一種檢修工程多目標(biāo)優(yōu)化研究方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及檢修工程管理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種檢修工程多目標(biāo)優(yōu)化研究方法。包括以下步驟：S1、獲取水電站檢修工程領(lǐng)域工程工期、工程成本和工程質(zhì)量的目標(biāo)數(shù)據(jù)；S2、根據(jù)獲取的目標(biāo)數(shù)據(jù)建立基于工程工期、工程成本和工程質(zhì)量的多目標(biāo)優(yōu)化模型；S3、對多目標(biāo)優(yōu)化模型進(jìn)行求解處理，獲得求解處理后的多目標(biāo)優(yōu)化模型；S4、獲取待優(yōu)化水電站檢修工程數(shù)據(jù)，將待優(yōu)化水電站檢修工程數(shù)據(jù)導(dǎo)入求解處理后的多目標(biāo)優(yōu)化模型進(jìn)行運(yùn)算，輸出優(yōu)化結(jié)果；S5、將輸出的優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行展示，根據(jù)展示的優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行研究分析。本發(fā)明專利技術(shù)可以建立基于多目標(biāo)粒子群算法的優(yōu)化模型，以“成本—工期—質(zhì)量”為優(yōu)化目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)水電站檢修工程智慧檢修的決策支持。

A research method of multi-objective optimization for maintenance engineering

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種檢修工程多目標(biāo)優(yōu)化研究方法
本專利技術(shù)涉及檢修工程管理
，具體涉及一種檢修工程多目標(biāo)優(yōu)化研究方法。
技術(shù)介紹
眾所周知，水電作為一種清潔能源，在環(huán)境治理不斷深化、迫切需要優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)的背景下，對改善大氣環(huán)境，減少石化燃料污染物排放，提高環(huán)境質(zhì)量有著舉足輕重的作用。水電站檢修是電力安全生產(chǎn)中不可或缺的一環(huán)，現(xiàn)有檢修模式是提前確定檢修項(xiàng)目以及工期，項(xiàng)目和工期編排關(guān)系著檢修質(zhì)量、成本以及進(jìn)度等多方面因素。檢修計(jì)劃是水電站檢修工作必須遵循的先后工作次序，在實(shí)際檢修項(xiàng)目實(shí)施過中，可以很大程度影響項(xiàng)目工期、項(xiàng)目資源乃至項(xiàng)目成本，是檢修工程項(xiàng)目在質(zhì)量可控的前提下按期完工、成本控制的重要保證。但是由于水電行業(yè)檢修項(xiàng)目流程和計(jì)劃依然大量依靠甘特圖等傳統(tǒng)的項(xiàng)目管理方法進(jìn)行編制，在遇到大型或較為復(fù)雜的檢修項(xiàng)目時(shí)難以發(fā)揮應(yīng)有的效果，對水電站檢修的項(xiàng)目管理優(yōu)化迫在眉睫。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供了一種檢修工程多目標(biāo)優(yōu)化研究方法，其應(yīng)用時(shí)，可以建立基于多目標(biāo)粒子群算法的優(yōu)化模型，以“成本—工期—質(zhì)量”為優(yōu)化目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)水電站檢修工程智慧檢修的決策支持。本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案為：一種檢修工程多目標(biāo)優(yōu)化研究方法，包括以下步驟：S1、獲取水電站檢修工程領(lǐng)域工程工期、工程成本和工程質(zhì)量的目標(biāo)數(shù)據(jù)；S2、根據(jù)獲取的目標(biāo)數(shù)據(jù)建立基于工程工期、工程成本和工程質(zhì)量的多目標(biāo)優(yōu)化模型；S3、對多目標(biāo)優(yōu)化模型進(jìn)行求解處理，獲得求解處理后的多目標(biāo)優(yōu)化模型；S4、獲取待優(yōu)化水電站檢修工程數(shù)據(jù)，將待優(yōu)化水電站檢修工程數(shù)據(jù)導(dǎo)入求解處理后的多目標(biāo)優(yōu)化模型進(jìn)行運(yùn)算，輸出優(yōu)化結(jié)果；S5、將輸出的優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行展示，根據(jù)展示的優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行研究分析。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，在步驟S1中，所述目標(biāo)數(shù)據(jù)包括工程工期目標(biāo)函數(shù)、工程成本目標(biāo)函數(shù)和工程質(zhì)量目標(biāo)函數(shù)，以及工期-成本的關(guān)系曲線、質(zhì)量-成本關(guān)系曲線和工期-質(zhì)量關(guān)系曲線。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述工程工期目標(biāo)函數(shù)表示為：且T≦T0其中，T為工程工期目標(biāo)函數(shù)，n為分項(xiàng)工序的個(gè)數(shù)；ti為第i工序的實(shí)際持續(xù)時(shí)間，T0為計(jì)劃總工期。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述工程成本目標(biāo)函數(shù)表示為：且C≦C0其中，C為工程成本目標(biāo)函數(shù)，n為分項(xiàng)工序的個(gè)數(shù)，為第i工序在正常工期下的直接成本，α0為第i工序工期發(fā)生變化時(shí)的費(fèi)用變化系數(shù)，α1為間接費(fèi)用系數(shù)，α2為工期小于或大于計(jì)劃工期的獎(jiǎng)罰系數(shù)，為第i工序的正常持續(xù)時(shí)間，ti為第i工序的實(shí)際持續(xù)時(shí)間，C0為計(jì)劃總成本。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述工程質(zhì)量目標(biāo)函數(shù)表示為：且Q≦Q0其中，qi為第i工序的實(shí)際工序質(zhì)量，ωi為權(quán)重，且Q0為計(jì)劃工程最低質(zhì)量。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，假設(shè)第i個(gè)工序的實(shí)際工序質(zhì)量qi是實(shí)際持續(xù)時(shí)間ti的非線性函數(shù)，則其中，為第i工序的正常工序質(zhì)量；為第i工序的正常持續(xù)時(shí)間。