基于關(guān)鍵鏈的項目進(jìn)度管理方法研究

 
摘 要：關(guān)鍵鏈項目管理方法是約束理論在項目管理中的應用。在對關(guān)鍵鏈項目管理方法的基本思想和理論基礎分析介紹的基礎上，針對如何利用關(guān)鍵鏈將項目計劃與項目進(jìn)度控制更好的結合進(jìn)行了研究和評價(jià);利用項目管理領(lǐng)域相關(guān)知識，補充了緩沖區管理的方法和實(shí)施步驟，并運用實(shí)例進(jìn)行了求證。
關(guān)鍵詞： 關(guān)鍵鏈;項目進(jìn)度管理;項目計劃;項目控制;緩沖區設置

引言
    關(guān)鍵鏈項目進(jìn)度管理方法是約束理論在項目管理中的應用。關(guān)鍵鏈是繼關(guān)鍵路徑法和計劃評審技術(shù)之后項目管理領(lǐng)域取得的重要進(jìn)展之一。關(guān)鍵鏈技術(shù)克服了傳統進(jìn)度計劃管理局限性，考慮了時(shí)間和資源雙重約束，利用聚合原理縮短項目工期，通過(guò)配置緩沖區域以消除不確定性。在項目實(shí)施過(guò)程中，通過(guò)對緩沖區的管理實(shí)現對項目進(jìn)度管控。目前國內外學(xué)者，多從對緩沖區時(shí)間設置進(jìn)行理論研究，集中于如何有效計算出緩沖區大小。主要的緩沖區計算方法的理論包括概率論與數理統計、模糊理論、灰色模型三種。而對于如何更有效利用緩沖區進(jìn)行進(jìn)度監控和管理，如何建立一整套完整的進(jìn)度管理模型等問(wèn)題，仍尚待完善。本文在相關(guān)研究基礎上，重點(diǎn)研究如何把關(guān)鍵鏈在項目進(jìn)度計劃和進(jìn)度控制兩大模塊上更有效結合起來(lái)，并給出緩沖區管理實(shí)施步驟，對目前基于關(guān)鍵鏈的項目進(jìn)度管理模型加以分析和補充。

1 關(guān)鍵鏈理論的基本思想
　　關(guān)鍵鏈理論(critical chain)是以色列科學(xué)家高德萊特的約束理論TOC(theory of constrains)在項目管理上的運用結果，是項目管理技術(shù)新發(fā)展。關(guān)鍵鏈理論的基本思想是根據概率理論和組織行為學(xué)理論，基于“工程項目必須遵守整體優(yōu)化而非局部?jì)?yōu)化”的思想，以概率50%估計每一道工序時(shí)間，將單個(gè)工序不確定因素統一放在項目緩沖區考慮。將關(guān)鍵鏈作為項目進(jìn)度管理重點(diǎn)，通過(guò)項目緩沖區，輸送緩沖區和資源緩沖區的管理來(lái)減少延誤[1]。關(guān)鍵鏈理論就是在項目執行過(guò)程中，把每道工序節省下來(lái)的安全時(shí)間綜合利用起來(lái)，通過(guò)設置項目緩沖(PB)、輸入緩沖(FB)和資源緩沖(RB)來(lái)降低風(fēng)險，保障項目順利進(jìn)行。
　　1.1 約束理論
　　TOC最先運用于制造業(yè)，它根植于OPT(原指最優(yōu)生產(chǎn)時(shí)刻表，Optimized Production Timetables;后指最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)，Optimized Production Technology)[2]。經(jīng)過(guò)不斷地研究和發(fā)展，TOC已經(jīng)在生產(chǎn)、運輸、營(yíng)銷(xiāo)等多個(gè)行業(yè)得到廣泛應用，其核心思想是：任何組織或系統都存在約束，這些約束成為制約組織或系統實(shí)現其目標的瓶頸因素，因此，只要對這些約束進(jìn)行系統調控就可以收到顯著(zhù)效果。TOC在項目管理，尤其是項目進(jìn)度管理中的應用，促進(jìn)了關(guān)鍵鏈方法的產(chǎn)生和發(fā)展[3]。
