摘要:塑料管道企業(yè)面對急劇增長的市場,需要加快迭代上市新產(chǎn)品,而科學(xué)合理的進(jìn)度管理在項目推進(jìn)中尤為重要。在簡要概述項目進(jìn)度管理的基礎(chǔ)上,首先,將關(guān)鍵鏈技術(shù)應(yīng)用于塑料管道產(chǎn)品開發(fā)項目的進(jìn)度管理中,通過設(shè)置緩沖區(qū),減少傳統(tǒng)項目人為設(shè)定安全時間過多而導(dǎo)致的壓縮項目開發(fā)時間的問題;其次,通過結(jié)合MS Project軟件制訂項目進(jìn)度計劃,進(jìn)一步對項目沖突資源進(jìn)行平衡及資源準(zhǔn)備,使項目更加符合實際運行情況,有利于項目的實施;最后,通過三色法判斷偏差對緩沖區(qū)進(jìn)行管理,將緩沖區(qū)分區(qū)管理,并通過緩沖消耗時間和消耗緩沖率建立一套有效的緩沖管理機(jī)制,實現(xiàn)對進(jìn)度過程的控制。在塑料管道產(chǎn)品開發(fā)中應(yīng)用關(guān)鍵鏈技術(shù),可提升塑料管道企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)項目的進(jìn)度管理水平,進(jìn)一步推動塑料管道行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。
關(guān)鍵詞:塑料管道;關(guān)鍵鏈技術(shù);關(guān)鍵路徑技術(shù);計劃評審技術(shù);進(jìn)度管理;MS Project軟件
0"引言
塑料管道產(chǎn)品由于自身潔凈、衛(wèi)生、耐腐蝕、使用壽命長等特點,現(xiàn)已成為地暖和給水管道的首選。塑料管道生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步與市場擴(kuò)張,及人們對舒適安心生活的需求,為塑料管道企業(yè)帶來了巨大的發(fā)展機(jī)遇,也帶了前所未有的挑戰(zhàn)。塑料管道產(chǎn)品迭代速度加快、產(chǎn)品生命周期明顯縮短,從而導(dǎo)致塑料管道產(chǎn)品競爭日趨白熱化,迫使企業(yè)持續(xù)迭代新產(chǎn)品,加快新產(chǎn)品開發(fā)速度,縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期。為了達(dá)成快速迭代新產(chǎn)品的目標(biāo),塑料管道企業(yè)不斷對新產(chǎn)品開發(fā)及進(jìn)度管理方法進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化,以提高自身適應(yīng)持續(xù)快速變化的競爭環(huán)境的能力。
關(guān)鍵鏈技術(shù)能有效解決項目計劃人為設(shè)定安全事件過多和資源沖突等問題"[1],在傳統(tǒng)項目進(jìn)度管理技術(shù)即關(guān)鍵路徑技術(shù)、計劃評審技術(shù)的基礎(chǔ)上,將關(guān)鍵鏈技術(shù)運用在塑料管道新產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)度管理中進(jìn)行應(yīng)用和實踐,能提升塑料管道產(chǎn)品開發(fā)項目的進(jìn)度管理水平,并對塑料管道行業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)的健康可持續(xù)發(fā)展具有重要的實踐意義。
1"項目進(jìn)度管理技術(shù)概述
項目進(jìn)度管理的目的是確保在規(guī)定的時間內(nèi)完成事先約定的項目目標(biāo),以此來管理項目活動和安排工作"[2]。項目進(jìn)度管理技術(shù)包括關(guān)鍵路徑法技術(shù)(CPM)、計劃評審技術(shù)(PERT)和關(guān)鍵鏈技術(shù)(CCPM)。
