唐佳煒，張連營

(天津大學 管理與經濟學部，天津300072)

在工程項目管理過程中，管理者往往會引入許多管理工具或管理理念，旨在提高工程項目績效，包括精益建造［1］和掙值法。作為精益建造中的一個重要工具，最后計劃者系統(tǒng)(last planner system，LPS)由BALLARD 提出，進一步促進了工程項目中的精益思想［2］。在LPS 中，最后計劃者是指那些負責生產單位的控制者。LPS 的核心思想在于保證在工作任務分配前，其前提任務已經準備就緒或完成，從而保證該項任務能夠順利完成［3］。

雖然許多行動研究已經驗證了LPS 的有效性，同時結論顯示LPS 能在大多數情況下提高項目績效，但在LPS 的應用過程中依然存在著一些缺陷。例如，一個英國的工程項目在應用LPS 的過程中，需要額外的資源來收集信息并確認計劃的完成［4］。同時研究顯示，較低的工作完成百分比(percentage plan completed，PPC)可能導致最后計劃者采用保守估計的方法人為地使PPC 值得到提高［5］。除此之外，研究還表明，周工作計劃與主計劃之間的聯(lián)系較弱，不利于工程項目的整體管理［6］。

為了克服上述缺陷，許多研究將其他工具與LPS 的應用相結合。通過使用3D/4D 建模［7］、BIM(building information modeling )［8］等計算機技術，使得應用LPS 的工作量大幅下降。此外，一些學者也嘗試將LPS 與其他工程管理工具相結合。OLLI 等在理論上將LPS 與定位管理系統(tǒng)(location-based management system，LBMS)結合，以綜合兩者的優(yōu)點［9］。研究也證明了LPS 與其他工程管理工具結合的可能性。

雖然在理論和實踐上對LPS 已經進行了20多年的改進，但是通過與其他管理工具相結合的方式來提高LPS 仍需進一步研究。一些學者對比了LPS 和傳統(tǒng)的工程項目管理工具，例如EVM［10-11］。EVM 通過計算進度績效指數(schedule performance index ，SPI)和成本績效指數(cost performance index ，CPI)等，直觀地反映項目進展情況。OLANO 等研究了計劃可靠性與進度績效之間的關系［12］，其研究表明，工作流穩(wěn)定性與進度績效顯著相關，同時研究還強調，EVM 是基于任務間在邏輯順序、成本和工期上相互獨立這一假設上的。LPS 更多的是關注以消除約束和減少變動來提高工作計劃的可靠性。OLANO 等也認為應將EVM 與LPS 相結合來保證項目的成功。YONG-WOO 等認為，EVM 體現的是結果管理思想，主要應用在系統(tǒng)層面;LPS 反映的是過程管理思想，主要應用在操作層面。而對于這兩種方法來說并沒有明確的系統(tǒng)層面和操作層面的界面，其原因在于兩者不僅關注計劃的執(zhí)行，還關注計劃的制定和約束的消除。

筆者通過將EVM 與LPS 在4 個層面上相結合，加強LPS 中主計劃與其他三級計劃之間的聯(lián)系，進一步改進LPS。同時提出了新的績效指標來避免LPS 中容易出現的保守計劃制定策略，并通過離散時間模擬來驗證兩者結合的有效性。

1 理論背景

最后計劃者系統(tǒng)是一項強有力的精益方法，已被證明在提升管理施工流程可靠性與持續(xù)提升計劃效率方面有顯著效果。最后計劃者系統(tǒng)的集成模塊包括主計劃、階段計劃、前瞻計劃、周計劃、PPC 和計劃未完成原因［13］，該系統(tǒng)可以提升計劃實踐和項目整體管理實踐雙重效益。最后計劃者系統(tǒng)可以在建設工程項目具有復雜性和不確定性的情況下提供管理項目所必要的計劃和控制工具。在LPS 概念被提出后的10 多年間，從最初設想到后期應用方面，美國、英國、德國等10 多個國家均有學者和專家致力于不斷豐富和完善該系統(tǒng)的工作。LPS 中各元素作用如表1 所示。

表1 LPS 中各元素作用

掙值管理技術起源于20 世紀初，最早由美國國防部將其納入成本進度控制系統(tǒng)標準中用于現代工程項目管理。掙值管理是一種成本/進度的綜合評測技術。它以WBS(工作分解結構)為基礎，假設項目可以被分為多個相互獨立的子項目，工作包之間完全獨立，如果每個工作包能夠在其成本/進度目標內完成，那么整個項目也將取得最大效益。