　　1.2 關(guān)鍵鏈項目進(jìn)度管理的思想
　　項目管理實(shí)踐過(guò)程中存在三個(gè)普遍問(wèn)題：①項目進(jìn)度延期;②項目成本超支;③進(jìn)度計劃變更。通常，項目經(jīng)理們將這些問(wèn)題歸結于項目不確定性，但根據Goldratt的觀(guān)點(diǎn)，這些問(wèn)題產(chǎn)生于以下三方面原因。
　　1.2.1 “學(xué)生綜合癥”
　　有人總是等到最后一刻才開(kāi)始努力，這種現象稱(chēng)為“學(xué)生綜合癥”，就像有的學(xué)生總是在作業(yè)提交截至時(shí)間前幾天才開(kāi)始做一樣。如果這種綜合癥發(fā)生在項目活動(dòng)中，項目組成員思想松懈，工作效率低下，那么項目或任務(wù)的延期將不可避免。
　　1.2.2 多任務(wù)效應(Multiple tasks effect)
　　多任務(wù)效應反映了共享資源對項目執行的約束作用。假設某項目成員(共享資源)同一時(shí)間內需要完成A、B和C三個(gè)任務(wù)，每個(gè)任務(wù)周期都為10天。但在多項目環(huán)境、情緒壓力或人為干預等因素影響下，上述任務(wù)通常以輪換形式執行，那么每個(gè)任務(wù)周期將延長(cháng)一倍�？梢�(jiàn)，項目的多任務(wù)效應將直接導致項目延誤。
　　1.2.3 工期變動(dòng)效應的不對稱(chēng)性
在項目實(shí)施進(jìn)程中，任務(wù)的延遲通常會(huì )由于工序的邏輯關(guān)系產(chǎn)生級聯(lián)效應，但項目卻很難從某些任務(wù)的提前完成中受益。例如:A、B、C是三個(gè)可并發(fā)執行的任務(wù)，D為A、B、C的緊后任務(wù)，A、B、C的任務(wù)周期為5天，D的任務(wù)周期為10天。通常，該項目需要15天的時(shí)間就可以完成。但是任務(wù)B在實(shí)施過(guò)程中出現了意外而推遲了3天完成，從而導致整個(gè)項目周期延期至18天。如果現在反過(guò)來(lái)思考，如果A、B、C能夠提前2天完成，那么整個(gè)項目周期是否就變成了13天呢?事實(shí)上，答案是否定的。分析如下：首先，如果項目組成員提前完成了任務(wù)，他不會(huì )因此而得到獎勵，反而卻導致項目經(jīng)理對類(lèi)似任務(wù)的預估完成時(shí)間將減少，顯然這對他沒(méi)有好處，因此他不會(huì )愿意提前完工的。另外，即使A、B、C能夠提前完成，但D也許因為資源尚未就位等原因而無(wú)法開(kāi)始，所以項目就無(wú)法提前完成[3]。
　　為克服項目實(shí)施過(guò)程中會(huì )出現的三種行為，Goldratt在TOC的基礎上提出了關(guān)鍵鏈項目進(jìn)度管理的基本思想。主要通過(guò)三個(gè)緩沖區的設置來(lái)解決三種約束，即項目緩沖區，輸入緩沖區和資源緩沖區。
