基于关键链的项目时间管理方法设计研究定稿.doc

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1、基于关键链的项目时间管理方法研究摘要按时、保质地完成项目必定是每一位项目经理最希望做到的,但工期拖延的情况却时常发生。因而合理地安排项目时间是项目管理中一项关键内容,它的目的是保证按时完成项目、合理分配资源、发挥最佳工作效率。本文主要是基于关键链的项目时间管理方法的研究,关键链项目管理方法是约束理论在项目管理中的应用。本文主要分析的是在对关键链项目管理方法的基本思想和理论基础分析介绍的基础上,针对如何利用关键链将项目计划与项目进度控制更好的结合进行了研究和评价,利用项目管理领域相关知识,补充了缓冲区管理的方法和实施步骤,并运用了实例进行了求证。关键词：项目时间管理；项目进度制定方法；关键路径；

2、关键链；案例分析Based on key chains of the project time management methodAbstractCondition and on time completion of projects every project manager is probably the most hope. However, the situation is schedule delays were frequent. Thus a reasonable time to arrange the project is a key in project management

3、, its purpose is to ensure timely completion, rational allocation of resources, to achieve the best efficiency.This paper is mainly based on key chain project time management methods of research, key chain project management method is constraint theory application in project management. This paper m

4、ainly analysis of key chain in the project management method of basic ideological and theoretical basis of analysis introduction, based on how to use the key chain will project planning and project schedule control better is studied and the combination of evaluation of project management domain know

5、ledge, to complement the buffer management method and the implementation steps, and using the example verification. Keywords: Project Time Management; project schedule development method; critical path; key chain; Case study目录引言5项目进度管理国外研究现状5项目进度管理国内研究现状5一项目时间管理61.1项目活动排序6项目活动排序的方法和结果6二项目进度计划制定的方法82

6、.1关键路径法82.2关键链的方法8有趣的徒步旅行9关键链技术的基本思想92.2.3 缓冲区的确定122.2.4 关键链方法的第一次应用122.3项目进度计划的调整方法13三项目进度计划控制模块13四案例分析144.1关键链技术运用14结论16参考文献16引言关键链项目进度管理方法是约束理论在项目管理中的应用。关键链是继关键路径法和计划评审技术之后项目管理领域取得重要进展之一。关键链技术克服了传统进度计划管理局限性,考虑了时间和资源双重约束,利用聚合原理缩短项目工期,通过配置缓冲区以消除不确定性。在项目实施过程中,通过对缓冲区的管理实现对项目进度管控。目前国内外学者,多从对缓冲区时间设置进行理

7、论研究,集中于如何有效计算出缓冲区大小。主要的缓冲区计算方法的理论包括概率论与数理统计、模糊理论、灰色模型三种。而对于如何更有效利用缓冲区进行进度监控和管理,如何建立一整套完整的进度管理模型等问题,仍尚待完善。本文在相关研究基础上,重点研究如何把关键链在项目进度计划和进度控制两大模块上更有效结合起来,并给出缓冲区管理实施步骤,对目前基于关键链的项目进度管理模型加以分析和补充。项目进度管理国外研究现状国外对项目进度控制管理已经有几十年的历史了。近年来,在网络计划领域一直都非常热门的研究课题就是资源约束下的项目计划问题RCPSP Stinson给出了对可再生资源约束下活动不可中断的工期优化单一模式

8、RCPSP问题的整数规划模型,之后相当大一部分工作集中在此类模型的解法上。国外对项目进度监控的另一个热门研究领域的是建设项目实际进度与计划进度的比较方法。经过多人的不懈努力,甘特图、S曲线、香蕉曲线、前锋线和列表比较法这四种比较方法已较为成熟,在各种建设项目的进度识别活动中得到了广泛的应用。项目进度管理国内研究现状我国国内的建设项目监控管理研究起步较晚很长一段时间里,主要是对西方一些相关理论的学习和消化。近年来,随着我国科研水平的迅速提升,国内的研究者在建设项目的监控管理方面的研究也取得了优异的成绩。比如顾鸣宇2009基于知识库的项目进度管理研究,马国丰,屠梅曾2006对制约因素在项目进度管理