1.1"關(guān)鍵路徑技術(shù)和計劃評審技術(shù)
早在20世紀(jì)初,各國就開始研究項目進(jìn)度管理。早期的項目科學(xué)管理先驅(qū)甘特Gantt提出了時間作為制定項目計劃的基礎(chǔ),解決時間安排的方法是繪出表明計劃和控制工作的線條表。20世紀(jì)50年代末期,網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)作為項目控制和計劃的管理技術(shù),由于提升項目管理效率明顯,開始被大量使用。1956年,杜邦發(fā)明了關(guān)鍵路徑技術(shù),隨后美國北極星導(dǎo)彈核潛艇項目在關(guān)鍵路徑技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)明了計劃評審技術(shù),這些進(jìn)度管理技術(shù)一般綜合應(yīng)用,其發(fā)展對項目進(jìn)度的發(fā)展起到了極大的促進(jìn)作用。關(guān)鍵路徑技術(shù)和計劃評審技術(shù),在項目進(jìn)度管理中被大量使用,使用方法包括通過項目活動的邏輯關(guān)系及工序時間參數(shù)計算,生成網(wǎng)絡(luò)圖。網(wǎng)絡(luò)圖能系統(tǒng)全面地表達(dá)工序之間的邏輯關(guān)系,并且能清楚地幫助利益相關(guān)方知曉工序提前或滯后對整個工期的影響"[3]。通過項目活動工序時間參數(shù)計算,得出項目的關(guān)鍵路徑,通過對關(guān)鍵路徑的管理,有利于項目成員對項目進(jìn)度進(jìn)行控制。由此得出活動順序A-C-D=30d是該項目的最長路徑,也是關(guān)鍵路徑,所以A-C-D關(guān)鍵路徑上的所有活動都為關(guān)鍵活動。關(guān)鍵路徑技術(shù)示例圖如圖1所示。
按照三點估算法計算時間,對項目進(jìn)行工序時間估計,公式如下
tE=to+4tm+tp6(1)
式中, to表示完成活動最樂觀時間;tm表示完成活動最可能完成時間;tp表示完成活動最悲觀時間;tE表示每個活動任務(wù)持續(xù)時間的期望值。
1.2"關(guān)鍵鏈技術(shù)
在20世紀(jì)90年代,高德拉特博士在CPM和PERT的基礎(chǔ)上考慮到約束理論并提出了關(guān)鍵鏈技術(shù),在考慮到項目進(jìn)度管理過程中項目資源沖突等不確定因素對項目路徑的影響后"[1],重新找出項目耗時最長的路徑即為關(guān)鍵鏈。運用數(shù)理統(tǒng)計的方法在項目計劃中添加了緩沖區(qū),后續(xù)通過緩沖區(qū)管理來有效解決實際項目進(jìn)度過程中的問題。關(guān)鍵鏈技術(shù)示例圖如圖2所示。Luiz等"[4]開展了一項針對巴西79個公司的調(diào)查,發(fā)現(xiàn)CCPM對新產(chǎn)品開發(fā)的績效產(chǎn)生積極影響,關(guān)鍵鏈技術(shù)顯著優(yōu)于傳統(tǒng)管理方法"[5]。張俊光等"[6]根據(jù)工序間邏輯關(guān)系進(jìn)行安全時間估計和緩沖區(qū)大小調(diào)整,使用關(guān)鍵鏈技術(shù)優(yōu)化方法使得項目工期縮短,減少了人為因素的浪費。
在項目歷時估算過程中,項目成員為了能在規(guī)定時間內(nèi)完成項目目標(biāo),通常會在計劃過程中考慮不確定性因素,出于對低風(fēng)險的時間估計,會在對每個項目任務(wù)歷時估算時添加過多的安全時間(ST),以避免項目延期帶來的損失。同時,項目管理者和企業(yè)內(nèi)部各層管理者,為了保證任務(wù)完成的安全性,也會在項目時間估算時加入安全時間,從而大大延長了整個項目計劃周期。由于項目組成員有過多的安全時間,雖然在項目計劃進(jìn)度下已完成了任務(wù),但出現(xiàn)延報或瞞報等,就會浪費掉安全時間。因此,關(guān)鍵鏈技術(shù)目的是消除過多的安全時間,以縮短工期。關(guān)鍵路徑技術(shù)和關(guān)鍵鏈技術(shù)的差異圖如圖3所示。
