王雨生，李樹清

（上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司，上海 200125）

0 引言

隨著我國人口紅利的逐漸消失，各制造單位用工荒逐年加重，從而造成企業(yè)的用工成本不斷上漲，因此傳統(tǒng)制造業(yè)的機(jī)器人生產(chǎn)流水線的改造升級成為必然趨勢。高校加大工業(yè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)力度也成為必然趨勢。工業(yè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室需要集成機(jī)、管、電、舾各專業(yè)、工藝設(shè)備及安全設(shè)備，建立微縮版的工作站或生產(chǎn)線。

本文主要從項(xiàng)目進(jìn)程管理的視角出發(fā)來探討實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，把實(shí)驗(yàn)室建設(shè)作為一個(gè)完整、系統(tǒng)的項(xiàng)目來研究，將項(xiàng)目管理方法在高校工科實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中拓展應(yīng)用，從而助推我國高校實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目的管理水平，并帶來實(shí)際效益。

1 研究工程的選擇

S大學(xué)是一所地方工科院校。在上海市對激光制造業(yè)日漸增長的需求及對激光實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量進(jìn)一步的要求下，學(xué)校材料學(xué)院決定建造全新的工業(yè)機(jī)器人激光焊接實(shí)驗(yàn)室。由于S大學(xué)屬于教育機(jī)構(gòu)，缺乏工程管理相關(guān)人才，導(dǎo)致其在進(jìn)度控制的能力與行業(yè)先進(jìn)水平有較大距離。因此如何在此項(xiàng)目管理的過程中對其集成管理進(jìn)行優(yōu)化對按時(shí)按質(zhì)完成工程具有重要意義，對于非標(biāo)項(xiàng)目集成進(jìn)度管理進(jìn)行優(yōu)化有重要的參考價(jià)值。

2 工業(yè)機(jī)器人激光焊接實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目進(jìn)度管理

2.1 項(xiàng)目特點(diǎn)及工作范圍

本項(xiàng)目屬于系統(tǒng)集成項(xiàng)目，其本身不僅具有一般項(xiàng)目的一切特點(diǎn)，如復(fù)雜性，一次性等，更具有技術(shù)集成性高、多專業(yè)集成度高及管理復(fù)雜等特點(diǎn)[1]。集成化項(xiàng)目的項(xiàng)目進(jìn)度管理往往面臨以下3個(gè)問題：項(xiàng)目計(jì)劃失控導(dǎo)致項(xiàng)目最終失??；項(xiàng)目范圍沒梳理明確；參與項(xiàng)目的各專業(yè)人員之間的溝通存在問題[2]。因此針對這些問題本項(xiàng)目針在實(shí)際管理中采取以下措施進(jìn)行應(yīng)對：項(xiàng)目計(jì)劃制定時(shí)務(wù)必力求精確；明確項(xiàng)目合同范圍，減少項(xiàng)目執(zhí)行中的范圍變更；建立項(xiàng)目溝通機(jī)制，使重要的信息能有效地上傳下達(dá)[3]。

本項(xiàng)目共分為兩期。二期擬在一期項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，在同一實(shí)驗(yàn)室區(qū)域內(nèi)新增3個(gè)激光科研工作站：四號、五號、六號工作站，其中四號、五號工作站的激光光纖來自于通快Trudisk16002激光器，六號工作站的激光來自于通快TruPlus556激光器，工作站主要部件及功能如表1所示。

表1 工作站主要部件及功能

確定項(xiàng)目的工作范圍是能準(zhǔn)確制作項(xiàng)目計(jì)劃的基礎(chǔ)。本項(xiàng)目屬于“交鑰匙”工程，其工作范圍涵蓋從設(shè)計(jì)、采購、制造、安裝、調(diào)試、試用到培訓(xùn)的全過程。整個(gè)項(xiàng)目可分為設(shè)計(jì)、制造加工、安裝及調(diào)試驗(yàn)收4大階段。其主要的里程碑節(jié)點(diǎn)信息為：（1）2018年3月14日，項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)議；（2）2018年6月29日，項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)完成；（3）2018年7月31日，項(xiàng)目采購?fù)瓿?；?）2018年9月27日，項(xiàng)目安裝調(diào)試完成；（5）2018年10月26日，項(xiàng)目驗(yàn)收。

