在社会竞争日益激烈的今天，如何实现项目的“短工期、低成本、高质量”多目标优化是一个企业急迫需要解决的问题。对于工程项目来说，这三大目标是直接关系项目成败的关键因素，即完成一个项目，既要能保证必须在较短的交付期内交付，又要控制成本使其能有利可图，也必须保证项目能达到国家、行业或者业主规定的质量指标，不能偏废其一。因此，如何有效实现工期、成本、质量的综合优化，在工程项目领域里是一个非常值得研究的课题。本文在深入分析多目标优化现状的基础上，详细研究了工程项目的工期-成本-质量之间的多目标优化模型的建立与多目标优化的求解方法。通常情况下，多目标优化问题中的几个子目标是相互冲突的，所以不能像单目标问题那样能求得唯一的最优解，而只能折衷求其Pareto前沿。围绕多目标优化模型构建的问题，本文充分考虑到工期、成本、质量三者之间的复杂内在关系，不盲目的假设三者之间为线性或非线性的函数关系，将三个目标分别按照其科学的计算方法表示出来。在对现有多目标优化文献研究的基础上，在构建质量模型的过程中，引进了常用于产品设计阶段的QFD方法的思想，使得在确定各项活动对项目整体质量的影响程度时更加科学。考虑实际中的工程项目的大规模计算的问题，一般求解方法难以满足要求，因此本文在基本蚁群算法的基础上，提出了改进的多种群蚁群算法进行求解。其中，各种群均代表一个子目标，各种群在寻找最优解的时候，通过路段上信息素的杂交和变异操作进行相互协调，从而寻找到Pareto最优解，实现了在种群间进行协调进化的创新。为了更加深入的说明本文所提出的模型和算法能有效地应用，作者到荆州市五维公路勘察设计院进行调研，对潜江市张金镇境省道荆新线连接线工程进行实证研究，通过对该项目的数据整理及对工期-成本-质量的多目标优化应用，提出了能实现项目“短工期、低成本、高质量”的项目活动实施方案，并对现有项目管理中存在的问题提出了改善意见。