曹小琳等"[5]在考慮項目不確定性的情況下,結(jié)合項目管理者資源制約等因素的影響,提出了一種改進(jìn)緩沖區(qū)大小的計算方法。褚春超"[7]考慮項目的工期分布特點,在工序工期服從對數(shù)正態(tài)分布的情況下計算項目緩沖區(qū)。馬力等"[8]基于根方差法,提出了一種改進(jìn)型的自適應(yīng)緩沖區(qū)及設(shè)置方法,這種方法不僅可有效縮短緩沖區(qū)長度,而且能避免因緩沖區(qū)設(shè)置不合理而產(chǎn)生的資源沖突問題。張俊光等"[9]運用熵權(quán)法對評價指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重設(shè)定,進(jìn)而確定項目緩沖區(qū)。徐晶"[10]基于關(guān)鍵鏈對南凱X號線進(jìn)度制約因素進(jìn)行研究,得出關(guān)鍵鏈技術(shù)在項目進(jìn)度計劃中的必要性。
常見的緩沖區(qū)計算方法有高德拉特博士提出的剪切-粘貼法(Camp;PM)和Newbold提出的根方差法(RSE)。剪切-粘貼法將有效取出關(guān)鍵鏈所有工作被扣除時間的總和的50%,作為關(guān)鍵鏈的項目緩沖區(qū)"[1]。Herroelen等"[11]認(rèn)為Camp;PM簡單易行,緩沖區(qū)大小隨工序數(shù)量線性變化,工序少則緩沖區(qū)偏小。綜上所述,Camp;PM具備操作簡便的特點,能降低關(guān)鍵鏈對項目管理者數(shù)理方面的要求且貼合制造行業(yè),在實際項目過程中被大量使用,因此Camp;PM法對于R公司塑料管材開發(fā)比較實用。
基于關(guān)鍵鏈技術(shù)的緩沖區(qū)大小計算方法,據(jù)活動時間彈性系數(shù)來計算緩沖區(qū)大小,引入活動的時間彈性系數(shù)。按照式(2)計算時間彈性系數(shù)K。
(1)項目緩沖區(qū)(PB),設(shè)置在關(guān)鍵鏈技術(shù)的尾端,關(guān)鍵鏈技術(shù)考慮到項目確實存在的不確定性(圖2),在所有的活動后面加上一個項目緩沖時間,用于保護(hù)項目進(jìn)度,避免不確定性事件造成的項目延期,按照式(3)計算PB。
(2)輸入緩沖區(qū)(FB),主要目的是防止非關(guān)鍵路徑上的時間延誤對關(guān)鍵鏈造成影響,按照式(4)計算FB。
(3)資源緩沖區(qū)(RB),主要目的是提醒項目管理層需要及時準(zhǔn)備資源而預(yù)留的警示時間,RB不占用項目的時間,通常項目管理者會在有可能發(fā)生資源沖突的任務(wù)上設(shè)置一定的時間,提前準(zhǔn)備資源。
K=tO-tmtp-tm(2)
PB=∑i∈f{(tp-to)×Ki}(3)
FB=∑j∈k{(tp-to)×Kj}(4)
式中, K表示時間彈性系數(shù);PB表示項目緩沖區(qū)的大小;FB表示輸入緩沖區(qū)的大小;i= 1,2,…等為非關(guān)鍵路徑工序序號;j= 1,2,…等為非關(guān)鍵路徑工序序號;f表示關(guān)鍵鏈上的任務(wù)i的集合;k非關(guān)鍵鏈上的任務(wù)j的集合。