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，在步驟S2中，所構(gòu)建的多目標(biāo)優(yōu)化模型表示為：目標(biāo)：minZ＝{T,C,-Q}約束條件：其中，minZ表示多目標(biāo)優(yōu)化模型的輸出目標(biāo)，s.t.表示多目標(biāo)優(yōu)化模型的約束條件，timin和timax分別表示第i工序的實(shí)際持續(xù)最小時(shí)間和實(shí)際持續(xù)最大時(shí)間。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，在步驟S3中，利用多目標(biāo)粒子群算法對多目標(biāo)優(yōu)化模型進(jìn)行求解處理。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，采用兩個(gè)不同的測試函數(shù)先對多目標(biāo)粒子群算法的有效性進(jìn)行驗(yàn)證，兩個(gè)測試函數(shù)中給定的學(xué)習(xí)因子為0.5，慣性權(quán)重為0.4。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所采用的兩個(gè)測試函數(shù)分別為Schafferfunction測試函數(shù)和Kursawefunction測試函數(shù)。本專利技術(shù)的有益效果為：本專利技術(shù)以推進(jìn)檢修項(xiàng)目流程智慧化建設(shè)為要求，建立基于多目標(biāo)粒子群算法的優(yōu)化模型，以“成本—工期—質(zhì)量”為優(yōu)化目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)智慧檢修的決策支持，進(jìn)行了檢修業(yè)務(wù)流程優(yōu)化，對檢修工程工期、質(zhì)量、成本提出最優(yōu)的檢修方案，并且可通過檢修數(shù)據(jù)存儲(chǔ)并輸出最優(yōu)流程，不斷實(shí)現(xiàn)檢修流程最優(yōu)化迭代，有利于智慧檢修專家知識(shí)庫建立，體現(xiàn)智慧檢修決策支持。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術(shù)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術(shù)的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術(shù)的步驟示意框圖；圖2為實(shí)施例1中工期-成本的關(guān)系曲線圖；圖3為實(shí)施例1中質(zhì)量-成本的關(guān)系曲線圖；圖4為實(shí)施例1中工期-質(zhì)量的關(guān)系曲線圖；圖5為實(shí)施例1中測試函數(shù)Schafferfunction的Pareto曲線圖；圖6為實(shí)施例1中測試函數(shù)Kursawefunction的Pareto曲線圖；圖7為實(shí)施例2中的工程網(wǎng)絡(luò)圖；圖8為實(shí)施例2中多目標(biāo)優(yōu)化模型計(jì)算后得到的Pareto曲面圖；圖9為實(shí)施例3中多目標(biāo)優(yōu)化模型計(jì)算后得到的Pareto曲面圖；圖10為實(shí)施例4中多目標(biāo)優(yōu)化模型計(jì)算后得到的Pareto曲面圖；圖11為實(shí)施例5中多目標(biāo)優(yōu)化模型計(jì)算后得到的參數(shù)結(jié)果圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本專利技術(shù)作進(jìn)一步闡述。在此需要說明的是，對于這些實(shí)施例方式的說明用于幫助理解本專利技術(shù)，但并不構(gòu)成對本專利技術(shù)的限定。本文公開的特定結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)僅用于描述本專利技術(shù)的示例實(shí)施例。然而，可用很多備選的形式來體現(xiàn)本專利技術(shù)，并且不應(yīng)當(dāng)理解為本專利技術(shù)限制在本文闡述的實(shí)施例中。應(yīng)當(dāng)理解，術(shù)語第一、第二等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。盡管本文可以使用術(shù)語第一、第二等等來描述各種單元，這些單元不應(yīng)當(dāng)受到這些術(shù)語的限制。這些術(shù)語僅用于區(qū)分一個(gè)單元和另一個(gè)單元。例如可以將第一單元稱作第二單元,并且類似地可以將第二單元稱作第一單元，同時(shí)不脫離本專利技術(shù)的示例實(shí)施例的范圍。應(yīng)當(dāng)理解，本文中術(shù)語“和/或”，僅僅是一種描述關(guān)聯(lián)對象的關(guān)聯(lián)關(guān)系，表示可以存在三種關(guān)系，例如，A和/或B，可以表示：單獨(dú)存在A，單獨(dú)存在B，同時(shí)存在A和B三種情況，本文中術(shù)語“/和”是描述另一種關(guān)聯(lián)對象關(guān)系，表示可以存在兩種關(guān)系，例如，A/和B，可以表示：單獨(dú)存在A，單獨(dú)存在A和B兩種情況，另外，本文中字符“/”，一般表示前后關(guān)聯(lián)對象是一種“或”關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解，在本專利技術(shù)的描述中，術(shù)語“上”、“豎直”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系，是該專利技術(shù)產(chǎn)品使用時(shí)慣常擺放的方位或位置關(guān)系，或者是本領(lǐng)域技術(shù)人員慣常理解的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本專利技術(shù)和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本專利技術(shù)的限制。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)將單元稱作與另一個(gè)單元“連接”、“相連”或“耦合”時(shí)，本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種檢修工程多目標(biāo)優(yōu)化研究方法，其特征在于，包括以下步驟：/nS1、獲取水電站檢修工程領(lǐng)域工程工期、工程成本和工程質(zhì)量的目標(biāo)數(shù)據(jù)；/nS2、根據(jù)獲取的目標(biāo)數(shù)據(jù)建立基于工程工期、工程成本和工程質(zhì)量的多目標(biāo)優(yōu)化模型；/nS3、對多目標(biāo)優(yōu)化模型進(jìn)行求解處理，獲得求解處理后的多目標(biāo)優(yōu)化模型；/nS4、獲取待優(yōu)化水電站檢修工程數(shù)據(jù)，將待優(yōu)化水電站檢修工程數(shù)據(jù)導(dǎo)入求解處理后的多目標(biāo)優(yōu)化模型進(jìn)行運(yùn)算，輸出優(yōu)化結(jié)果；/nS5、將輸出的優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行展示，根據(jù)展示的優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行研究分析。/n

