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船只设计进度管理相关理论综述

发布时间:2019-03-06

2相关理论综述

  2.1传统的项目进度管理方法

  项目进度管理方法的发展从甘特图的使用开始,经过网络计划、关键路径法(CPM)和计划评审技术(PERT)发展至今,在各行各业中有着广泛的应用。其中关键路径法(CPM)的主要目标是决定项目活动中的关键路线,以安排项目按照最短的时间完成;计划评审技术(PERT)是一种双代号非确定性网络分析方法,可以看作关键路径法的发展,该技术为了解决项目活动时间估算困难的问题,采用了三种时间估计法,来对各项工作的持续时间进行估计。

  (1)传统项目进度管理常见的优化方法

  在实际工作中,编制一个计划,需要考虑到工期、资源利用和成本等问题,而传统的进度管理的优化手段也是从工期、成本和资源方面入手,常见的优化方法如下:

  ①时间压缩法:时间压缩法是在不改变项目范围的情况下,通过赶工和快速跟进两种技术寻找方法来缩短项目工期,以满足强制性的完工要求或其他时间计划目标。

  ②时间-费用优化法:时间费用优化法是将项目的成本、收益等因素结合到进度计划的优化过程中,其目标是花费最少的项目成本缩短项目工期。

  ③时间-资源优化法:时间资源优化是指在初步生成的时间计划中,某一特定时段要求有更多的可利用资源,或者要求确保那些难以管理的资源。通过利用资源平衡法,生产一个反映了这些限制条件的时间计划。该方法也称为“资源导向方法”.

  (2)传统项目进度管理技术CPM/PERT的缺陷CPM/PERT技术是目前运用最广的项目进度管理技术之一,并且在解决时间管理方面继续发挥着作用。但也有不少学者人为传统进度管理技术存在一些缺陷。每个工程项目和每个项目中的具体活动都存在于复杂的网络系统中,每个项目存在着或多或少的不确定因素,使得项目管理者在对工期估算时都是采纳最悲观的时间。在项目执行过程中,各节点的安全工期层层叠加,使得整个项目的安全工期过长,使得项目延期的风险反而增大。

民用船

  2.2关键链技术

  2.2.1基础理论和基本假设

  (1)约束理论约束理论(TheoryofConstraints,TOC),根植于最优生产技术(OptimizedProductionTechnology,OPT),是由以色列物理学家Goldratt博士提出的关于“如何改进现有的管理概念和管理原则,以及讨论出一套合理方法去执行这些改进过的管理思想[7]”.企业可以通过TOC理论,发现项目执行过程中存在的不确定因素,并通过一系列手段来消除这些因素带来的制约,从而有效得实现企业预期的目标[25].约束理论针对这些制约因素对项目过程产生的影响,提出了五个核心步骤来实现项目管理得到持续的循环的良性的改善,图2-1是TOC的核心步骤图[26].

  (2)项目进度制约因素管理项目进度制约因素管理针对CPM/PERT等进度计划技术理论方法上的不足,提出了项目进度计划中制约因素的工期决定了整个项目的周期[26],同时对非制约环节的工期产生影响;在非制约环节上工期的提前结束对整个项目周期的控制不产生影响,而控制项目超期风险主要是针对制约因素的工期控制,并设置一定的缓冲来对其进行保护;选用最乐观的的工期估计,通过设置缓冲来保证任务按时或提前完成。在制定项目进度计划之前,就应该对项目的所有制约因素进行调查和综合考虑。

  (3)基本假设关键链技术是约束理论在项目管理领域的应用和发展,同时结合结合心理学相关理论,对项目中实施人的行为提出了以下基本假定:①学生综合症(Students'Syndrome)这一假定可以简单解释为:学生们总是要等到时间快结束之前才开始完成作业。在项目实施过程中,这样的现象表现在,当项目经理为项目的工期安排了大量的安全工期,项目的执行者会在活动结束前期才开始赶工,使得整个项目的效率低下,并且增大项目拖期的风险。②帕金森定律(Parkinson'sLaw)英国历史学家诺斯古德·帕金森在其着作《帕金森定律》一书中描述了帕金森定律。只要时间没有用完,工作就会继续延续下去,直到所有的时间都用完。在项目计划中,虽然项目管理者为每个活动都留足了时间,但项目执行者总会调整节奏把所有预算的时间用完,而不会提前完工。③墨菲定律(Murphy'sLaw)墨菲定律是由爱德华·墨菲(EdwardA.Murphy)提出的,是一种心理学效应。墨菲定律指出:如果做某件事的方式不止一种,且其中一种选择方式将导致灾难性的结果,则必定会有人选择这种做法,使灾难发生。墨菲定律的实施运用在项目管理可以理解为:不定因素带来的风险能够由可能性变为突发性的事实。