　�、夙椖烤彌_區。在傳統的項目管理中，認為一個(gè)項目能否如期完成與每一個(gè)活動(dòng)的完成日期有關(guān)，因此都會(huì )在每一個(gè)活動(dòng)上加上很多的安全時(shí)間，來(lái)確保項目能準時(shí)完成。但人們因為有惰性，知道自己有充足的時(shí)間，開(kāi)始時(shí)不全力以赴，等到時(shí)間變得緊迫時(shí)，才開(kāi)始努力去做，這樣使原本富裕的時(shí)間被浪費掉。由于安全時(shí)間大部分都會(huì )被浪費，而且不會(huì )累積到下一個(gè)活動(dòng)，因此刪減每個(gè)活動(dòng)的預估時(shí)間，便會(huì )釋放出足夠的時(shí)間來(lái)設置項目緩沖PB。項目緩沖一般設置在關(guān)鍵鏈尾端，通過(guò)設置項目緩沖區將延誤控制在預期范圍內，保證項目如期交付，以關(guān)鍵鏈上各工序節省時(shí)間總和的一半作為其大小。
　�、谳斎刖彌_區的設置。雖然關(guān)鍵路徑有了項目緩沖，但當有非關(guān)鍵路徑與關(guān)鍵路徑會(huì )合時(shí)，就必須考慮到非關(guān)鍵路徑有可能延遲關(guān)鍵路徑上的活動(dòng)，因此必須在非關(guān)鍵路徑與關(guān)鍵路徑匯合的地方插入輸入緩沖FB。FB主要是保護關(guān)鍵路徑，可以消化非關(guān)鍵鏈工序帶來(lái)的工期延誤。輸入緩沖一般設置在非關(guān)鍵鏈與關(guān)鍵鏈的匯合處，主要是為了保證關(guān)鍵鏈上的工序如期開(kāi)始而不會(huì )受非關(guān)鍵鏈上工序延誤的影響，以非關(guān)鍵鏈上節省時(shí)間總和的一半作為其大小。
　�、圪Y源緩沖區的設置。由于關(guān)鍵鏈上任何活動(dòng)的延誤都會(huì )引起整個(gè)項目的延誤，關(guān)鍵鏈上的工序一般被賦予最高優(yōu)先級。資源緩沖RB主要放置于有可能發(fā)生資源爭用的活動(dòng)上。資源緩沖是一種時(shí)間緩沖，本質(zhì)上是一種預警機制，當關(guān)鍵鏈上的活動(dòng)準備使用某瓶頸資源時(shí)，通過(guò)預告機制即在工序來(lái)臨前發(fā)出預先警告提醒人們[4]。項目管理者可以通過(guò)對緩沖區的監控了解緩沖的剩余情況和項目的進(jìn)展情況，進(jìn)而及時(shí)采取措施進(jìn)行調控。資源緩沖一般設置在關(guān)鍵鏈上，通過(guò)制定一定的前置時(shí)間來(lái)進(jìn)行設置，以保證關(guān)鍵鏈上所需資源能按時(shí)到位[5]。

2 基于關(guān)鍵鏈的項目進(jìn)度管理模型
　　項目進(jìn)度管理是在項目的進(jìn)展過(guò)程中，為了確保項目能夠在規定的時(shí)間內實(shí)現項目的目標，對項目活動(dòng)進(jìn)度及日程安排所進(jìn)行的管理過(guò)程，主要包括兩個(gè)模塊，如圖1所示：第一個(gè)模塊為項目進(jìn)度計劃模塊，第二個(gè)模塊是依據前一模塊的輸出結果執行進(jìn)度控制，兩模塊之間的橋梁為緩沖區間。本文的理論模型是基于關(guān)鍵鏈進(jìn)行項目管理的優(yōu)點(diǎn)所提出，利于緩沖區的橋梁作用，不僅考慮項目活動(dòng)之間的邏輯關(guān)系，還考慮項目活動(dòng)的資源約束。
　　2.1 項目進(jìn)度計劃模塊
　　利用關(guān)鍵鏈理論進(jìn)行項目進(jìn)度計劃的編制，其核心是項目整體優(yōu)化而非局部?jì)?yōu)化，即將人為因素和不確定性因素引入到項目管理中，通過(guò)減少工序安全時(shí)間和設置緩沖來(lái)規避人為因素和其他風(fēng)險，基于關(guān)鍵鏈的進(jìn)度計劃編制仍然以關(guān)鍵路徑作為理論基礎，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )圖的繪制，緩沖區的設置來(lái)確定最終關(guān)鍵鏈。