緩沖區(qū)管理是在項目實施過程中通過對計劃設(shè)定緩沖的消耗進(jìn)行管控。別黎等"[12]根據(jù)項目執(zhí)行的動態(tài)環(huán)境提出了動態(tài)緩沖監(jiān)控方法,根據(jù)緩沖區(qū)實際消耗情況采取相應(yīng)的行動,實現(xiàn)了對緩沖區(qū)實時動態(tài)監(jiān)控的目的??偟膩碚f,通過引入關(guān)鍵鏈技術(shù),可以有效改善傳統(tǒng)的項目進(jìn)度管理模式,該技術(shù)在項目計劃時就已經(jīng)考慮和處理了資源沖突問題來制定時間計劃,建立的三種緩沖區(qū)在考慮到不確定性時減少過多安全時間余量,以壓縮工期。在項目實施過程中對項目的緩沖區(qū)進(jìn)行管理,一般都是通過緩沖消耗時間、消耗緩沖率來對項目進(jìn)度進(jìn)行管控,以完成項目目標(biāo)。
2"關(guān)鍵鏈技術(shù)在進(jìn)度管理中的實施方案
建立關(guān)鍵鏈技術(shù)在塑料管道產(chǎn)品開發(fā)項目進(jìn)度管理中的實施方案,關(guān)鍵鏈技術(shù)項目進(jìn)度計劃基本步驟示意圖如圖4所示。
3"案例應(yīng)用
3.1"案例概述
針對R公司塑料管道開發(fā)項目(以下簡稱“M項目”)進(jìn)行關(guān)鍵鏈技術(shù)應(yīng)用。M項目是R公司為了搶占飲用水管道市場而開發(fā)的產(chǎn)品項目。該項目投資200萬元,產(chǎn)品要求安裝快速,成本比現(xiàn)有公司給水管道產(chǎn)品成本下降18%,開發(fā)時間不得超過11個月。
3.2"關(guān)鍵鏈技術(shù)在M項目中的應(yīng)用
將關(guān)鍵鏈技術(shù)運用到R公司M項目,M項目進(jìn)度計劃流程圖如圖5所示。
3.2.1"創(chuàng)建M項目的工作分解結(jié)構(gòu)WBS
對R公司塑料管道產(chǎn)品M項目進(jìn)行目標(biāo)分解,按照WBS將項目階段劃分為5個部分,作為WBS的第一層。M項目進(jìn)度計劃如圖6所示。
將M項目WBS第一層的5個部分,按照WBS要求詳細(xì)分解為更具體的工作單元即WBS第二層,并進(jìn)行活動編號, M項目工作單元見表1。
3.2.2"M項目活動資源估算
M項目屬于產(chǎn)品開發(fā)項目,按照以往的經(jīng)驗,人力資源對項目的影響較大,因此,本文著重關(guān)注的資源是M項目的人力資源,人力資源及代號見表2。
M項目活動資源估算采用自下而上的方式,對M項目WBS中的各項活動所需的人力資源進(jìn)行估算,M項目活動資源清單見表3。
3.2.3"M項目活動歷時估算
根據(jù)WBS和工期要求,結(jié)合專家判斷,進(jìn)行M項目活動歷時估算。M項目活動歷時估算結(jié)果見表4。
3.2.4"M項目活動排序
根據(jù)R公司M項目各項活動之間的邏輯關(guān)系,對M項目活動進(jìn)行排序并確定緊前工序。M項目活動邏輯關(guān)系見表5。
3.2.5"確定M項目關(guān)鍵鏈
確認(rèn)R公司M項目的關(guān)鍵鏈,本質(zhì)是在考慮M項目各項活動之間的邏輯關(guān)系和所需的資源沖突的情況下,找出的M項目歷時最長的工作路徑。關(guān)鍵路徑技術(shù)的計算過程比較煩瑣,涉及稍復(fù)雜的項目時容易出錯,因此本文借助MS Project軟件識別關(guān)鍵鏈,提出一種關(guān)鍵鏈技術(shù)。繪制M項目網(wǎng)絡(luò)圖,如圖7所示,具體方法如下:
(1)在MS Project軟件中輸入項目的WBS、項目活動資源估算,以及設(shè)定項目中各項活動間的邏輯關(guān)系、項目開始日期等。
(2)對MS Project軟件進(jìn)行設(shè)置,使MS Project軟件輸出顯示符合項目實際需要。例如,為了快速得到關(guān)鍵路徑,需要修改凸顯關(guān)鍵路徑;為了更容易找到資源約束,需要修改甘特圖內(nèi)資料顯示樣式;為了快速找出關(guān)鍵工序,需要修改網(wǎng)絡(luò)圖格式等。
(3)在找出項目的關(guān)鍵路徑的基礎(chǔ)上,考慮到實際項目的資源制約,進(jìn)行資源平衡調(diào)整和提前準(zhǔn)備資源,確定最終的關(guān)鍵路徑。