  ④级联效应(CascadeEffect)级联效应(Cascadeeffect)是指由于一个动作影响系统而导致发生一系列的意外事件。

  在项目的执行过程中,如级联效对系统带来了坏的影响,需要分析这种效应所将造成的后果,当一个工序活动因事发生延迟,则它的后续任务通常也会出现超时延迟的现象。

  2.2.2基于约束理论的关键链技术

  (1)关键链技术

  Goldratt在1997年提出了关键链项目管理(CriticalChainProjectManagement,CCPM)方法[18],该方法有由Goldratt的约束理论(TheoryofConstraint,TOC)发展演化而来,因此被称为是以约束理论为基础的项目管理理论[27].关键链技术是网络计划技术的新发展,是一种在项目开始前就根据资源约束来协调项目进度计划安排的网络分析技术,它以“整体优化”为目标,通过设置缓冲(Buffer)、控制关键链、采用尽可能晚的计划、避免资源并行分配等一系列措施,在原有的关键路径上结合资源限制生成项目关键链,解决传统项目管理不能解决的一系列问题,并通过时间缓冲的设置来应对项目延期的风险[27].

  (2)关键链技术的管理优势

关键链技术的强调的是“整个项目最佳”,而不是单个任务的最优。在项目进度的早期阶段,就注意到了资源冲突的平衡,避免由于资源冲突而使原来的计划不能按期完成;同时,充分考虑了项目执行者的心理因素对行为带来的影响,50%完工概率的工期估算虽然比较激进,但是能够消减项目执行者对于安全工期的浪费;对缓冲区的设置,将分散的安全工期相对集中后有目的的进行整体安排,避免不确定性因素对项目工期的顺利完成产生影响[44].

2.2.3关键链技术的应用步骤

  (1)关键链识别

  根据工作分解结构(WBS)和各活动之间的工序逻辑关系,绘制项目初始网络计划图。

  结合网络计划图和项目关键资源情况,找出关键资源冲突的活动工序,调整网络计划,以平衡资源冲突,形成新的网络计划图,选择最合适的一条作为项目最终的关键链。(2)缓冲区设置关键链技术中的缓冲区主要分为三类,分别是:项目缓冲(PB)、汇入缓冲(FB)及资源缓冲(RB)。图2-2为某个简单的“最终网络图”,图中不仅有关键链A-B-C-D,在非关键链活动E汇入关键链上C、D之间时,设置了FB,在项目末尾设置PB;同时,针对资源约束在相关工序开始以前,采取了资源RB的预警机制[27].

  (3)缓冲区管理

  目前,关键链技术中的缓冲区管理运用较多的是Goldratt博士提出的“三色区管理法”,该方法主要是将项目缓冲区按照三种颜色进行区域的区分,不同区域的缓冲区消耗情况,有不同的管理方法[17].缓冲区管理的对象除了项目缓冲区和汇入缓冲区,资源缓冲区的管理同三色的区域区分一样要进行特别的考虑和研究。

  2.3关键链技术的国内外研究现状

  2.3.1关键链技术的国外研究综述

  1997年,高德拉特博士(Dr.EliyahuM.Goldratt)出版了管理小说《关键链》,这是他的管理学着作《目标》提出了“制约法”后又一成功的作品。《关键链》一书中是将约束理论应用于项目管理领域,提出了项目管理的全新方法--关键链项目管理(CriticalChainProjectManagement,简称CCPM)[2].《关键链》提出:项目中的制约因素影响着项目的整体进度,并用“关键链”一词来表示一系列制约因素在最长一条工序中的争夺资源而引起的相互依存的关系。

  关键链项目管理方法以小说的形式呈现出后,引起了学者们的关注,由此开展了许多理论和方法的研究。经过了十几年的发展,关键链的项目管理理论在世界各地都得到了进一步的发展与实践。

  GrahamK.Rand对关键链项目管理的方法进行了基础性的介绍和归纳[28].

