constrained project scheduli
★ time-precedence network

論文目次

摘要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iii
目錄 iv
圖目錄 vii
表目錄 viii
第一章緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的與範圍 3
1.3 研究方法與流程 4
第二章文獻回顧 6
2.1考慮淨現值之多重作業方式及資源限制下專案排程設計相關文獻 6
2.2 淨現值用於專案排程相關文獻 9
2.3 時空網路設計相關文獻 10
2.4 文獻評析 12
第三章模式建構 13
3.1 基本假設與已知資訊 13
3.2 決策流時序網路設計 17
3.3 最早及最晚開始/完成時間設計 26
3.3.1 最早開始時間求解方式 27
3.3.2 最晚開始時間求解方式 30
3.4 流量調整係數 33
3.5 符號說明 34
3.6 數學定式 35
3.7 模式求解說明 37
3.8 小範例驗證 39
3.9 模式檢討與應用 49
3.10 小結 49
第四章範例測試 50
4.1 資料分析 50
4.2 模式發展 52
4.2.1 問題規模 53
4.2.2 模式輸入資料 54
4.3 電腦演算環境及設定 54
4.3.1 電腦演算環境 54
4.3.2 相關參數設定 55
4.3.3 模式輸出資料 56
4.4 測試結果與分析 56
4.5 敏感度分析 62
4.5.1 專案總經費之敏感度分析 63
4.5.2 折現率之敏感度分析 66
4.5.3 獎勵、懲罰比率之敏感度分析 69
4.5.4 資源限制之敏感度分析 72
4.5.5 ETI付款方式之間隔時間之敏感度分析 80
4.5.6 ETI付款方式之付款次數之敏感度分析 82
4.5.7 PP付款方式之間隔時間之敏感度分析 83
4.6 方案分析 85
4.7 小結 89
第五章結論與建議 91
5.1 結論 91
5.2 建議 92
5.3 貢獻 94
參考文獻 95
附錄 98
附錄一 20作業專案之已知資訊 98
附錄二 30作業專案之已知資訊 99
附錄三 30作業專案之專案總經費之敏感度分析 100
附錄四 30作業專案之折現率敏感度分析 103
附錄五 30作業專案之獎勵、懲罰比率敏感度分析 106
附錄六 30作業專案之資源限制同時變動敏感度分析 108
附錄七 30作業專案之可更新資源限制變動敏感度分析 111
附錄八 30作業專案之不可更新資源限制變動敏感度分析 113
附錄九 30作業專案之ETI付款方式之間隔時間敏感度分析 115
附錄十 30作業專案之ETI付款方式之付款次數敏感度分析 117
附錄十一 30作業專案之PP付款方式之間隔時間之敏感度分析 119

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指導教授

顏上堯(Shangyao Yan)

審核日期

2012-8-23

推文