9、的应用,鲍学英、赵延龙2009关于关键链技术在项目进度管理中的应用研究。这些研究在一定程度上提高了项目的经济效益和社会效益,但如果综合起来研究,将会有更大的作用。一 项目时间管理项目时间管理又被叫做项目工期或项目进度管理,是为实现按时完成项目工作所开展的项目专项管理2p 173。是由项目活动定义、项目活动排序、项目活动资源估算、项目活动工期估算、项目进度计划的编制和项目进度控制等工作构成的。项目时间管理主要工作之间的关系由下图所示：工作分解结构依存关系分化资源消耗估算实际变更控制活动时间的估算项目进度计划项目活动排序项目活动定义项目进度计划制定项目活动工期估算项目进度计划控制项目活动资源估算关

10、键路径的估算资源占用的估算进度管理计划先后序列确定变更请求控制活动定义结果图1 项目时间管理主要内容及其流程的示意图21.1项目活动排序项目活动排序是指通过分析和确认项目活动清单中各项活动的相互关联与相互依赖的关系,对项目各活动的先后顺序进行合理安排与确定的一种项目时间管理工作。为了制定科学合理的项目进度计划,人们必须科学合理地安排项目各项活动的顺序关系。1.1.1项目活动排序的方法和结果一项目活动排序的方法1.项目活动之间依存关系分析方法三种具体方法1项目活动之间必然依存关系的分析方法 2项目活动之间人为依存关系的分析方法 3项目活动的外部依存关系分析方法 2.顺序图法叫节点图法 通过编制项

11、目网络图而给出项目活动顺序安排的方法。开始ABCDEF结束图2使用顺序图法绘制的项目网络图示意23.箭线图法-箭线图法Arrow Diagramming Method也是一种安排和描述项目活动顺序的网络图方法,只是这种方法使用箭线代表项目活动而使用节点代表项目活动之间的相互关系2p 184。在绘制用箭头表示活动的网络图中,有两个基本规则可以用来识别活动：第一,每个节点有惟一的编号,既图中不会有相同的节点号；第二,每个活动必须由惟一的紧前事件号组成。虚活动是为了表明相互依存的逻辑关系,消除活动与活动之间含混不清的现象而设置的,它既不消耗资源,也不占用时间。用一个虚箭头表示。例：活动紧前活动资源工

12、期估计：天1 需求分析计划张明32 流程优化1李立73 编写需求规格词汇表2张明24 绘制业务流程2李立25 抽象业务类4李立26 建立数据模型5李立27 将分析图示加入规格说明文档3,6万风18 需求规格测试7万风39 需求规格确认8张明3编制网络图编词汇表3张明图加进文档7万风需求测试8万风需求分析计划1张明流程优化2李立业务流程4李立抽象业务类5李立建立数据模型6李立需求确认9张明图3 网络图二项目进度计划制定的方法项目进度计划制定的概念项目进度计划制定就是计划和安排项目活动的起始和结束日期的工作,这是一件反复不断具体和精确的项目时间计划工作2。2.1关键路径法需求测试8万风编词汇表3张

13、明图加进文档7万风需求分析计划1张明流程优化2李立业务流程4李立抽象业务类5李立建立数据模型6李立需求确认9张明图3 网络图这些路径中,12456789是最长的,需要花费时间23天,这意味着23周是整个网络能够完工的关键时间,12456789就是关键路径 。关键路径法是一种运用特定的、有顺序的网络逻辑和估算出的项目活动工期,确定项目每项活动的最早与最晚开始和结束时间,并做出项目工期网络计划的方法。关键路径法关注的核心是项目活动网络中关键路径的确定和关键路径总工期的计算,其目的是使项目工期能够达到最短。2.2关键链的方法关键链法的思路是怎样把人们的工作习惯考虑到管理工作中去,在项目估算和项目管理