2.2 項(xiàng)目計(jì)劃制定

在確認(rèn)工作范圍之后，對本項(xiàng)目4大階段內(nèi)的各項(xiàng)任務(wù)按其種類及生產(chǎn)順序進(jìn)行了任務(wù)分解。由于本項(xiàng)目具有復(fù)雜多變及多技術(shù)工種集合的特點(diǎn)，故在本項(xiàng)目各項(xiàng)任務(wù)的時(shí)間估算工作中主要采取專家判斷法和類比估算法。結(jié)合項(xiàng)目執(zhí)行過程中的制約因素及多工種交叉作業(yè)的可能性等對項(xiàng)目中的各項(xiàng)任務(wù)進(jìn)行排序，最后根據(jù)上述數(shù)據(jù)制定本項(xiàng)目的網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃[4]。

2.3 項(xiàng)目進(jìn)度優(yōu)化方案設(shè)計(jì)

2.3.1 項(xiàng)目關(guān)鍵路徑識別

如要縮短項(xiàng)目工期，就必須針對項(xiàng)目關(guān)鍵路徑上的任務(wù)進(jìn)行優(yōu)化。但須注意的是，在優(yōu)化關(guān)鍵路徑上某個(gè)任務(wù)的持續(xù)時(shí)間后，關(guān)鍵路徑可能會(huì)有所改變[5]。因此項(xiàng)目管理者在對現(xiàn)有關(guān)鍵路徑上的任務(wù)優(yōu)化的同時(shí)還需關(guān)注關(guān)鍵路徑的變化。本項(xiàng)目的關(guān)鍵路徑為：項(xiàng)目啟動(dòng)——數(shù)模移交——規(guī)劃設(shè)計(jì)——制造采購——安裝調(diào)試——預(yù)驗(yàn)收包裝運(yùn)輸——現(xiàn)場安裝——小批量——終驗(yàn)收。如圖1所示。

圖1 未經(jīng)優(yōu)化的項(xiàng)目關(guān)鍵路徑

2.3.2 項(xiàng)目進(jìn)度優(yōu)化的框架

由于本項(xiàng)目主要設(shè)備采購涉及進(jìn)口，因此設(shè)備采購時(shí)間并不可控。根據(jù)現(xiàn)有資源的分析，決定針對規(guī)劃設(shè)計(jì)、制造加工及工藝調(diào)整這3個(gè)主要階段內(nèi)的任務(wù)進(jìn)行優(yōu)化，框架圖如圖2所示。

圖2 進(jìn)度計(jì)劃優(yōu)化框圖

2.3.3 項(xiàng)目進(jìn)度優(yōu)化的原則及方法

為使整個(gè)優(yōu)化工作快速有效，項(xiàng)目組遵循可行性原則、資源需求原則及技術(shù)難度原則進(jìn)行任務(wù)優(yōu)化活動(dòng)，并相應(yīng)地采取強(qiáng)制縮短法、調(diào)整任務(wù)工序及變更關(guān)鍵路線縮短計(jì)劃工期對整個(gè)工期進(jìn)行優(yōu)化[6]。

2.3.4 項(xiàng)目計(jì)劃優(yōu)化

（1）規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的優(yōu)化設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目的機(jī)械設(shè)計(jì)包中的工裝夾具設(shè)計(jì)任務(wù)的前后制約邏輯性較強(qiáng)，不具備調(diào)整工序的條件，因此項(xiàng)目組對此部分的設(shè)計(jì)工作采用強(qiáng)制縮短法進(jìn)行工期壓縮，具體措施是增加設(shè)計(jì)工程師資源，以壓縮相應(yīng)任務(wù)的工作周期。具體操作如如表2所示。在對資源進(jìn)行調(diào)整后項(xiàng)目的進(jìn)度計(jì)劃情況如表3所示。