PMBOK 中將EVM 的衡量指標設定為PV(計劃價值)、EV(掙值)、AC(實際成本)。其中PV為按照預期項目進度計劃完成項目所花費的成本，與PV對應的成本和進度計算都是按照計劃進行的。EV為按照實際進度計劃而花費的預算成本。在計算AC時進度與成本都與已完成的工作相對應。3 個衡量指標的公式如下：

項目計劃作業(yè)的預算成本BCWS，即累計PV為：

項目已完成作業(yè)的預算成本BCWP，即累計EV為：

項目已完成作業(yè)的實際成本ACWP，即累計AC為：

其中：t為當前時點;T為項目結束時間;PQ為計劃工作量;SC為預算單價成本;AQ為實際工作量;AC為實際單價成本。

EVM 中的項目差異評價指標包括SV(進度偏差)和CV(成本偏差)兩個指標。其計算式為：

進度偏差是衡量項目進度績效的指標，可以用來表明項目是否落后于基準進度，當SV為正值時，表示項目沒有落后于基準進度;當SV為負值時，表示項目已經落后于基準進度。

成本偏差是衡量項目成本績效的指標，當CV為正值時證明項目實際成本低于預算成本;當CV為負值時證明實際成本超過預算，即成本的執(zhí)行效果不佳。

EVM 中所測量的指標，包括進度和成本都是過程運行的結果指標，而操作、計劃和系統(tǒng)的可靠性等過程指標并未被測量。掙值管理的使用目的在于定期地將掙值管理的計算參數與監(jiān)控基準相比照，然后采取必要的糾正措施來修正或更新項目計劃，也就是說，基于EVM 所進行的管理決策也是基于CV或SV的結果來進行的。根據CV或SV的偏差情況來確定項目沒有根據計劃進行的原因，是項目工期管理不善、還是項目成本監(jiān)控問題造成項目成本差異，由此分析可知，EVM 是一種反映MBR 思想的管理方法，運用這種管理方法旨在提高項目的財務效益。

2 LPS 與EVM 結合方法

在結合LPS 與EVM 的過程中，并非僅僅同時使用這兩個工具，而是需要結合兩者的管理思想。因此，EVM 在LPS 的各層次計劃中均進行了應用，其步驟如下：

(1)計算項目的PV，并根據LPS 中主計劃確定的進度計劃繪制PV曲線。

(2)確定項目主要約束。根據當前SPI情況動態(tài)調整項目各參與方出席集體例會的與會級別。筆者為SPI設置了閾值，當SPI超過該閾值時，則增加項目各參與方出席集體例會的與會級別;當SPI低于該閾值時，可酌情降低項目各參與方出席集體例會的與會級別。將該SPI閾值命名為協(xié)同程度指數(cooperation level indicator，CLI)。當SPI值超過CLI值時，項目需要提高項目各參與方參與集體會議的級別。由于較高級別的集體會議意味著更高的成本，CLI的大小需要各參與方根據項目的主要約束確定。

(3)優(yōu)先消除在關鍵鏈上或具有較高PV值的工作任務所受到的約束。根據CLI值，對應級別的相關參與方出席集體例會并消除這些約束。

(4)在周計劃中，計算下周計劃任務的PV值。在一個前瞻計劃周期內，SPI反映了其執(zhí)行進度。在制定周計劃的過程中，計劃制定者需要考慮下周可能的SPI值，以避免雖然獲得了較高的PPC值，但項目進度仍落后的局面。

此外，EVM 也可用于改進LPS 中的績效評估，由累計SV反映項目的進度。因此在SV值滿足預期的前提下，可以防止計劃制定者采取保守的計劃制定策略。使用兩個不同的指標來評估一線工人和計劃制定者。對于一線工人，PPC用于評估其績效，并以此為激勵。同時，結合PPC與SPI來評估計劃制定者，反映其制定計劃的有效性以及進度績效。使用計劃進度綜合指標Pps(Pps=αPPC+βSPI，α +β =1)來評估計劃制定者的績效。在實際中，項目經理可以根據業(yè)主偏好或其他相關因素調整系數α 和β。