14、中因地制宜地来提高项目的绩效。关键链法和关键路径法的区别是：关键路径法是工作安排尽早开始,尽可能提前,而关键链法是尽可能推迟。2.2.1有趣的徒步旅行假如有一些人徒步旅行,他们排成一列,彼此之间的先后顺序保持不变。随着旅行的距离越来越长,这支队伍的第一个人和最后一个人之间的距离也会越来越远,因为中间有些人可能要停下来系鞋带,也有些人可能会因为看风景略停一下。后面的人如果要保持和第一个人的距离,必须快步补上那些拉下的距离,但前面极可能又有些人要停下来系鞋带、看风景。当旅行的距离越长、参加的人员越多时,行进的队伍也会越拉越长。为了使旅行队伍的长度保持不变,可以采取多种办法。例如,一种办法是让队伍中

15、的每一个人都保持行进的速度绝对一致,这种办法可以从理论上假设,但现实中很难做到；另一种办法是用一根绳子将队伍中的每一个人都拴起来,这种办法意味着管理中对每一个人都需要进行同等的关注,而关注所有的人往往等于谁也不关注；还有一种办法是将队伍中走在最前面的人和走在最后的人用绳子拴起来,这种办法能够控制队伍的长度,又有控制的焦点,问题是走在队伍最后的人不一定是造成队伍拉长的人,我们有可能会抓错罪犯。有效又合理的一种办法是在队伍最前面的速度不受影响,必须确保队伍的最前面的人按计划的速度行进。简而言之,为了保证队伍既能按照预定的速度行进又能控制队伍长度的办法有三步：首先,找出队伍中走得最慢的人；其次,用一

16、根适度长短的绳子将队伍中最前面的人和走得最慢的人拴起来；第三,保证走在最前面人的速度。项目与这样的旅行队伍有共同之处。项目的活动之间有一定的顺序,当项目所包含的活动越多、项目参加的人员越多、项目工期越长时,项目延期的可能性也越大。为了保证项目不延期,我们同样要采用找到其中走得最慢的人、绳子和控制走在最前面人的速度的办法。2.2.2关键链技术的基本思想关键链技术是以以色列科学家高德莱特的约束理论TOCtheory of constrains在项目管理上的运用结果,是项目管理技术的新发展,关键链技术的基本思想是根据概率论理论和组织行为学理论,基于工程项目必须遵守整体优化而非局部优化的思想,以50%

17、的概率估计每一道工序的时间,将单个工序的不确定因素统一放在项目缓冲区考虑,将关键链座位项目管理的重点,通过项目缓冲区,输送缓冲区的管理来减少延误。项目管理时间过程中存在三个普遍问题：项目进度延期；项目成本超支；进度计划变更。通常项目经理们将这些问题归结于项目不确定性,但根据Glodratt的观点,这些问题产生于以下三方面原因。一学生综合症,有人总是等到最后一刻才努力。所谓学生综合症 是对人们平时所形成的一种学习工作行为和习惯的通俗描述。面对一项任务,人们在做计划安排时一般习惯尽量让时间留有余地通常考虑了不确定性和风险因素,极力争取更多的安全时间。然而实际在计划执行时这些影响工作的风险因素未必真

18、正发生,而因为人有惰性,知道自己有充足的时间,开始时便觉得不必着急,没必要全力以赴,等到时间变得紧迫时,才开始努力去做,这样使原本富裕的时间被浪费掉,出现前松后紧的现象,一旦有意外发生,往往造成工期的延误。二多任务效应,反应了共享资源地项目执行的约束作用。假设某项目成员共享资源同一时间内需要完成A、B和C三个任务,每个任务周期都为10天。但在多项目环境、情绪压力或人为干预等因素影响下,上诉任务通常以轮换形式执行,那么每个任务周期将延长一倍。可见项目的多任务效应将直接导致项目延误。三工期变动效应的不对称性,在项目实施进程中,任务的延迟通常会由于工序的逻辑关系产生级联效应,但项目却很难从某些任务的

