工程項目融資與調度集成優化-模型與方法 張靜文 劉萬琳 9787030797728 【台灣高等教育出版社】

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書名：工程項目融資與調度集成優化-模型與方法
ISBN：9787030797728
出版社：科學
著編譯者：張靜文 劉萬琳
頁數：239
所在地：中國大陸 *此為代購商品
書號：1742902
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內容簡介
《工程項目融資與調度集成優化：模型與方法》凝聚了作者近年來在考慮融資的項目調度優化方面的主要研究工作和成果，從多個視角對考慮融資和資源約束的項目調度相關問題開展了深入探索。主要內容包括：考慮銀行授信融資的資源約束型項目調度、考慮銀行授信融資的資源均衡項目調度、考慮銀行授信融資的前攝性魯棒項目調度、考慮多種融資方案組合的項目調度等一些新問題。針對每個研究問題，*先構建數學規劃模型並開發相應的求解算法，進而通過大規模數值測試算例驗證了各問題模型及每種算法的有效性；其次從實踐操作角度，針對不同的項目進度決策情景提煉了有現實意義的項目管理啟示。此外，《工程項目融資與調度集成優化：模型與方法》在撰寫上遵循理論剖析與方法應用相結合的原則，對複雜問題的建模過程進行了詳細的闡述，同時，結合了相應的數值算例和實例輔助理解，以方便讀者更好地領悟相關的研究問題及求解方法。

目錄

目錄

第1章 緒論 1
1 1 工程項目融資與調度集成優化問題的現實背景及研究意義 1
1 2 資源約束型項目調度問題 6
1 3 資金約束型項目調度問題 23
1 4 考慮融資的項目調度問題 25
1 5 項目調度問題特徵參數與算例庫 30
1 6 本書的主要研究內容與貢獻 33
第2章 考慮融資的項目調度問題建模及求解 38
2 1 項目現金流與融資方式 38
2 2 考慮融資的項目調度問題的現金流模型 44
2 3 考慮銀行授信融資的項目調度問題模型 49
2 4 考慮多種融資方案組合的項目調度問題模型 53
2 5 求解考慮銀行授信融資的項目調度問題模型的精確算法 56
2 6 元啟發式求解方法 58
2 7 考慮融資的項目調度問題數值算例的產生與實驗測試 65
第3章 考慮銀行授信融資的資源約束型項目調度問題 68
3 1 研究背景及研究問題界定 68
3 2 問題的非線性整數規劃模型構建 71
3 3 轉化為線性整數規劃模型的方法 72
3 4 基於優先規則的考慮銀行授信融資的資源約束型項目調度問題啟發式算法 74
3 5 基於優先規則的啟發式算法對比 85
3 6 求解考慮銀行授信融資的資源約束型項目調度問題的遺傳算法設計 100
3 7 元啟發式算法數值實驗與結果分析 102
第4章 考慮銀行授信融資的資源均衡項目調度問題 110
4 1 研究問題界定 110
4 2 問題的優化模型構建 115
4 3 求解算法設計 117
4 4 數值實驗與結果分析 121
第5章 考慮銀行授信融資的前攝性魯棒項目調度問題 127
5 1 魯棒性項目調度問題 127
5 2 問題提出及界定 137
5 3 問題的雙目標優化模型構建 140
5 4 求解雙目標問題的ε-constraints算法 141
5 5 求解雙目標問題的NSGA-Ⅱ-LS算法設計 146
5 6 數值實驗與結果分析 151
第6章 考慮多種融資方案組合的資源約束型項目調度問題 160
6 1 研究問題界定 160
6 2 問題的優化模型構建 162
6 3 求解問題模型的算法設計 164
6 4 數值實驗與結果分析 168
第7章 財務風險*小化的隨機多模式資源約束型項目調度問題 179
7 1 隨機資源約束型項目調度問題概述 179
7 2 研究問題界定 186
7 3 基於場景的SMRCPSP條件風險淨現值問題 189
7 4 基於場景的SMRCPSP條件風險淨現值模型求解算法 195
7 5 數值實驗與結果分析 200
7 6 案例分析 207
參考文獻 214
附錄A 部分算法偽代碼 231
附錄B 基本RCPSP的標準化格式文件 234
附錄C 項目調度問題生成器ProGen的EXPL BAS文件 237
附錄D DC1算例庫標準格式數據文件 240