　�、倮L制網(wǎng)絡(luò )圖，找出關(guān)鍵工序。繪制網(wǎng)絡(luò )圖應首先應用工作分解結構(WBS)工具，根據項目需求按照實(shí)際情況將項目由粗到細分解為若干道工序，依照技術(shù)方案并找出工序之間的邏輯關(guān)系，繪制網(wǎng)絡(luò )圖，確定關(guān)鍵路徑和關(guān)鍵工序。
　�、谕ㄟ^(guò)資源平衡化解資源沖突。關(guān)鍵鏈方法的重要突破在于考慮了資源受限因素對項目工期影響，此對有資源沖突的工序，即多道工序共用一種資源時(shí)，按照自由時(shí)間少的那道工序優(yōu)先占用資源的原則，進(jìn)行資源分配。按照資源使用優(yōu)先順序，重新安排進(jìn)度。
　�、鄞_定關(guān)鍵鏈。根據關(guān)鍵鏈的定義，在考慮工序進(jìn)度和資源占用的情況下，找出路徑最長(cháng)的路徑就是關(guān)鍵鏈。
　�、茉O置緩沖區。利用50%分法的原則，統籌考慮資源、工序約束，設置項目緩沖區、資源緩沖區、輸入緩沖區。
　�、輰⒕彌_區作為進(jìn)度管理的工具。緩沖區為項目管理者提供了項目當前進(jìn)行狀況的指示表，通過(guò)對剩余緩沖區的觀(guān)察就可以對項目的當前執行情況一目了然，并在需要時(shí)采取必要的措施。
　　2.2 緩沖區確定
    關(guān)鍵鏈法在項目管理領(lǐng)域的突破之處在于加入了緩沖區這一概念，但對于緩沖時(shí)間的設置問(wèn)題，目前仍然沒(méi)有更好的方法。目前為止，對緩沖時(shí)間的確定總共有三種方法，概率與數理統計、模糊概論和鄧聚龍提出的灰色理論。其中概論與數理統計方法要求活動(dòng)的完成時(shí)間必須服從某種概率分布，然后項目的一次性特征性特征無(wú)法提供足夠的歷史數據來(lái)刻畫(huà)這種時(shí)間分布。模糊理論研究對象的外延具有不確定性，項目活動(dòng)卻又時(shí)間的限制，即外延確定;灰色理論正是一種研究外延確定而內涵不確定的系統方法，但計算過(guò)程較為復雜，不利于實(shí)際應用。因此本文借用高德拉特對緩沖時(shí)間的最原始估計方法，即50%分法確立緩沖時(shí)間。
　　首先估計每道工序的完成時(shí)間，然后對每道工序的時(shí)間按照50%的概率進(jìn)行重新估計，找出項目最長(cháng)任務(wù)鏈，確立為關(guān)鍵鏈。將每道工序剩余的50%的時(shí)間放到關(guān)鍵鏈最后的緩沖區里考慮，來(lái)縮短工期。在關(guān)鍵鏈后設置的項目緩沖區在項目計劃中是以工序的形式出現，只是不需要消耗任何資源，項目緩沖區的時(shí)間為每道工序剩余的50%的時(shí)間總和;在非關(guān)鍵鏈到關(guān)鍵鏈的輸入點(diǎn)設置輸入緩沖區，輸入緩沖區以非關(guān)鍵鏈上節省時(shí)間總和的一半作為其大小[6]。
　　2.3 項目進(jìn)度控制模塊
　　基于關(guān)鍵鏈的進(jìn)度管理，是將緩沖區作為監控項目進(jìn)度的有效工具，緩沖區是進(jìn)度計劃與進(jìn)度控制間的橋梁。用緩沖區來(lái)評價(jià)項目工序鏈的實(shí)施業(yè)績(jì)，這個(gè)過(guò)程衡量和評價(jià)方法使得項目人員向完成目標努力。