19、提前完成中受益。例如：A、B、C是三个可并发执行的任务,D为A、B、C的紧后任务,A、B、C的任务周期为5天,D的任务周期为10天。通常该项目需要15天的时间就可以完成。但是任务B在实施过程中出现了意外推迟了3天完成,从而导致整个项目周期延期至18天。如果现在反过来思考,如果A、B、C能够提前2天完成,那么整个项目周期是否就变成了13天呢?事实上答案是否定的。分析如下：首先如果项目组成员提前完成了任务,他不会因此而得到奖励,反而却导致项目经理对类似任务的预估完成时间将减少,显然这对他没有好处,因此他不会愿意提前完工。另外即使A、B、C能够提前完成,但D也许因为资源尚未就位等原因而无法开始,所以

20、项目就无法提前完成11。关键链技术就是在项目的执行过程中,把每道工序节省下来的安全时间综合利用起来,通过设置缓冲PB,输入缓冲FB和资源缓冲RB来降低风险,保障项目的顺利运行。项目缓冲区的设置在传统的项目管理中,认为一个项目能否如期完成与每一个活动完成日期有关,因此都会在每一个工序上加上很多的安全时间,来确保项目能准时完成,但人们因为惰性,知道自己又充足的时间,开始不全力以赴,等到时间变得紧迫时,才开始努力去做,这样使原本富裕的时间被浪费,而且不会累积到下一个活动,因此删减每个活动的预估时间,便会释放出足够的时间来设置项目缓冲PB。项目缓冲一般设置在关键链的尾端,通过设置项目缓冲区将延误控制在

21、预定的范围内,保证项目如期交付,以关键链上各工序节省时间总和的一半作为其大小。输入缓冲区的设置虽然关键路径有了项目缓冲,但当有非关键链路径与关键路径会合时,就必须在非关键路径有可能延迟关键路径上的活动,因此必须在非关键路径与关键路径会合的地方插入输入缓冲FB.FB主要是保护关键路径,可以消化非关键链工序带来的工期延迟。输入缓冲一般设置在非关键链与关键链的汇合处,主要是为了保证关键链上的工序如期开始而不受非关键链上工序延误的影响,以非关键链上节省时间总和的一般作为其大小。资源缓冲区的设置由于关键链上任何活动的延误都会引起整个项目的延误,关键链上的工序一般被赋予最高优先级。资源缓冲RB主要放置于有

22、可能发生资源争用的活动上。资源缓冲是一种时间缓冲,本质上是一种预警机制,当关键链上的活动准备使用某瓶颈资源时,通过预告机制即在工序来临前发出预先警告提醒人们。项目管理者可以通过对缓冲区的监控了解缓冲的剩余情况和项目的进展情况,进而及时采取措施进行调控。资源缓冲一般设置在关键链上,通过制定一定的前置时间来进行设置,以保证关键链上所需要资源能按时到位9。关键链技术的实施步骤根据关键链技术的基本思想,对于项目进度计划可以按照以下步骤编制：1） 绘制网络图,找出关键工序,运用工作分解结构WBS工具,把项目由粗到细分解为若干道工序,找出工序之间的逻辑关系,绘制网络图,确定关键路径和关键工序。2） 通过资

23、源平衡化解决资源冲突,对有资源冲突的工序,即多道工序共用一种资源时,按照自由时间少的那道工序优先占用资源的原则,进行资源分配。按照资源使用的优先顺序,重新安排进度。3） 确定关键链,在考虑工序进度和资源占用的情况下,找出路径最长的路径就是关键链。4） 设置缓冲区,首先根据传统方法来估计每道工序的完成时间,然后对每道工序的时间按照50%来重新估计,找出项目最长任务链,确定为关键链。将每道工序剩余的50%的时间放到关键链最后的缓冲区里考虑,来缩短工期。在关键链后设置的项目缓冲区在项目进度计划中是以工序的形式出现,只是不需要消耗任何资源,项目缓冲的时间为每道工序剩余的50%的时间总和。在非关键链到关

