姜 武

（中核核電運行管理有限公司，浙江嘉興 314300）

0 引言

核電機組大修具有工期緊、任務重、投入資源多、規(guī)模龐大、接口多、過程復雜、安全質(zhì)量要求高等特點，對大修計劃編制和進度控制提出了非常高的要求。秦三廠與參考電站月城電站大修相比工期偏長，根據(jù)公司五年發(fā)展規(guī)劃要求，未來五年實現(xiàn)30 d 內(nèi)大修的目標。為實現(xiàn)此目標，必須在原有的基礎上進行工期優(yōu)化。

大修的進度計劃與進度控制是大修管理工作的重要環(huán)節(jié)，項目進度管理是衡量項目管理水平高低的重要指標。目前電廠的大修進度管理仍沿用傳統(tǒng)的管理方法，即采用運用關鍵路徑法、里程碑節(jié)點控制大修工期，缺乏新理論、新方法，由于技術方法、天氣、人的因素以及備品配件等原因，致使大修實際工期與原計劃工期有較大差距，造成時間和大修資源的浪費，影響企業(yè)效益。傳統(tǒng)的進度管理考慮過于片面，已經(jīng)不能適應現(xiàn)代項目管理的新的形勢，因此迫切需要利用先進的項目管理手段對大修項目進行系統(tǒng)、全面、有效的管理。

關鍵鏈管理技術在一定程度上能夠彌補傳統(tǒng)項目進度管理方法的不足，目前其在國外已經(jīng)廣泛應用，但在國內(nèi)運用處于萌芽狀態(tài)。因此，加強關鍵鏈的理論研究和實際運用十分必要，可以為我國項目進度管理水平的提升貢獻力量。與傳統(tǒng)的項目進度管理方法相比，關鍵鏈技術基于約束理論，在考慮工作邏輯關系的基礎上還將項目中的資源約束和人的因數(shù)考慮在內(nèi)，解決了傳統(tǒng)項目管理中工期估計過長、資源受限情況下的進度管理等問題。緩沖區(qū)設置方法有多種，沒有形成統(tǒng)一的方法，根據(jù)實際情況本文選用了彈性系數(shù)法來設置緩沖區(qū)的大小，為大修項目工期優(yōu)化提出了新的思路。

大修關鍵路徑對核電大修進度控制至關重要，關鍵路徑長短直接影響大修工期。本文將關鍵鏈理論和方法應用于大修關鍵路徑管理，為大修進度管理目前所面臨的難題提供了好的解決方法，通過優(yōu)化大修進度管理和計劃控制，從而縮短大修工期，促進我國核電項目管理水平的提升，進而提高企業(yè)經(jīng)營水平和核心競爭力。

1 關鍵鏈理論基礎

1.1 約束理論

TOC（Theory of Constraints，結(jié)束理論）是以色列物理學家高德拉特博士在其開創(chuàng)的優(yōu)化生產(chǎn)技術基礎上發(fā)展起來的管理哲學。TOC 主要有5 個核心步驟，具體步驟如圖1 所示。

圖1 約束理論核心步驟

1.2 關鍵鏈理論

關鍵鏈是基于約束理論提出的項目管理方法，以約束理論為指導，從整體角度出發(fā)，分析制約瓶頸，合理安排項目進度計劃。關鍵鏈基本思想如下：

（1）用50%概率的可能完成時間估計任務工期。

（2）重視資源約束限制。

（3）引入緩沖器控制。

（4）利用緩沖區(qū)控制和衡量項目進度。

（5）使非關鍵鏈任務服從資源約束。

1.3 關鍵鏈與傳統(tǒng)項目進度管理方法的比較

傳統(tǒng)項目進度管理方法是先繪制網(wǎng)絡計劃圖，再計算時間參數(shù)，最后尋求最長路徑，這與關鍵鏈法是一致的，只是最長路徑的考慮因素不同。關鍵鏈技術與傳統(tǒng)的關鍵路徑法和計劃評審技術（CPM/PERT）相比存在一些不同，下面將從5 個方面進行對比分析（表1）。