1)不考慮資源約束,M項目的關(guān)鍵路徑
為了快速全面地知曉M項目各項活動的邏輯關(guān)系和得到關(guān)鍵工序,在MS Project軟件任務(wù)欄下設(shè)置視圖轉(zhuǎn)為網(wǎng)絡(luò)圖,M項目網(wǎng)絡(luò)圖如圖7所示。細(xì)箭頭路徑表示項目M的關(guān)鍵路徑關(guān)鍵路徑,路徑為:1-2-3-4-5-6-7-8-9-11-13-14-15-16-17,其中也能得出這些活動為關(guān)鍵工序。在這個階段,將MS Project軟件任務(wù)欄下設(shè)置視圖轉(zhuǎn)為甘特圖,也能得出MS Project軟件不考慮資源制約的關(guān)鍵路徑,總工期為360.4d。M項目關(guān)鍵路徑如圖8所示。
2)考慮資源沖突,確定M項目的關(guān)鍵鏈
使用MS Project軟件對M項目進(jìn)行進(jìn)度管理,通過對項目的瓶頸資源的識別,可發(fā)現(xiàn)如果按照關(guān)鍵路徑技術(shù),工序6、10之間存在資源R2、R3的沖突,工序12、13之間存在資源R2的沖突,即如果按照傳統(tǒng)關(guān)鍵路徑技術(shù)實施,在這個階段就會出現(xiàn)資源沖突,使得項目延期。M項目關(guān)鍵路徑上添加資源信息如圖9所示。
資源短缺是項目實施過程中經(jīng)常存在的問題,就需要對M項目中發(fā)生資源沖突的活動進(jìn)行分析和調(diào)整,可將資源沖突的工序調(diào)整為順序工序,可形成前后關(guān)系避免沖突,還可以提前準(zhǔn)備可替代資源等。
M項目活動調(diào)整如圖10所示。首先,將發(fā)生資源沖突的工序6和10進(jìn)行R2、R3資源平衡,變?yōu)轫樞蚬ば颍磳⒐ば?0放在工序6的后面,將并行工序調(diào)整成順序工序,避免資源R2和R3沖突。由圖10可知,前置任務(wù)中將工序6設(shè)置為工序10的前置任務(wù),并將工序10設(shè)置為工序7的前置任務(wù)。其次,在工序12、13之間存在資源R2的沖突,通過內(nèi)部協(xié)調(diào),提前安排資源代號R2開發(fā)工程師對資源代號R3開發(fā)工程師進(jìn)行培訓(xùn)和指導(dǎo),使得R3能在活動12開始前能夠接替資源代號R2勝任在活動12的工作,如圖10,將工序12所需的資源R2修改為R3,使人力資源也得到充分利用。
通過MS Project軟件調(diào)整,M項目網(wǎng)絡(luò)圖如圖11所示。在考慮資源約束的前提下,M項目的總工期為394d。將MS Project軟件任務(wù)欄下設(shè)置視圖轉(zhuǎn)為網(wǎng)絡(luò)圖,得到確定的關(guān)鍵鏈:1-2-3-4-5-6-10-7-8-9-11-13-14-15-16-17,工序活動的邏輯順序一目了然,也是關(guān)鍵工序在項目實施時需要重點關(guān)注的。
3)設(shè)置緩沖區(qū)
需要在關(guān)鍵鏈上設(shè)置輸入緩沖區(qū),其大小以PB表示;需要在非關(guān)鍵鏈上設(shè)置輸入緩沖區(qū),其大小以FB表示。 M項目加入緩沖區(qū)的活動網(wǎng)絡(luò)圖如圖12所示。
首先,根據(jù)式(2)可以得到M項目活動各個工序的時間彈性系數(shù)K,工序彈性系數(shù)K計算值見表6。
其次,依據(jù)式(3)計算項目緩沖區(qū),經(jīng)計算得出PB=139d;依據(jù)式(4)計算輸入緩沖區(qū),經(jīng)計算得出FB=5d;項目總緩沖區(qū)大小為139+5=144d,緩沖區(qū)使用1/3=48d,緩沖區(qū)使用2/3=96d。資源緩沖區(qū)RB不占用整個網(wǎng)絡(luò)計劃的時間,設(shè)置為虛工序。
