滕海坤+李倫彬+劉心聲+劉芳芳

摘 要：針對跨企業(yè)計劃協(xié)同工作中的資源沖突問題，提出了一種新的跨企業(yè)項目協(xié)同工作的沖突檢測和消除模型，利用基于供需時間的計劃協(xié)同沖突檢測算法實現(xiàn)跨企業(yè)協(xié)同項目中的資源沖突檢測，采用基于啟發(fā)式規(guī)則的計劃沖突消除算法消除沖突?；谘芯拷Y(jié)果設(shè)計、開發(fā)了項目計劃管理原型系統(tǒng)，以高鐵項目任務(wù)的管理為例進(jìn)行了驗證，表明了研究結(jié)果的有效性。

關(guān)鍵詞：協(xié)同工作；沖突檢測；供需時間；啟發(fā)式規(guī)則

中圖分類號：TP393.09 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.08.008

隨著越來越多的跨行業(yè)、跨地域的企業(yè)間產(chǎn)品經(jīng)營協(xié)作的出現(xiàn)，大企業(yè)之間——跨企業(yè)合作的項目大量涌現(xiàn)。項目的計劃編制是跨企業(yè)項目管理的核心，是避免資源浪費，有效組織、提高效率的手段，因此，計劃協(xié)同在跨企業(yè)項目管理中具有重要的作用。資源是項目執(zhí)行和最終實現(xiàn)的必要保障，對于大型制造企業(yè)的跨企業(yè)項目來說，復(fù)雜的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、分布式的項目組織、時間過長的項目執(zhí)行周期等都有可能導(dǎo)致資源的時間重疊性，即關(guān)鍵資源的競爭，這就引發(fā)了不同企業(yè)之間的計劃沖突，影響到整個項目的進(jìn)程。針對跨企業(yè)項目任務(wù)集合的約束進(jìn)行無限能力約束的網(wǎng)絡(luò)計劃（NetPlan）編制，確定出任務(wù)相關(guān)的時間表、關(guān)鍵路徑和執(zhí)行周期等重要參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，綜合考慮現(xiàn)有資源動態(tài)利用率，對網(wǎng)絡(luò)計劃進(jìn)行分時段動態(tài)能力統(tǒng)計和對比，找出資源沖突的時間和產(chǎn)生資源沖突的相關(guān)任務(wù)，并消除資源沖突，最終確定項目的執(zhí)行計劃和資源分配情況。本文針對這種實時資源沖突檢測和消除策略進(jìn)行了研究，以期為日后的相關(guān)工作提供參考。

本文以復(fù)雜產(chǎn)品制造企業(yè)之一的高鐵生產(chǎn)企業(yè)為背景，在編制跨企業(yè)項目計劃的過程中，利用基于供需時間的沖突檢測算法實現(xiàn)對計劃協(xié)同過程中產(chǎn)生的資源沖突的實時檢測，采用基于啟發(fā)式規(guī)則的沖突消除算法消除沖突，最終確定項目進(jìn)度計劃和資源管理。

1 跨企業(yè)項目計劃協(xié)同過程概述

跨企業(yè)項目計劃在項目管理中占有非常重要的位置，跨企業(yè)項目計劃將直接影響跨企業(yè)項目的執(zhí)行情況，也會直接關(guān)系到多個企業(yè)的運作結(jié)果。考慮到跨企業(yè)項目的復(fù)雜度，跨企業(yè)項目網(wǎng)絡(luò)計劃協(xié)同過程主要分為3個階段，即協(xié)作控制計劃編制階段、設(shè)備生產(chǎn)進(jìn)度控制階段、協(xié)作控制計劃變更階段?？缙髽I(yè)項目計劃協(xié)同主要發(fā)生在協(xié)作控制計劃編制階段。

