大型工程项目资源配置效率的动态优化研究

摘要：随着大型工程项目规模的不断增大，资源配置的效率与优化成为确保项目顺利实施和高效完成的重要因素。本文通过对大型工程项目资源配置的动态优化研究，提出了一种结合动态规划（DP）和多目标优化（MO）方法的动态优化模型。

关键词：大型工程项目；资源配置；动态优化

引言：随着基础设施建设、工业制造等大型工程项目的日益增多，资源配置效率的优化成为了工程项目管理中的一个关键问题。资源配置问题不仅仅是资源数量的简单调配，还涉及如何在满足项目进度、质量等多重目标的前提下，最大限度地降低成本。

1.大型工程项目资源配置现状与挑战

大型工程项目在不同阶段对资源的需求存在显著的不确定性。在资源分配环节，通常含有若干个目标，如成本最低化、工期限量化、品质最优化等。

2. 大型工程项目资源配置的动态优化模型

2.1 动态规划方法

动态规划方法，DP（动态规划）是一种处理最优化问题的数学策略，将问题细分为若干子问题，并采用递归方法进行求解，寻求整体最佳解。在巨型项目资源配置过程中，鉴于项目进展的变动性，动态规划技术可高效解决时间序列资源调度难题。

2.2 多目标优化方法

大型工程项目资源配置通常遭遇多目标间的矛盾。

2.3 动态资源配置优化模型的构建

在动态优化模型中，假设工程项目的总工期为 T，项目的资源配置包括人力、设备、材料、资金等，资源在每个时间节点的需求和供应情况受到项目进展的影响。模型的基本目标是最小化项目的总成本，同时满足工程进度、质量以及资源约束等多个目标。

2.3.1 目标函数：最小化资源配置成本

在动态优化模型中，最主要的目标是最小化资源配置的总成本 C，该成本包含了每个时间节点的资源使用成本。可以用以下公式来表示总成本：

其中，代表第t 时刻的资源配置成本，T 是项目的总工期。资源配置成本可能由不同种类资源的使用成本组成。通常，资源的使用成本会随时间变化，因此在不同的时间节点上成本的表现是不同的。具体来说，可以将每类资源的成本分解为：

2.3.2 资源约束条件

大型工程项目通常面临资源有限的约束。在实际项目中，工程资源的供应量是有限的，因此需要确保在任何时刻，项目所使用的资源量不超过其最大供应量。对于每种资源 在每个时刻 t，资源的使用量必须满足以下约束条件：

2.3.3 时间约束

项目总工期是一个关键因素，通常项目的总工作量是已知的，而如何将这些工作量按时间安排并合理分配资源。P total ，并且每个时刻 t 完成的工作量为 Pt，则时间约束可以表示为：

2.3.4 多目标优化约束：成本、工期与质量的平衡

在现实工程项目中，优化的目标往往不止一个。除了最小化成本，如何在保证工期的前提下确保项目质量，也是动态优化模型中的重要目标。因此，构建多目标优化模型是至关重要的。可以构建如下的多目标优化模型：

质量指标 Q 可以根据项目的具体要求进行定义，例如建筑工程中的结构质量、施工精度等，或者软件项目中的功能完成度、用户满意度等。在多目标优化模型中，通常需要引入权重系数来对不同目标的重要性进行量化。

）

这里，w1+w2+w3=1，确保目标函数是平衡的。通过这种方式，可以在满足项目要求的基础上，同时实现成本、工期和质量的最优平衡。

3. 实际案例分析

3.1 案例背景

本案例探讨的工程为一个重大基础设施工程，总施工周期为24个月，预算金额为一亿元人民币，涉及人力、设备、材料及资金等多元化资源需求。

3.2 优化过程

项工程中采用动态规划（DP）与多目标优化（MO）相结合的优化策略。采用动态规划技术对项目资源需求进行分阶段配置，对各个阶段所需资源及现有资源进行精确模拟。本阶段旨在高效推进土木建筑工程，确保施工质量达标。

3.3 结果分析

与传统的资源配置模式进行对照，该方案在多个关键评估维度上呈现显著优化成效。在成本管控领域，项目总成本降幅达12%的优化策略。实现精准的资源分配，项目得以在满足各阶段需求的前提下，尽可能减少成本支出。

结语

在成本、工期和质量之间能够实现较好的平衡，尤其是在资源有限和需求多变的环境中，优化后的方案能显著提升项目的总体效益。优化方案不仅降低了项目成本，缩短了工期，还确保了项目质量的稳步提升。未来的研究可以进一步扩展该模型的适用性，探讨如何应对更加复杂的外部不确定性以及资源的异质性。

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作者简介：何丹（1985-），女，汉族，专科+本科，河北唐山人，就职于河北铭嘉工程设计有限公司，研究方向为工程管理。