最后,以工序歷時期望值的50%計算總工期,關(guān)鍵鏈路徑為1-2-3-4-5-6-10-7-8-9-11-13-14-15-16-17的持續(xù)時間為198.5d。采用關(guān)鍵鏈技術(shù),在進(jìn)度控制中,緩沖區(qū)使用率最大不超過2/3,因此,取使用率最大值為2/3,則緩沖區(qū)大小為144d(144)×2/3=96d,加上工序歷時期望值的50%工期時間=198.5d,得出總天數(shù)為294.5d。相較于關(guān)鍵路徑技術(shù)的計劃工期(359d),關(guān)鍵鏈技術(shù)確實能壓縮工期。關(guān)鍵鏈技術(shù)和關(guān)鍵路徑技術(shù)計劃工期比較見表7。
3.2.6"緩沖區(qū)管理
首先,設(shè)置觸發(fā)點。采用三色法判斷緩沖區(qū)消耗是否在可控范圍之內(nèi),三色法將項目緩沖區(qū)消耗情況分成三種顏色,消耗范圍在0~1/3(比率為0~33%),稱為安全區(qū)域,即A區(qū);消耗范圍在1/3~2/3(比率約為33%~66%),稱為警惕區(qū)域,即B區(qū);消耗范圍在2/3~1(比率約為66%~100%),稱為危險區(qū)域,即C區(qū)。因此,在33%和66%設(shè)置兩個監(jiān)控觸發(fā)點位置。緩沖區(qū)劃分圖如圖13所示。
其次,設(shè)置緩沖區(qū)狀態(tài)視圖,其可清晰顯示當(dāng)前項目進(jìn)度健康狀態(tài)。M項目緩沖區(qū)管理見圖14。由圖14可知,緩沖區(qū)管理根據(jù)兩個指標(biāo)完成,指標(biāo)1為緩沖區(qū)消耗比率,指標(biāo)2為關(guān)鍵鏈完成率,并通過當(dāng)前時刻在視圖所落坐標(biāo)軸的區(qū)域來判斷是否要采取必要的措施,以對緩沖區(qū)進(jìn)行動態(tài)管理。①落在A區(qū),則項目如期進(jìn)行,繼續(xù)保持項目當(dāng)前進(jìn)度,不采取任何措施;②落在B區(qū),則表示沒有按照預(yù)期進(jìn)行,此時應(yīng)當(dāng)關(guān)注并準(zhǔn)備改進(jìn)的措施,防止進(jìn)度惡化;③落在C區(qū),則說明項目進(jìn)行非常不順利,需要立即行動,如采取趕工、改變工序施工順序、資源重新調(diào)度等必要措施,加快進(jìn)度。在M項目緩沖區(qū)管理中,通過檢查當(dāng)前時刻緩沖區(qū)消耗,實施過程跟蹤并采取相應(yīng)的措施,使得M項目進(jìn)度可控。滿足產(chǎn)品成本下降18%的前提下在10個月完成項目,比計劃工期提前1個月完成了項目目標(biāo),提前完工使得開發(fā)成本節(jié)約了5%。 M項目緩沖區(qū)管理如圖14所示。
4"結(jié)語
本文運用關(guān)鍵鏈技術(shù)對塑料管道新產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)度管理,M項目進(jìn)行實踐,從項目計劃工期出發(fā),設(shè)立緩沖區(qū)壓縮項目開發(fā)時間,對項目中沖突資源進(jìn)行平衡及資源準(zhǔn)備,依托MS Project軟件,提出了一種切實可行的求解關(guān)鍵鏈的方法,使用三色法判斷對緩沖區(qū)進(jìn)行管理,并且該方法成功運用于R公司M項目進(jìn)度管理,使得項目提前完工,更帶來項目成本節(jié)約5%,并為推進(jìn)塑料管道產(chǎn)品開發(fā)項目進(jìn)展、提高類似項目進(jìn)度管理水平提供了支持與保障。
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收稿日期:2023-11-17
作者簡介:
李鋒(1987—),男,研發(fā)工程師,研究方向:閥門及管道相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)。