表2 優(yōu)化前后資源分配及持續(xù)時(shí)間

表3 優(yōu)化后的作業(yè)時(shí)間

由以上兩表可以看出經(jīng)過設(shè)計(jì)資源的重新整合及合理化分配后，項(xiàng)目的總工期由214個(gè)工作日壓縮至201個(gè)工作日，相應(yīng)的竣工時(shí)間也整體壓縮了13個(gè)工作日。

由于本項(xiàng)目的3個(gè)工作站中，四號、五號工作站的激光光纖來自于通快Trudisk16002激光器，六號工作站的激光來自于通快TruPlus556激光器，因此四號、五號工作站除了夾具不同外，其電氣控制系統(tǒng)的編程基本相同，即本項(xiàng)目的電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)際是2套而非3套。因此調(diào)整任務(wù)順序法可被用來優(yōu)化本項(xiàng)目電氣設(shè)計(jì)包中的控制系統(tǒng)編程任務(wù)的持續(xù)時(shí)間。通過將原計(jì)劃中具有串聯(lián)關(guān)系的控制系統(tǒng)編程任務(wù)調(diào)整為并行關(guān)系以縮短時(shí)間。電氣布局工作的開始時(shí)間可調(diào)整至四號及五號工作站的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作完成之后，其持續(xù)時(shí)間不變，如表4所示。

表4 優(yōu)化后的作業(yè)時(shí)間

由于調(diào)整之后，項(xiàng)目的電氣布局設(shè)計(jì)任務(wù)已由項(xiàng)目關(guān)鍵任務(wù)轉(zhuǎn)化為非關(guān)鍵年任務(wù)，因此雖然整個(gè)任務(wù)包的時(shí)間被壓縮了15個(gè)工作日，但其對項(xiàng)目整體工期壓縮的工期只有5個(gè)工作日。

（2）安裝調(diào)試階段的進(jìn)度優(yōu)化

經(jīng)過上述對此項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的優(yōu)化，現(xiàn)項(xiàng)目整體工期相較初始版計(jì)劃已優(yōu)化了18個(gè)工作日，但相較合同目標(biāo)時(shí)間尚有34個(gè)工作日的差距。經(jīng)分析，在安裝調(diào)試階段，夾具的安裝及調(diào)試工作為持續(xù)時(shí)間較長的關(guān)鍵任務(wù)，因此優(yōu)先考慮對其進(jìn)行調(diào)整。由于夾具的聯(lián)調(diào)開始時(shí)間受限于機(jī)械系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)的完整性，因此對夾具的安裝開始時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化。在完成第一階段優(yōu)化后的計(jì)劃中，夾具的安裝開始時(shí)間恰好位于機(jī)械設(shè)備安裝之后，而夾具制作完成的日期是6月26日，其與機(jī)械設(shè)備安裝完成的日期時(shí)間間隔為26個(gè)工作日，此段時(shí)間如能利用將大大縮短整體工期。經(jīng)研究認(rèn)為可在夾具上工裝前先對其進(jìn)行試裝，并做單體人工手動(dòng)模擬夾持試預(yù)調(diào)，以此擺脫機(jī)械設(shè)備安裝節(jié)點(diǎn)對其的約束。按照估算，按現(xiàn)有的調(diào)試工程師資源，其手動(dòng)模擬夾持試預(yù)調(diào)周期大致為22個(gè)工作日，與26個(gè)工作日的間隔期正好相當(dāng)，因此在條件允許的情況下，將夾具開始入場安裝節(jié)點(diǎn)調(diào)整的越緊湊對整個(gè)項(xiàng)目的整體工期就越有利。項(xiàng)目組將夾具的入場安裝的開始時(shí)間調(diào)整至夾具制作完成之后，得出的工期變化如表5所示。

表5 工裝夾具調(diào)試優(yōu)化

由表中的數(shù)值可以看出，此次關(guān)鍵任務(wù)優(yōu)化后所取得的壓縮數(shù)值與項(xiàng)目整體工期所取得的壓縮值是一致的，即項(xiàng)目的關(guān)鍵路徑并未隨此次優(yōu)化而改變。