24、键链的输入点设置输入缓冲区,输入缓冲区以非关键链上节省时间总和的一半作为其大小。5） 将缓冲区最为进度管理的工具,缓冲区为项目管理者提供了项目当前进行状况的指示表,通过对剩余缓冲区得观察就可以对项目的当前执行情况一路了然,并在需要时采取必要的措施。2.2.3 缓冲区的确定关键链法在项目管理领域的突破之处在于加入了缓冲区这一概念,但对于缓冲时间的设置问题,目前仍然没有更好的方法。目前为止,对缓冲时间的确定总共有三种方法,概率与数理统计、模糊概论和邓聚龙提出的灰色理论。其中概率与数理统计方法要求活动的完成时间必须服从某种概率分布,然而项目的一次性特征无法提供足够繁荣历史数据来说明这种时间分布。模糊

25、理论研究对象的外延具有不确定性,项目活动却有时间限制,即外延确定。灰色理论正是一种研究外延确定而内涵不确定的系统方法,但计算过程较为复杂,不利于实际应用。因此本文借用高德拉特对缓冲时间最原始的估计方法,即50%分法确立缓冲时间。2.2.4关键链方法的第一次应用鲍佛贝蒂公司是英国最大的公司之一,在国际上亦极有地位,是全球四十大承包商之一,年营业额达35亿美元,其中10亿来自英国以外的项目,核心业务包括土木项目、大厦的建造、改建,公路及隧道等。每年公司都需要雇佣很多的分包商,而各分包商之间,往往因为各自的利益及合同上的任务不同而产生矛盾。早在1992年,鲍佛贝蒂公司成立了一个业务改进小组,致力于改

26、变公司的企业文化,以迎合市场的需求。1994年,小组首次接触TOC,7关键链技术在ABB公司项目进度管理中的应用并于1995年参加了TOC管理技巧课程及TOC关键链项目管理课程,并于该年首次将关键链运用于一个项目,1996及1997年,用途扩展至其他三个项目。由于在这几个项目中所取得的卓越成就,鲍佛贝蒂公司在业界赢得了早完工的美誉。以下是一个由设计至本项目全过程实施关键链管理的项目所取得的成绩：项目内容：设计及建造一条8公里长的路；开支上限3500万英镑；必须于124个星期内完成。成绩：项目比预计早95个星期完成,亦比合约上的交货期早了45个星期,虽然项目中途被加添了不少新内容。鲍佛贝蒂公司认

27、为成功的因素是：从一开始,各参与方就以TOC建议的原则来制定项目的计划并通力合作：运用基于TOC的关键链技术为项目制定进度计划；自始至终,坚持执行TOC的缓冲管理；大力建立团队精神,激励项目人员齐心协力应对项目中的风险及波动。2.3项目进度计划的调整方法化整为零对工期紧急,不按期完成会带来巨大经济损失的项目,一般采取将剩余任务化整为零,分别发包的方法。增加人员和设备对于一般项目,通常采用增加资源压缩关键路线的方法来缩短工期。首先应在系统内部调整资源配置,松弛非关键活动,将资源调集到关键路上去。如还不能满足工期要求,再考虑从系统外调集资源。采用新技术这要求项目执行人员本身具有一定的技术水平和技术

28、储备。否者在工期紧急的情况下,项目组抽不出时间来适应新技术的人员承担部分任务。加班加点要求拖延的工作人员增加每天的工作时间,或利用休息日加班工作。三 项目进度计划控制模块基于关键链的进度管理,是将缓冲区作为监控项目进度的有效工具,缓冲区是进度计划与进度控制间的桥梁。用缓冲区来评价项目工序链的实施业绩,这个过程衡量和评价方法使得项目人员向完成目标努力。具体的实施步骤如图4所示。项目进度控制实施步骤关键链管理实践准备缓冲区管理激励机制技术方法分层次预警机制激励方法图4 基于关键链的项目进度控制模型关键链管理实施准备,项目组织分层次管控项目进度,将项目团队分为三个层次进行管控,顶层为项目决策层,中层