3 仿真和結果分析

3.1 仿真過程與相關參數

筆者采用仿真方法對所提出方法進行驗證。仿真方法主要有離散事件仿真、系統(tǒng)動力學仿真和基于代理的仿真。離散事件仿真是指通過建立模型，模擬在離散的特定時間間隔或某些事件被觸發(fā)時系統(tǒng)中實體和資源的變化情況。其中，離散事件仿真在what -if 情景下最為常用，因此筆者采用該方法來驗證EVM 與LPS 的結合。仿真過程如圖1 所示。相關參數如表2 所示。

圖1 仿真過程示意圖

表2 仿真模型相關參數

仿真模型基于以下假設：在實際項目中，工作任務得到的緩沖越多，其柔性越高，因此在仿真過程中，若某項帶有約束的工作任務被列入下一周的工作計劃中，則無法順利完成或完成概率較低。將即將列入下周工作計劃中存在約束的工作任務完成概率設定為0.33，若該工作在約束未消除的情況下仍被列入工作計劃，則其完成概率將提升。α 與β 的值均設置為0.5。

3.2 不同優(yōu)化目標和不同約束條件下的仿真結果

在無約束消除條件下，不同優(yōu)化指數在無約束條件下的仿真結果如表3 所示。由表3 可知，當約束比例為0.3，并且以PPC為優(yōu)化目標時，PPC的均值為0.827，SPI的均值為0.780，Pps為0.840，工期為64 周。當以Pps為優(yōu)化目標時，Pps和SPI的均值得到了提升，Pps為0.814，SPI的均值為0.796，工期縮減至63 周，PPC均值僅減少了0.004。當約束比例從0.3 提升至0.4 時，各項指標的提升更加明顯。因此，在項目中，以Pps為優(yōu)化指標能夠有效阻止為了獲得較高的PPC而采取的較為保守的計劃制定策略，同時能夠縮減工期。

3.3 不同約束消除策略下的仿真結果

不同約束消除策略下的仿真結果如表4 所示。由于關鍵路徑上的工作任務與非關鍵路徑上的工作任務的約束消除難度相同，因此在不同約束消除策略下兩者的工期相同。但在此優(yōu)先消除具有較高PV值的工作任務的約束條件下能夠有效提高SPI值?？紤]到在實際工程項目中，若能優(yōu)先消除關鍵路徑上工作任務的約束，則工期能進一步提高。

表3 在不消除約束條件下，不同優(yōu)化指數在無約束條件下的仿真結果

表4 不同約束消除策略下的仿真結果

3.4 不同消除約束能力條件下的仿真結果

不同消除約束能力條件下的仿真結果如表5所示。動態(tài)約束消除指的是項目團隊需要根據當前SPI值調整參加集體例會的參會級別，進而調整項目約束消除能力。在固定約束消除仿真中，當約束消除率從0.4 提升至0.5 時，工期從69 降低至58，但是較高的約束消除率意味著較高的例會參與級別，也意味著較高的管理成本。在動態(tài)約束消除仿真中，集體例會參與級別將根據當前SPI值進行動態(tài)調整。

在仿真過程中，當CLI為0.8 時，約束消除率分別提升和降低了2 次，最終的約束消除率為0.3(0.3 +0.1 ×2 -0.1 ×2)。然而，當CLI為0.9 時，約束消除率提升了4 次。對比不同CLI值下，工期分別為60 周和59 周，Pps為0.848 和0.859。雖然績效有所提升，但提升并不明顯?？紤]到投入額外的管理成本可使SPI提升至0.9，但將CLI設置為0.8 更為合理。由仿真可知，通過動態(tài)調整約束消除能力可更有效地控制項目進度績效，同時兼顧管理成本控制。

此外，通過仿真可知，當EVM 應用于LPS 中時，對于SPI的關注可有效加強周工作計劃、前瞻計劃、階段計劃與主計劃之間的聯(lián)系，并且加強了LPS 的績效控制。

表5 不同消除約束能力條件下的仿真結果

4 結論

通過結合LPS 與EVM 提高項目績效，并通過仿真驗證了兩者結合的有效性。仿真結果顯示將兩者結合后能夠有效提高工期控制、工作計劃可靠性等績效，同時LPS 各級計劃間的聯(lián)系也得到了加強。

筆者嘗試通過將LPS 與傳統(tǒng)的工程項目管理工具進行結合并得到了積極的結果。在研究過程中，筆者也發(fā)現，在分析未完成工作任務原因的過程中，LPS 也可幫助EVM 確認未來可能再次出現或極小幾率再次出現的約束，使得EVM 可以較為精確地計算預計完工時間。

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