表1 關鍵鏈與CPM/PERT 的對比分析

2 基于關鍵鏈技術的項目進度管理

2.1 關鍵鏈的識別

關鍵鏈的識別共分3 個步驟：根據(jù)樂觀時間繪制網(wǎng)路圖，在網(wǎng)路圖中檢查各任務資源；將可能后移的工序后移，最低項目多任務的情形；最后持續(xù)時間最長的鏈路即為關鍵鏈。

2.2 緩沖區(qū)的設置

2.2.1 緩沖區(qū)的設置位置

緩沖區(qū)有項目緩沖PB、輸入緩沖FB 及資源緩沖RB 三種。PB 設置在關鍵鏈的末端，吸收不確定性因素帶來的風險；FB 設置在非關鍵鏈與關鍵鏈的交匯處，只占用時間而不消耗資源；而RB 設置在關鍵鏈路上、兩種不同資源的交替處（圖2）。

圖2 緩沖區(qū)位置示意

2.2.2 緩沖區(qū)的計算

常用的緩沖區(qū)的計算方法主要有以下3 種：

（1）50%法則：將關鍵鏈長度的一半作為項目緩沖的大小。

（2）根方差法：將關鍵鏈上活動工期不確定性的平方和的平方根作為緩沖大小。

（3）利用彈性系數(shù)計算緩沖大小。

其中，方法1 缺乏理論證明，容易產(chǎn)生緩沖區(qū)過大或過小的現(xiàn)象；方法2 可以避免緩沖區(qū)過長或過短現(xiàn)象，對于較長的工作鏈可能產(chǎn)生較小的緩沖；方法3 充分利用了最樂觀時間估計，將所有不確定性吸收到項目緩沖和輸入緩沖，確保項目提前完成。

秦三廠自商運以來，經(jīng)過十幾次大修，積累了豐富的檢修經(jīng)驗和計劃管理經(jīng)驗，掌握了工作時間估計，使確定工序的彈性系數(shù)成為可能，故采取方法3 計算緩沖區(qū)大小。

每個活動給出3 種估計，所以某個活動的持續(xù)時間T 是：

式中 a——樂觀時間，h

m——最可能的時間，h

b——悲觀時間，h

資源緩沖區(qū)是解決有限的資源管理問題，保證關鍵鏈上作業(yè)所需資源到位的提前時間，其大小無須計算。

2.3 緩沖區(qū)管理

2.3.1 項目緩沖區(qū)管理

高德拉特博士的緩沖區(qū)管理采用緩沖區(qū)消耗量的3 種情況（紅、黃、綠3 種顏色）進行管理：綠色區(qū)表示項目進展良好，黃色區(qū)表示項目有一定的延期風險，紅色區(qū)表示項目進度嚴重落后。高德拉特的緩沖機制沒有將項目緩沖區(qū)消耗量和項目的任務完成率很好的結(jié)合，隨著項目進度的推進，項目的消耗量也會增加，故在原有的基礎上進行了改進（圖3）。

圖3 改進后的項目緩沖監(jiān)測圖

2.3.2 輸入緩沖區(qū)管理

輸入緩沖區(qū)管理與項目緩沖區(qū)管理的區(qū)別是只要輸入緩沖沒有消耗完，就不必擔心關鍵鏈。非關鍵任務的監(jiān)控同樣通過緩沖區(qū)的消耗量進行管理。

2.3.3 資源緩沖區(qū)管理

資源緩沖提醒資源即將要到關鍵鏈上工作，通過提醒來保證相關資源準備就緒。

2.4 基于關鍵鏈的項目進度管理模型

通過工期估算，消除工序的安全時間，并解開資源沖突識別項目的關鍵鏈，然后使用彈性系數(shù)法設置緩沖區(qū)確定項目進度計劃，最后運用緩沖區(qū)監(jiān)控進行項目進度管理。管理模型的流程如圖4 所示。