【技術(shù)特征摘要】
1.一種檢修工程多目標(biāo)優(yōu)化研究方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1、獲取水電站檢修工程領(lǐng)域工程工期、工程成本和工程質(zhì)量的目標(biāo)數(shù)據(jù)；
S2、根據(jù)獲取的目標(biāo)數(shù)據(jù)建立基于工程工期、工程成本和工程質(zhì)量的多目標(biāo)優(yōu)化模型；
S3、對多目標(biāo)優(yōu)化模型進(jìn)行求解處理，獲得求解處理后的多目標(biāo)優(yōu)化模型；
S4、獲取待優(yōu)化水電站檢修工程數(shù)據(jù)，將待優(yōu)化水電站檢修工程數(shù)據(jù)導(dǎo)入求解處理后的多目標(biāo)優(yōu)化模型進(jìn)行運(yùn)算，輸出優(yōu)化結(jié)果；
S5、將輸出的優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行展示，根據(jù)展示的優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行研究分析。


2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檢修工程多目標(biāo)優(yōu)化研究方法，其特征在于：在步驟S1中，所述目標(biāo)數(shù)據(jù)包括工程工期目標(biāo)函數(shù)、工程成本目標(biāo)函數(shù)和工程質(zhì)量目標(biāo)函數(shù)，以及工期-成本的關(guān)系曲線、質(zhì)量-成本關(guān)系曲線和工期-質(zhì)量關(guān)系曲線。


3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種檢修工程多目標(biāo)優(yōu)化研究方法，其特征在于：所述工程工期目標(biāo)函數(shù)表示為：



且T≦T0
其中，T為工程工期目標(biāo)函數(shù)，n為分項(xiàng)工序的個(gè)數(shù)；ti為第i工序的實(shí)際持續(xù)時(shí)間，T0為計(jì)劃總工期。


4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種檢修工程多目標(biāo)優(yōu)化研究方法，其特征在于：所述工程成本目標(biāo)函數(shù)表示為：



且C≦C0
其中，C為工程成本目標(biāo)函數(shù)，n為分項(xiàng)工序的個(gè)數(shù)，為第i工序在正常工期下的直接成本，α0為第i工序工期發(fā)生變化時(shí)的費(fèi)用變化系數(shù)，α1為間接費(fèi)用系數(shù)，α2為工期小于或大于計(jì)劃工期的獎(jiǎng)罰系數(shù)，為第i工序的正常持續(xù)時(shí)間，ti為第i工序的實(shí)際持續(xù)時(shí)間，C0為計(jì)劃總成本。
...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：侯遠(yuǎn)航，錢冰，馬越，鄧堯曦，王彤，王浩宇，
申請(專利權(quán))人：國電大渡河檢修安裝有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：四川;51