（3）工藝調(diào)試時(shí)間的進(jìn)度計(jì)劃調(diào)整

通過以上2次對項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)劃階段及制造調(diào)試階段的任務(wù)優(yōu)化，目前項(xiàng)目的整體結(jié)束時(shí)間為2018年11月7日，相較合同日期還有8個(gè)工作日的差距。經(jīng)分析，在工藝調(diào)試階段由于受到客觀調(diào)試儀器設(shè)備的制約，無法通過增加調(diào)試工程師的手段對項(xiàng)目周期進(jìn)行壓縮，亦無法將這些任務(wù)鍵的關(guān)系由串聯(lián)更改為并聯(lián)。因此只能考慮通過輪崗加班的模式對整體周期進(jìn)行壓縮。由于調(diào)試工作涵蓋6個(gè)休息日及國慶假期，可將其中的8個(gè)休息日及部分國慶假期變更為工作日，更改后的計(jì)劃如表6所示。

表6 焊接程序及系統(tǒng)調(diào)試優(yōu)化

（4）優(yōu)化后的項(xiàng)目計(jì)劃

通過對項(xiàng)目3大階段的關(guān)鍵任務(wù)運(yùn)用強(qiáng)制縮短法、調(diào)整任務(wù)工序法及變更關(guān)鍵路線縮短計(jì)劃工期法進(jìn)行優(yōu)化，可得到優(yōu)化后的項(xiàng)目甘特圖。其關(guān)鍵路徑如圖3所示。通過此圖可以看出現(xiàn)在項(xiàng)目的計(jì)劃完工日期為2018年10月25日，符合合同要求時(shí)間。

圖3 優(yōu)化后的項(xiàng)目關(guān)鍵路徑

3 結(jié)束語

本文通過目前工程管理理論中對計(jì)劃優(yōu)化的常用方法，并結(jié)合本項(xiàng)目的初始計(jì)劃進(jìn)行分析，對項(xiàng)目關(guān)鍵鏈進(jìn)行分析、優(yōu)化，以使其符合合同的完工目標(biāo)日期。通過對中外項(xiàng)目管理的學(xué)習(xí)，并融合S大學(xué)工業(yè)機(jī)器人激光焊接實(shí)驗(yàn)室二期項(xiàng)目的實(shí)際管理操作，可以得出以下結(jié)論。

（1）工業(yè)機(jī)器人激光焊接實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目具有高度集成化及復(fù)雜化的特征，因此項(xiàng)目前期的合同工作范圍認(rèn)定，項(xiàng)目任務(wù)分解工作的合理性、各任務(wù)之間的緊前緊后關(guān)系的梳理及各互動(dòng)持續(xù)時(shí)間的預(yù)估均對項(xiàng)目計(jì)劃的最終工期的排定有重大影響，須在項(xiàng)目開始階段就慎重對待。如制定出的計(jì)劃時(shí)間仍不能滿足合同要求時(shí)間，則必須對計(jì)劃進(jìn)行優(yōu)化。

（2）計(jì)劃的優(yōu)化方法包括但不僅限于調(diào)整關(guān)鍵路徑上各關(guān)鍵工作間的工作順序、加大對某項(xiàng)關(guān)鍵工作資源投入的力度、調(diào)整項(xiàng)目關(guān)鍵路徑等方法，以縮短關(guān)鍵任務(wù)時(shí)間，從而滿足合同工期的要求。

本項(xiàng)目已按計(jì)劃圓滿完成，故可得出上述結(jié)論是有效的。但由于初次接觸集成化項(xiàng)目，相關(guān)理論及技術(shù)經(jīng)驗(yàn)亦有待提高，因此在項(xiàng)目糾偏過程中較多偏向增加資源投入的方法，導(dǎo)致項(xiàng)目成本有所上升，相關(guān)問題需在今后的學(xué)習(xí)中進(jìn)一步加強(qiáng)。