圖4 關鍵鏈的項目進度管理模型

3 Q3-OT209 大修項目進度管理優(yōu)化

3.1 OT209 大修項目簡介

Q3-OT209 大修為秦三廠2#機組第九次大修，目標工期67 d。機組計劃于2018 年4 月5 日與電網(wǎng)解列，計劃于2018年6 月4 日并網(wǎng)。Q3-OT209 大修初始關鍵路徑見圖5：建立保證停堆安措（GSS）安措→1#備用柴油發(fā)電機（SDG）解體檢修→低水位檢修（含進出低水位）→停冷系統(tǒng)閥門檢修→EPS（應急柴油發(fā)電機）年度試驗→失去四級電源試驗→機組啟動。大修主要檢修項目有反應堆廠房泄漏率試驗（RBLRT）、全堆芯燃料通道定位端互換、1#蒸汽發(fā)生器一次側(cè)傳熱管渦流檢查、核級支管焊縫檢查和處理、1#/4#主泵電機更換、1#SDG 解體檢修、主變放油內(nèi)檢、發(fā)電機出口斷路器檢修、1#SDG 勵磁系統(tǒng)和保護裝置升級改造、5422 線保護改造等。

圖5 209 大修關鍵路徑

3.2 關鍵鏈識別

3.2.1 工期估計

對于常規(guī)的預防性維修工作估計，釆取類比估算法進行。對于變更改造和初次實施的項目，邀請各專業(yè)的專家評估各項目的檢修工期，收集并匯總相關意見，開會討論得到基本一致的看法，最后根據(jù)投票結(jié)果最終確定各項目的檢修工期。每項檢修工作給出3 種工期估計，各工作時間的估計見表2。

表2 各任務工期估計表

3.2.2 確定關鍵鏈

以樂觀時間作為各工作的持續(xù)時間，對原關鍵路徑圖進行調(diào)整，將次關鍵路徑上的可以后移的工作后移，盡量降低多任務的情形發(fā)生。實際大修工作比想象的要復雜，非關鍵路徑延誤會消耗掉輸入緩沖波及到關鍵鏈，僅對部分非關鍵工作后移，部分非關鍵工作與關鍵鏈同時進行。將母線檢修推后2 d 開始，解決了大修前期運行操作量過大的問題。均衡資源后得出關鍵鏈為：建立GSS 安措→1#SDG 解體檢修→低水位檢修（含進出低水位）→停冷系統(tǒng)閥門檢修→EPS 年度試驗→失去四級電源試驗→機組啟動。

3.3 緩沖區(qū)計算

3.3.1 項目緩沖區(qū)PB 計算

根據(jù)KB公式，計算各工作彈性系數(shù)和相關值（表3）。根據(jù)項目緩沖區(qū)PB 計算公式，確定項目的緩沖區(qū)：｝=1+48+2+72+4+24+4+2+12=169 h≈7 d。

由此得出，與大修的樂觀工期60 d 的計算結(jié)果相符，將減少的7 d 作為項目緩沖區(qū)大小。對于209 大修工作來說，項目緩沖時間消耗的越少，大修工期縮短的越多。

3.3.2 輸入緩沖FB 計算

根據(jù)表3 中的非關鍵鏈工作彈性系數(shù)和相關值，同時根據(jù)輸入緩沖區(qū)FB 計算公式，輸入緩沖區(qū)計算如下：

表3 各工作彈性系數(shù)和相關值

FB1放在再循環(huán)冷卻水（RCW）切回正式系統(tǒng)后，關鍵鏈的匯入處(開始進低水位前)；FB2放在主變檢修完成后，關鍵鏈的匯入處（EPS 年度試驗前），F(xiàn)B3放在1#EPS 檢修后，關鍵鏈的匯入處（EPS 年度試驗前），F(xiàn)B4放在4#主泵電機更換完成后，關鍵鏈的匯入處（主系統(tǒng)退出低水位前），F(xiàn)B5放在屏蔽門和橋架檢修與試驗后，關鍵鏈的匯入處（EPS 年度試驗前）。