本文針對總裝企業(yè)設(shè)備需求計劃模型（ZGJ）和協(xié)作企業(yè)設(shè)備供貨計劃模型（XGJ）編制網(wǎng)絡(luò)計劃協(xié)同過程，在確定了與任務(wù)相關(guān)的各時間參數(shù)、關(guān)鍵路徑等基礎(chǔ)上，提出了基于計劃協(xié)同沖突檢測和沖突消除的兩階段協(xié)同過程，具體如圖1所示。該過程首先對來自總裝企業(yè)的設(shè)備需求計劃和關(guān)鍵協(xié)作企業(yè)的設(shè)備供貨計劃進(jìn)行協(xié)同沖突檢測。當(dāng)存在非正常供貨情況時，可按照相應(yīng)的沖突消除方法生成解決策略，并按照預(yù)先定義的性能評價指標(biāo)對消除策略進(jìn)行評價選擇，最終將選定的消除策略下發(fā)到總裝企業(yè)和協(xié)作企業(yè)實施?？傃b企業(yè)和關(guān)鍵協(xié)作企業(yè)實施消除策略后，重新提交需求計劃和供貨計劃，生成新的網(wǎng)絡(luò)計劃，直至檢測到?jīng)]有計劃沖突為止。

2 跨企業(yè)項目計劃協(xié)同沖突檢測消除算法

2.1 問題描述

在跨企業(yè)項目計劃協(xié)同的過程中，整個項目執(zhí)行過程中的設(shè)備需求計劃與供貨情況可能會發(fā)生各種各樣的沖突。引發(fā)資源沖突的主要原因有以下3點：①供需時間，即任務(wù)的時間重疊；②前序任務(wù)延期，未按計劃時間完成，對后序任務(wù)造成了影響；③任務(wù)時間與資源調(diào)度日歷不符。這些原因的共同之處在于任務(wù)對資源占用時間的重疊。因此，本文針對設(shè)備供需時間進(jìn)行計劃協(xié)同沖突檢測，主要是完成對總裝企業(yè)設(shè)備需求計劃和協(xié)作企業(yè)供貨計劃供需時間的沖突檢測，并根據(jù)檢測結(jié)果確定下一步計劃的變更。

沖突檢測的步驟是：①選擇設(shè)備需求信息和對應(yīng)的設(shè)備供貨計劃；②基于供需時間進(jìn)行計劃沖突檢測，并根據(jù)不同的檢測結(jié)果預(yù)定處理策略。計劃沖突檢測消除的執(zhí)行流程如圖2所示。當(dāng)設(shè)備發(fā)生非正常供貨時，由于設(shè)備不能按原計劃到達(dá)，導(dǎo)致整個任務(wù)延期。此時，則認(rèn)為發(fā)生總裝企業(yè)擬編制的整體計劃與關(guān)鍵協(xié)作企業(yè)擬編制的設(shè)備生產(chǎn)和供應(yīng)計劃發(fā)生計劃協(xié)同沖突。

2.2 基于供需時間的計劃協(xié)同沖突檢測算法

本文根據(jù)關(guān)鍵協(xié)作企業(yè)給出的供貨時間和總裝企業(yè)要求的最早供貨時間與最遲供貨時間之間的關(guān)系，提出了基于供需時間的計劃協(xié)同沖突檢測算法，用于檢測網(wǎng)絡(luò)計劃編制過程中可能存在的沖突。該算法通過供需時間判斷供貨方式、沖突類型及其他相關(guān)信息，沖突供貨對后續(xù)協(xié)作設(shè)備的約束信息，該沖突對生產(chǎn)計劃的影響情況。本文將沖突類型分為提早供貨、正常供貨、延遲供貨直接沖突和間接沖突四類。

基于供需時間的沖突檢測算法具體描述如下。

2.3 基于啟發(fā)式規(guī)則的計劃沖突消除算法

針對提早供貨情況，本文通過關(guān)鍵協(xié)作企業(yè)和總裝企業(yè)共同承擔(dān)增加的附加費用，來實現(xiàn)跨企業(yè)組織之間的利益共享、風(fēng)險共擔(dān)，進(jìn)而最終實現(xiàn)共贏的目標(biāo)。本文主要研究延期供貨的情況。針對延期供貨而產(chǎn)生的直接沖突，本文將采用基于啟發(fā)式規(guī)則的沖突消除算法來處理。針對前續(xù)任務(wù)所需設(shè)備延期供貨產(chǎn)生的間接沖突，可等待前續(xù)任務(wù)的直接沖突消除完后，再調(diào)用計劃沖突檢測算法進(jìn)行新一輪沖突檢測，最終把間接沖突轉(zhuǎn)換為一般的供貨情況或直接沖突情況來處理。

基于啟發(fā)式規(guī)則的計劃沖突消除算法具體描述如下。

輸入：延期供貨導(dǎo)致的計劃沖突集合、ZGJ、XGJ、NetPlan、自由松弛時間FL、設(shè)備最大偏離值CMi.