精彩書摘
第1章 緒論
1 1工程項目融資與調度集成優化問題的現實背景及研究意義
1 1 1實踐背景
伴隨”一帶一路”倡議的實施和新基建時代的開啟，以城市軌道交通、生態治理以及城市可持續更新與改造等為代表的新老基建項目正加快推進。此類項目一般具有投資額大、建設週期長、供應鏈長和地域分散性強的特點，屬_xFFFF_典型的資金密集且工期較長的工程。建築企業在實施此類項目的過程中通常需要注入大量的資金，同時可能面臨重大的財務風險。近期，房地產企業頻現由資金鏈斷裂導致的”項目爛尾”“資不抵債”等爆雷事件。更嚴峻的是，上游投資者出現的現金流中斷問題不斷地傳導至下游的項目承包商。”墊資”“拖欠工程款”等傳統建築行業的亂象又死灰復燃（Peters et al ，2019），由此導致許多承包商面臨著巨大的資金壓力。多數承包商通常僅能依靠傳統的借款融資等方式來填補其現金流缺口，同時，許多承包商以項目融資方式深度參與公共私營合作制（public private partnership，PPP）項目。但是，承包商在施工前的全額墊資、項目竣工後才能獲得工程款的結算支付方式很容易觸發承包商資金鏈斷裂的嚴重後果。
國外學者Russell（1991）指出，多達60%項目的失敗是由資金問題引發的。縱觀我國以往許多大型工程項目的建設歷程可以發現，由承包商的資金鏈斷裂而引發項目停工、延期交付甚至爛尾的鮮活案例比比皆是，如二度招投標後”起死回生”的南京重點工程一疏港公路改擴建工程、鶴輝高速公路之殤（停工五年）、武漢弘芯深陷資金危局（千億半導體項目爛尾）等。顯然，現實中工程項目的承包商面臨資金短缺的困境比較普遍，在考慮借款融資的條件下如何提高承包商的現金流管理水平是建築工程領域中迫切需要解決的現實問題。
項目融資作為國際金融市場的一項創新，誕生於20世紀50年代，並在60年代中期英國北海油田開發項目之後受到人們的廣泛重視。隨著工程實踐的不斷發展，項目融資現己成為大型工程項目籌措資金的一種重要方式。在市場經濟體制下，企業是項目融資的主體，為了追求自身價值與項目收益的*大化，工程建設主要參與方需要科學合理地利用項目融資的財務杠杆效應來開展工程項目。從融資能力和渠道看，一般業主的融資能力較強，可採用的融資工具較多（如發行股票、債券和採用PPP模式等），而承包商的融資能力相對較弱且單一，這對承包商開展項目現金流管理提出了新的挑戰。同時，伴隨著項目規模的日益擴大以及銀行金融業務的發展，採用銀行授信為項目籌集資金，己成為業界廣泛使用的項目融資方式之一。實踐中，銀行授信融資的具體操作方式是金融機構根據承包商的信用，為其開展的特定項目設置一個具有*高授信額度（credk lumt，CL）的專用賬戶，在每個財務週期時點承包商借用資金的*大數額不能超過授信額度，並且項目所有的現金流均需通過該賬戶完成。相比較於其他的貸款融資方式，銀行授信的融資方式具有良好的”隨借隨還”特徵，所以深受廣大承包商的青睞。因此，面臨資金短缺困境的承包商，常常借助銀行授信的融資方式開展項目。
項目執行過程中，承包商為實施活動需要支付各項費用，由此將產生現金流出，當其完成相應的任務並向業主提交支付申請後，業主在收到承包商提交的支付申請時通常會隔一段時間才向承包商實際撥付工程款，由此將產生現金流入。雖然業主會根據工程進度完成情況通過撥付工程款的形式對承包商進行資金補償，但是這種補償往往在時間上滯後于承包商的成本支出，並且業主在每次支付時都會扣留一定比例的工程款，這將導致承包商在項目實施過程中極易出現資金缺口，即在某些財務時點承包商累計的現金流入小於其累計的現金流出。此時，若承包商沒有充足的自有資金彌補該現金流缺口，則不得不通過融資方式獲取資金來維持工程的進展。對此，工程項目實施中，隨著項目進展的現金流狀態可表述為圖1-1（Al-Shihabi andAlDurgam，2020a）。然而，當項目的累計負現金流量達到一定閾值時，融資額度的限制將導致原有融資方案變得不再可行，此時處理不當易引起項目執行中斷，甚至引發資金鏈斷裂的嚴重結果。更嚴重的是，資金鏈斷裂後的”蝴蝶效應”可能會導致項目失敗，甚至是企業破產的慘痛後果，由此造成巨大的資源浪費，並對社會經濟發展產生不良的負面影響。
圖1-1典型的承包商支出與收入*線