　�、訇P(guān)鍵鏈管理實(shí)施準備，項目組織分層次管控項目進(jìn)度。將項目團隊分為三個(gè)層次進(jìn)行管控，頂層為項目決策層，中層為項目控制層，底層為項目執行層。項目的正常執行和監控由項目執行層負責;當項目進(jìn)度超過(guò)實(shí)際計劃進(jìn)入緩沖區后，超過(guò)緩沖區的某一個(gè)百分比，則項目控制層要介入管理，采取應急方案;當進(jìn)度緩沖區中更高的百分比后，項目決策層進(jìn)行項目干預，提供支持。
　�、诰彌_區管理�；�于關(guān)鍵鏈的進(jìn)度管理是將緩沖區作為進(jìn)度管理的工具，因此合理應用和控制緩沖區十分重要。本文將緩沖區分為30%，30%，40%三個(gè)風(fēng)險區間，設置兩個(gè)預警點(diǎn)，黃色預警點(diǎn)和紅色預警點(diǎn)。當工序占用的緩沖區到達第一個(gè)黃色預警點(diǎn)，即消耗了30%的緩沖區時(shí)，項目控制層應予以重視并采取相應措施。當工序占用的緩沖區到達第二個(gè)紅色預警點(diǎn)，即消耗了40%的緩沖區時(shí)，項目決策層應盡量調配系統資源，重點(diǎn)監控該工序，確保進(jìn)度正常進(jìn)行。
　�、奂�勵機制。項目經(jīng)理在項目開(kāi)始之前設立激勵機制，防止學(xué)生綜合癥的發(fā)生，確保項目有效實(shí)施。
　　
3 案例應用
　　某土建施工項目的子項目網(wǎng)絡(luò )計劃如圖4所示。根據實(shí)際方案需求，確定B、C、F三項工作共用同一臺資源設備進(jìn)行施工，則依據關(guān)鍵鏈技術(shù)編制進(jìn)度計劃。
　　3.1 確定關(guān)鍵工序
　　本項目有4條路徑：①A-B-E-G;②A(yíng)-C-E-G;③A-C-F-G;④A-D-F-G。4條路徑的持續時(shí)間總和分別是32、26、28、30天，其中最長(cháng)的路徑是A-B-E-G。根據關(guān)鍵路徑的定義得到，關(guān)鍵路徑是A-B-E-G，因此A、B、E、G這四道工序即為本項目關(guān)鍵工序。
　　3.2 確定資源順序，重新安排進(jìn)度
　　根據實(shí)際要求，B，C，F這3項工序共用一臺設備。由上一步驟得知這3道工序中B工序是關(guān)鍵工序，為了保證工期首先安排B工序，再安排C，F工序。
　　3.3 確定關(guān)鍵鏈
　　分別是：A-B-E-G;A-B-C-E-G;A-B-C-F-G;A-C-E-G;A-C-F-G;A-D-F-G。其中最長(cháng)的路徑是A-B-C-F-G。因此，根據關(guān)鍵鏈的定義得到A-B-C-F-G即為關(guān)鍵鏈。
    3.4 設置緩沖區
　　將工序時(shí)間縮減一半，并把關(guān)鍵鏈和非關(guān)鍵鏈上節省的時(shí)間按50%原則，計算緩沖時(shí)間。

4 結論
　　本文將關(guān)鍵鏈作為項目進(jìn)度計劃模塊與項目進(jìn)度控制模塊聯(lián)系的橋梁，通過(guò)對緩沖區的有效設置，確保了項目計劃的有效性和可行性，避免了項目不確定性因素所帶來(lái)的風(fēng)險;同時(shí)利用預警機制，設置報警線(xiàn)并結合組織層次對緩沖區進(jìn)行有效監控和管理，防止項目在實(shí)施過(guò)程中風(fēng)險的發(fā)生。然而作為一種新的管理方法，仍然有很多地方是需要補充和完善的。本文的研究假設是基于高德拉特所提出的三種約束因素，即適用于項目執行者符合所述的三種約束因素的項目。如果拋開(kāi)三種約束假設，對于緩沖區大小的設置和緩沖區如何有效監控仍需進(jìn)一步研究。(資料來(lái)源：項目管理者聯(lián)盟)