輸出：計劃沖突消除策略集合CCL。

算法具體描述：①初始化活動隊列Q和沖突消除策略集合CCL。②分別根據(jù)項目調(diào)度規(guī)則和任務(wù)調(diào)度規(guī)則對檢測結(jié)果集合C_3的數(shù)據(jù)項PRi和任務(wù)分解WBSi進(jìn)行基數(shù)排序，并且按處理優(yōu)先級由前到后的順序插入隊列Q中。③判斷Q是否為空。如果為空，算法結(jié)束；否則，從Q中取出隊首元素aij，操作步驟④⑤⑥⑦⑧⑨，直至隊列為空。④判斷aij是否為關(guān)鍵活動。如果是，轉(zhuǎn)到步驟⑧，否則繼續(xù)執(zhí)行。⑤判斷aij以計劃開工時間Sij作為起點任務(wù)工期向右移動min{CMi，F(xiàn)Lij}個單位是否滿足有限資源約束。如果滿足，轉(zhuǎn)到步驟⑦，否則繼續(xù)執(zhí)行。⑥計算在現(xiàn)有資源約束下aij能向右移動的最大時間t。將aij以Sij作為起點，任務(wù)工期向右移動t個單位，且CMi更新為CMi-t，把aij加入到隊列Q中，轉(zhuǎn)到步驟③。⑦確定非關(guān)鍵活動

的調(diào)整總代價 和消除策略Lij，按協(xié)作企業(yè)的供貨計劃達(dá)成

共識，轉(zhuǎn)到步驟⑩。⑧針對關(guān)鍵活動aij，將采用3種方案生成沖突消除策略，即單獨由總裝企業(yè)消除沖突，協(xié)調(diào)中心調(diào)用總裝企業(yè)的關(guān)鍵任務(wù)工期動態(tài)調(diào)度算法生成相應(yīng)的消除策略；單獨由協(xié)作企業(yè)來消除沖突，協(xié)調(diào)中心調(diào)用基于網(wǎng)絡(luò)計劃的項目工期壓縮算法生成相應(yīng)的消除策略；由雙方共同消除沖突。此時，雙方分別承擔(dān)的沖突消除時間為t1和t2，其中，{（t1，t2）│t1+t2=CMi，t1>0，t2>0}，協(xié)調(diào)中心調(diào)用對應(yīng)的消除算法生成相應(yīng)的策略。⑨協(xié)調(diào)中心利用性能評價指標(biāo)評價生成的策略，從中選擇最優(yōu)的沖突消除策略Lij分配給總裝企業(yè)和協(xié)作企業(yè)實施。如果達(dá)成共識，則轉(zhuǎn)到步驟⑩；如果未達(dá)成共識，則繼續(xù)選擇次優(yōu)消除策略分配，直到達(dá)成共識或消除策略為空。如果消除策略為空，協(xié)調(diào)中心與雙方協(xié)商項目拖期天數(shù)和相應(yīng)的協(xié)調(diào)策略，在保證拖期天數(shù)最少的前提下使雙方達(dá)成共識，然后轉(zhuǎn)到步驟⑩。⑩按雙方預(yù)先商定的附加費用分?jǐn)倷C(jī)制計算雙方應(yīng)承擔(dān)的費用，生成最終的沖突消除策略，雙方按此協(xié)作，算法結(jié)束。

3 系統(tǒng)實例驗證

根據(jù)對跨企業(yè)項目計劃協(xié)同計劃沖突的檢測方法和管理技術(shù)的研究，本文以高鐵制造企業(yè)為應(yīng)用背景，建立了一個項目資源管理原型系統(tǒng)，系統(tǒng)包括計劃編制管理、計劃進(jìn)度管理、協(xié)作計劃變更管理、計劃協(xié)同沖突檢測和計劃協(xié)同沖突消除等主要模塊，提供了對項目網(wǎng)絡(luò)計劃的編制、執(zhí)行過程中的資源沖突檢測、檢測結(jié)果的表達(dá)和基于計劃動態(tài)調(diào)整的沖突消除等主要功能。協(xié)調(diào)中心根據(jù)接收到的總裝企業(yè)提交的設(shè)備需求計劃和關(guān)鍵協(xié)作企業(yè)提交的設(shè)備供貨計劃進(jìn)行基于供需時間的計劃協(xié)同沖突檢測。計劃協(xié)同沖突檢測結(jié)果如圖3所示。