將項目緩沖區(qū)和輸入緩沖區(qū)加入網(wǎng)絡進度計劃圖中，檢查各工作不存在資源沖突，得到項目的最終計劃（圖6）。

圖6 項目關鍵鏈

3.3.3 設置資源緩沖RB

因關鍵路徑上的工作均由不同的責任部門實施，按照資源緩沖設置原則，均需插入資源緩沖。采取電話和郵件提醒的方式提前1 d 確認，并在計劃會上強調(diào)關鍵路徑計劃安排，確保后續(xù)工作所需資源及時到位。

3.4 運用關鍵鏈的緩沖區(qū)管理方法進行大修進度控制

大修實施過程復雜，大修過程中外部環(huán)境、突發(fā)狀況的影響，造成項目進展變化，導致項目無法按原計劃開展，故實施過程中對項目有效監(jiān)控是至關重要的。按照60 d 大修工期確定本次大修計劃里程碑節(jié)點，各節(jié)點見表4。

表4 大修里程碑節(jié)點

本項目釆用緩沖區(qū)管理方法對項目進度實施監(jiān)控，由關鍵路徑控制專項組負責計劃管控。圖7 為計劃人員繪制的最終緩沖區(qū)狀態(tài)圖，黑色圓點表示實際值，黑色曲線表示進展趨勢。由圖可以看出，整個209 大修實施過程中，項目進度狀態(tài)均處于綠區(qū)，任務進度執(zhí)行良好。

圖7 緩沖區(qū)狀態(tài)監(jiān)控圖

3.5 進度管理效果

本次大修采用甘特圖、里程碑及關鍵鏈相結(jié)合的方法，使其進度控制更加科學。本次大修目標工期67 d，實際工期為60 d，大修提前7 d 圓滿完成。

4 結(jié)論和展望

本文應用關鍵鏈法對OT209 大修關鍵路徑進行管理，管控效果良好，驗證了關鍵鏈法用于實際項目的可行性。通過與傳統(tǒng)項目進度管理方法對比、分析，得出如下結(jié)論：

（1）關鍵鏈相比傳統(tǒng)的項目進度計劃更具有可執(zhí)行性。關鍵鏈更加重視資源沖突與人的行為因素帶給關鍵工作的影響，有效解決了資源沖突以及項目進度失控等問題。

（2）運用關鍵鏈方法能更有效監(jiān)控大修進度。關鍵鏈的緩沖區(qū)管理方法使項目管理人員更加專注進度，通過監(jiān)控緩沖區(qū)的緩沖消耗量，可以準確判斷項目進展情況，根據(jù)監(jiān)控管理機制制定強有力的保障措施，保證項目按期完成。

對于關鍵鏈法在核電大修項目管理中應用的研究目前尚且較少，沒有引起廣泛的關注。本文基于關鍵鏈建立的項目進度管理模型，雖然通過案例驗證具有一定的價值，但對關鍵鏈方法的研究和應用僅涉及大修項目中的關鍵路徑工作上，未將研究范圍擴大到整個大修工作的進度管理上。本文的研究還存在一些不足，未來關鍵鏈法項目管理的研究可以從以下3個方面開展：

（1）由于項目本身的特點使管理具有較大的復雜性，一般的管理軟件如Project、P6 等難以實現(xiàn)有效的管理，有必要開發(fā)新的基于關鍵鏈法的項目管理軟件，或?qū)σ延械能浖M行更新完善。

（2）關鍵鏈法運用PERT 對活動時間的估算，以樂觀時間作為最終的工期，緩沖區(qū)大小設置始終是個難點，緩沖區(qū)大小的科學合理性需要更多的實踐證明。

（3）本文采用緩沖區(qū)消耗與項目進度結(jié)合的緩沖區(qū)監(jiān)控管理，如何設計更加合理的緩沖消耗預警線、為管理者提供準確判斷，是未來值得深入研究的方向。