29、为项目控制层,底层为项目执行层。项目的正常执行和监控由项目执行负责；当项目进度超过实际计划进入缓冲区后,超过缓冲区的某一个百分比,则项目控制层要介入管理,采取应急方案；当进度缓冲区中更高的百分比后,项目决策层进行项目干预,提供支持。缓冲区管理。基于关键链的进度管理是将缓冲区作为进度管理工具,因此合理应用和控制缓冲区十分重要。本文将缓冲区分为30%,30%,40%三个风险区间,设置两个预警点,黄色预警点和红色预警点。当工序占用的缓冲区达到第一个黄色预警点,即消耗30%的缓冲区时,项目控制层应予以重视并采取相应措施。当工序占用的缓冲区到达第二个红色预警点,即消耗了40%的缓冲区时,项目决策层应尽量

30、调配系统资源,重点监控该工序,确保进度正常进行。激励机制。项目经理在项目开始之前设立激励机制,防止学生综合症的发生,确保项目有效实施。四案例分析4.1关键链技术运用某土建施T项目的子项目网络计划如图5所示。根据实际方案需求确定B、C、F三项工作共用同一台资源设备进行施工。则依据关键链技术编制进度计划。如图5所示：A 6B 10C 4D 6E 8F 10G 8图5项目网络计划图1确定关键工序本项目有4条路径：ABEG；ACEG；ACFG：ADFG。4条路径的持续时间总和分别是32、26、28、30天,其中最长的路径是ABEG。根据关键路径的定义得到关键路径是ABEG,因此A、B、E、G这四道工序

31、即为本项目关键工序。2确定资源顺序重新安排进度根据实际要求。B,C,F这3项工序共用一台设备。出上一步骤得知这3道王序中B工序是关键工序。为了保证工期首先安排B工序,再安排C,F工序。因此重新安排进度如图6所示其中图中的虚箭线代表资源使用顺序。A 6B 10C 4D 6E 8F 10G 8圈6资源配置后的网络图3确定关键链根据图2可以看出有6条路径。分别是：ABEG；AB-CEG；AB-CFG；ACEG；ACFG；ADFG。其中最长的路径是ABCFG。因此根据关键链的定义得到ABCFG即为关键链。4设置缓冲区将工序时间缩减一半并把关键链和非关键链上节省的时间按50原则,计算缓冲时间,如图7所示

32、。A 3B 8C 2D 3E 4F 2G 4FB2PB 2FB 3PB 14圈7设置缓冲区的网络图结 论本文将关键链作为项目进度计划模块与项目进度控制模块联系得桥梁,通过对缓冲区的有效设置,确保了项目计划的有效性和可行性,避免了项目不确定性因素所带来的风险；同时利用预警机制,设置报警线并结合组织层次对缓冲区进行有效监控和管理,防止项目在实施过程中风险的发生。然而作为一种新的管理方法,仍然有很多地方的是需要补充和完善的。本文的研究假设是基于高德拉特所提出的三种约束因素,即适用于项目执行者符合所诉的三种约束的项目。如果抛开三种约束假设,对于缓冲区大小的设置和缓冲区如何有效监控仍需进一步研究。参考文

33、献1戚安邦.项目管理学 M . 天津: 南开大学出版社,2003. 48249。2戚安邦.项目管理学.北京：科学出版社, 2007。3马国丰,尤建新,杜学美项目进度的制约因素管理北京：清华大学出版社,2007。4吴之明,卢有杰.项目管理引论.清华大学出版社.2000。5王瑞良.建设项目进度控制.中国水利水电出版社.1999。6朱宏亮.项目进度管理.清华大学和出版社.2002。7顾鸣宇.基于知识库的项目进度管理研究D.上海：上海交通大学硕士论文,2009。8马国丰,屠梅曾.制约因素在项目进度管理的应用J.管理工程学报,2006,164。9鲍学英,赵延龙.关键链技术在项目进度管理中的应用研究J.XX交通大学学报,2009,281。10哈罗德.科兹纳.项目管理案例与习题集.北京：电子工业出版社.2002.9。11高明、冯俊文.基于灰色关键链的资源受限项目调度新方法J.工业工程与管理,20096:14-3。