根據(jù)檢測結(jié)果的不同類型進(jìn)行不同的處理。當(dāng)設(shè)備發(fā)生延期供貨并引發(fā)計劃沖突時，則利用基于啟發(fā)式規(guī)則的計劃沖突消除方法處理，生成的結(jié)果界面如圖4所示。

協(xié)調(diào)中心根據(jù)預(yù)先定義的性能評比指標(biāo)評比生成的計劃沖突消除策略，并根據(jù)評比結(jié)果，選擇最優(yōu)的消除策略分配給總裝企業(yè)和協(xié)作企業(yè)，以便它們落實沖突消除策略。

實例驗證表明，應(yīng)用計劃協(xié)同沖突檢測消除算法可以有效發(fā)現(xiàn)項目任務(wù)中存在的資源沖突，多視圖的表達(dá)方式直觀、明確，系統(tǒng)對資源計劃沖突信息的管理十分有效。

4 結(jié)束語

本文以高鐵項目任務(wù)為背景，通過對基于供需時間的計劃協(xié)同沖突檢測算法和基于啟發(fā)式規(guī)則的消除策略在跨企業(yè)項目中的應(yīng)用研究，解決了在跨企業(yè)項目管理系統(tǒng)中存在的問題，大大提高了企業(yè)之間聯(lián)合運作的效率，并通過實例驗證了所建項目資源管理原型系統(tǒng)的可行性，為解決跨企業(yè)協(xié)同項目中的資源管理問題提供了一種有效的解決方案。針對跨企業(yè)協(xié)同項目資源計劃沖突問題在理論和方法上的相關(guān)研究仍需繼續(xù)進(jìn)行，以滿足我國大型項目管理的實際需要。

參考文獻(xiàn)

[1]屈正庚.協(xié)同工作中沖突消除機(jī)制的研究[J].計算技術(shù)與自動化，2012，31（3）：104-108.

[2]喬麗紅，王超.多級協(xié)同項目執(zhí)行中的資源沖突檢測與管理[J].北京航空航天大學(xué)學(xué)報，2008，34（11）：1266-1271.

[3]Yujun Zheng，Jinquan Wang，Jinyun Xue.Distributed Cooperative Planning and Scheduling for Disaster Management.2007 IEEE International Conference，2007.

[4]何霆，武冬冬，徐漢川.基于PM/ERP集成模式的跨企業(yè)協(xié)同計劃問題研究[J].計算機(jī)工程與設(shè)計，2008，29（2）：287-291.

[5]林鳴，馬士華.動態(tài)聯(lián)盟項目管理新模式[M].北京：電子工業(yè)出版社，2003.

[6]孟秀麗.協(xié)同設(shè)計支持環(huán)境及沖突消除理論與方法[M].南京：東南大學(xué)出版社，2010.

[7]張莉.縫制設(shè)備協(xié)同開發(fā)過程中沖突消除方法的研究[J].工程設(shè)計學(xué)報，2010，17（2）：188-190.

[8]王麗萍，江波，邱飛岳.基于多目標(biāo)進(jìn)化算法的協(xié)同設(shè)計沖突消除方法[J].計算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2010，16（9）：174-176.

[9]楊育，王小磊，曾強(qiáng).協(xié)同產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計優(yōu)化中的多主體沖突協(xié)調(diào)[J].計算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2011，17（1）：255-258.

[10]蔣國瑞，段曉敏，張瀚林.基于沖突檢測的供應(yīng)鏈協(xié)同計劃[J].計算機(jī)工程，2010（6）：86-89.

[11]CHEN Ming，LIU Jinfei，KONG Qinghua.Application of ontological thought in collaborative product R&D oriented to automobile lifecycle.Washington，DC：IEEE，2010：319-326.

〔編輯：白潔〕