改进的多项目交互组合选择优化模型

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1、第一章绪论第一章绪论1.1本文的研究背景和问题的提出1.1.1研究背景项目组合选择作为项目组合管理非常重要的内容，决定了项目组合管理中哪些项目该做，资源怎么分配等等问题，是项目管理的前提和基础。随着经济全球化和市场全球化的加快，企业面临越来越多的项目选择，需要从众多的项目中选择适合企业战略需求，能够帮助企业实现经济效益和战略效益的项目组合。项目组合如果选择不当，不仅会造成人力物力的浪费，还有可能给企业带来灾难性风险，因此，正确的项目组合选择对企业来说至关重要。经济合作与发展组织（OECD）在2000年的报告指出，

2、其成员国的国内生产总值（GDP）平均大约有2.24%来源于新产品开发（R&D）的投资。在美国，68%的这类投资（1800多亿美元）来自于工业的贡献。在新产品开发中有大量的资源没有得到有效利用，因此它们的合理有效利用关乎新产品开发的成败以及效益。对于大多数组织来说，新产品开发项目的优化选择和资源分配是一个非常重[1]要的决策问题。这个问题非常复杂并且急需解决。如果考虑到实际应用的多个方面，那么这个问题会更加复杂，它牵涉到多目标优化，多个项目视角，各种各[2]样的交互作用，多个决策阶段，还有跟组织战略计划的契合度。.

3、另一个挑战是[3]人们越来越多的关注实际应用价值，而不是关注基于假设建立起来的理想模型。[4]这表明了考虑决策者的愿望和模型假设之间联系的重要性。组合优化（combinationaloptimization，CO）中一类经典的问题就是项目组合选择问题，组合的概念最早是在金融界被提出来的，当时Markowitz使用“均值一方差”（mean-variance，MV）处理投资组合问题，在满足收益最大化目标的[5][6]同时降低了市场风险；自从Mottley发表关于项目组合选择优化问题的文献至今，关于项目选择的模型及相关

4、求解方法已经获得了巨大的发展。项目组合选择问题可以按照决策形式的不同划分为分成动态项目组合选择[7]问题和静态项目组合选择问题。动态项目组合选择问题是指在不同的时间节点都有已经开始的项目和备选项目，每个节点都要对项目组合进行选择和决策。本文关注的是静态项目组合选择优化问题，不涉及动态项目组合选择优化问题。1第一章绪论根据项目组合的规划周期不同，可以将项目组合选择问题划分为单阶段的执[8-9][10-11]行问题也可以将项目组合选择问题视为是多阶段问题。单阶段项目组合选择优化问题较为简单，其主要特点是项目不能被分割

5、，一旦被选择在后续过程中就一直存在于项目组合中，不能再次将其剔除；多阶段问题则更为复杂，多阶段问题中，项目是可分割的，它需要考虑项目的时间效应，在项目选择的时候需要考虑项目何时开始，何时投资。1.1.2问题的提出项目之间具有交互作用这一事实很久之前就已经被发现，只是当时还没有引起很多的关注。在项目组合选择模型当中Baker和Freeland评价到“目前新产品开发项目组合选择模型中最大的缺陷就是没有很好的考虑目标和资源利用的交[12]互作用。早在1993年，Schmidt等就考虑项目组合间的收益交互、结果交互[13

6、]和资源交互，提出了具有交互作用的项目组合选择模型。项目间的交互作用可以分为三类：资源交互作用、收益交互作用和结果交互作用。（1）资源相互影响资源相互影响是指项目之间存在资源交互作用，组合的资源消耗量不等于项目组合中的所有项目单体资源消耗量的简单和，而是要考虑其交互作用，这种交互作用有正有负。项目组合整体消耗的资源数量一般会小于组合中单个项目资源消耗量的简单和，这是因为项目组合间的交互作用使得资源利用率提高了。如两个相互影响的项目同时被选中，它们会共享项目资源，导致项目组合资源消耗量小于所有单个项目的资源消耗量简

7、单和。（2）收益相互影响收益相互影响是指项目之间存在这样的一种交互作用，一个项目的选择会影响另一个项目甚至是整个项目组合的收益，项目组合也会影响这个项目的收益，也就是说项目与项目之间，项目与项目组合之间都存在交互作用。其影响方式有增效作用、相互排斥作用、替代作用等等。增效作用是指一个项目对其他项目具有积极影响，导致项目组合的收益大于单个项目收益的简单和。排斥作用是指某个项目排斥其他项目，导致其他项目不能实施。替代作用是指一个项目或者项目组合能够代替一些项目，当这个项目组合实施后，被替代的项目就没有必要再实施，这样

8、可以减少资源的浪费。（3）结果相互影响结果相互影响是指一个项目的选择影响其他项目的成功率，这种影响有增加和减小两种作用，取决于具体情况。项目组合可能还包含交互作用的组合，即一组项目可能既有资源交互，又有2第一章绪论收益交互还可能有成功率交互。因此本文考虑具有交互作用的项目组合选择问题，构建改进的多项目交互作用组合选择优化模型。该模型不仅考虑两两项目之间具有交互的情况，还考