從項目實施過程中的影響因素分析可以看出，承包商維持其現金流的動態均衡是一個複雜的系統問題。*先，項目的融資額度有限（何正文等，2016），即銀行在向承包商發放貸款時會設定一個有限的授信額度，而其獲得的受限數額的資金能否彌補項目實施過程中多次出現的現金流缺口仍有待進行科學分析。其次，從項目執行過程的操作層面看，施工中承包商經常會頻繁地調配各種人員、機械設備等多種類型的資源，且這些資源的供給量通常有限，這使得承包商制訂活動安排計劃和資金使用方案時受到單位工期上的可更新資源使用量的限制。*後，外界環境複雜多變，項目實施過程中存在多種不確定因素影響項目進展（Ma et al ，2019）。這些不確定因素在外部環境的影響方面，主要有國家政策的變化、利率的調整、市場資源供給波動等因素；在參與主體的影響方面，主要有業主對設計方案的變更、設計圖紙的延期交付和供應商延期交貨等因素。此外，不可抗力事件諸如地震和極端惡劣天氣等均會對項目的實施產生較大影響。這些干擾因素給項目的實施帶來極大的不確定性。
綜上分析，當多種約束條件和複雜環境相互耦合交織在一起時，項目的進度規劃和現金流管理將變得異常複雜。在項目實施過程中，保持項目現金流動態可用並實現預期管理目標是承包商所面臨的現實困境。因此，在考慮項目融資的背景下，必須通過科學合理地制訂和調整項目進度計劃和融資方案，以有效地解決項目進度管理過程中存在的上述問題。
1 1 2研究背景
項目調度問題作為項目管理中的第1核心內容之一，主要研究在己有約束條件下如何安排項目活動來實現預定的目標。與項目調度問題有關的理論基礎和解決方法為實現項目管理目標提供了有效的技術支持。RCPSP己成為項目調度理論中的第1問題。第1RCPSP將資源供給量作為約束條件並對項目工期目標進行優化，己取得豐碩的研究成果。20餘年來，其相關研究進展可參考綜述類文獻（Kolisch and Hartmann，2006；Hartmann and Briskom，2010；Pellerin et al ，2020）。
依據對活動進度安排產生約束作用的差異性，SiowiAski（1980）將RCPSP中的資源區分為可更新資源、不可更新資源和雙重約束資源三類：①可更新資源（renewable resources），指在項目實施過程中的每個單位工期（如月、周、天等）上可用數量受到限制的資源，*典型的如人員、設備、場地等；②不可更新資源（non-renewable resources），指在整個項目工期上可用數量受到限制的資源，也稱為不可恢復資源，如能源、原材料、資金等；③雙重約束資源（doubly-constrained resources），指在每個單位工期和整個項目工期上可用數量同時受到限制的資源，雙重約束資源可以看作可更新資源和不可更新資源更一般化的描述，如資金。儘管有關RCPSP的相關研究己將工期優化目標拓展到費用、資源均衡、質量及財務等項目績效上，但是，考慮財務績效的項目調度文獻，多數以項目開始時刻的淨現值（net present value，NPV）為目標，隱含項目執行過程中一直有可用的資金，這種假設明顯與實際工程項目的財務狀態不符。顯然，以淨現值為目標的淨現值*大化（max-NPV）項目調度問題僅關注一個靜態的項目開始時刻，不能確保項目較長執行過程中每個財務時點承包商都有足夠的資金來支撐項目的持續進行。由於第1RCPSP的數學模型和求解算法是研究其他項目調度問題的基礎，所以本章 在1 3節 著重介紹第1RCPSP的相關內容。
進一步，在考慮項目可使用資金數額有限的基礎上產生了CCPSP。CCPSP一般將資金作為一種特殊的資源約束來處理，研究如何通過制訂合理的活動進度安排計劃實現項目財務目標*優。但是，CCPSP中的資金限額多指承包商的自有資金，並未考慮承包商在自有資金不足時的融資行為和由此產生的融資成本（finance cost，FC），忽略了融資成本與現金流之間的交互影響關係。
項目進度控制實踐中，當出現現金流缺口時常見的做法是進行項目融資。因此，學者Elazouni和Gab-Allah（2004）從理論上正式提出了FBPSP，即項目融資和項目活動調度的集成優化問題。FBPSP主要研究在計算融資成本的基礎上，考慮項目計劃工期內每個財務時點處累計負淨現金流不超過授信額度的要求，同時在滿足活動網絡優先關係的約束下，通過合理安排活動進度以達到項目的工期*小化或者項目結束時刻的收益*大化的問題。項目融資與調度集成優化問題在關注承包商融資能力的情形下，實現了對項目進度計劃和現金流管理的集成優化，更加貼近於資金密集且工期較長的一類項目進度管理實踐。值得強調的是，資金在FBPSP中作為特殊的資源（Al-Shihabi and A

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