  HermanSteyn在研究了关键链管理中的心理学基础后,也主张用50%概率来对可能的完工时间进行估计,尽量减少人的主观心理对工期长度的影响;在关键链后设置项目缓冲区(ProjectBuffer)来减少50%概率的工期压缩后项目延期的风险,在非关键链与关键链之间设置汇入缓冲区(FeedingBuffer)来避免关键链活动因为非关键上活动的影响而产生的延期[17].

  Randgk从约束理论出发,介绍了设置缓冲区来衡量项目进度,以及非关键链上的活动工序服从资源约束的要求,提升对项目工期控制的有效性[21].

  Herroelenw介绍了关键链缓冲区的管理是约束理论在项目管理中的直接应用,并通过网络图举例论证了缓冲区设置的计算过程,指出资源约束下的项目进度计划的建立是比较困难和复杂的过程[22].

  国外学者对关键链技术方法和实践的研究已有相当多的成果,在企业的项目管理方法中也有了大量成功的运用。欧美企业的一些着名的管理软件,开始将关键链技术的管理方法运用到管理软件的编制中。在以色列国防部,更是明文规定了:在军事项目的招标过程中,不考虑没有推行关键链技术管理项目的公司。美国国家航空和宇宙航行局(NASA)将关键链技术运用到了多个项目中,并获得了项目管理的成功。美国海军的部分造船厂和维修机构成功的将关键链管理方法应用在了建造和维修军用船只的大型而复杂的工程项目管理中,并验证了通过改进管理办法,使得计划工期得到优化,加快了施工进度,为企业带来收益[44].

  2.3.2关键链管理的国内研究综述

  近年来,我国对于关键链技术的研究在不同的领域都有非常大量的应用和研究,在关键链核心思想的解读、缓冲区的确定、资源约束下的关键链管理和体系研究方面都有大量的成果出现。

  (1)基于CPM/PERT的工期估算

  蔡晨、万伟结合约束理论的核心思想,在PERT/CPM的基础上,对项目规划过程、工序的时间问题提出了一种可行的办法:以两点时间估计代替PERT的三点时间估计,将三点估计(a,m,b)中的最可能时间m吸收到工序弹性系数Kb,以最乐观的工期估计编制计划,并通过KB计算出的项目缓冲避免项目中的各种不确定因素对计划带来的影响,并给出了具体的实施步骤[22].单泪源、龙颖在蔡晨、万伟研究的基础上提出利用CPM/PERT三点时间估计中的最可能时间m和其与最乐观时间a和最悲观时间b的偏离程度来确定关键链。设置了缓冲区层次,以及项目延期突破各层时应采取的缓冲决策[37].

  (2)缓冲区确定研究

  褚春超认为缓冲的估计和设置问题是关键链技术的核心问题,认为50%工期估算和缓冲的设置与95%的概率估算工期有同样的保证率;提出缓冲与时差是不同概念,缓冲只能置于链路的尾端,反应链路上工序的不确定性,为整个链路共有;结合缓冲区估计的常用方法,提出了缓冲估计的新方法和关键链计划的制定过程,并以算例加以分析[27].

  林晶晶、周国华在褚春超的关键链缓冲区设置方法研究基础上,为防止根方差法设置缓冲区容易过大的缺陷,通过熵权(TOPSIS)法对各工序活动不确定性的量化,得到项目中各活动的不确定性因子,以计算安全工期,作为缓冲区设置的计算依据[30].

  (3)资源约束下的关键链管理

  万伟、蔡晨和王长峰等探讨了在资源约束的情况下,对已有的TOC项目规划进行了回顾,整理出关键链管理的具体方法和过程,是约束理论在项目管理中能够被实际操作[40].

  王培、杨玲在马国丰、屠梅曾的制约因素在项目进度管理的应用理论基础上提出了单资源约束项目中引入完工概率的一种新的方法来改进进度计划,在此完工概率下对关键链上工序的持续时间进行削减,对各种不同完工概率要求下工序的持续时间进行修正[51].

  (4)基于关键链的项目进度管理体系

  马国丰,屠梅曾等学者把关键链技术、群体决策支持系统(GDSS)的决策管理模式做为基础,认为综合性的、大型项目的进度管理建立在项目投资、项目承包商和监理商有效沟通、共同决策的基础之上。在运用现有的项目进度管理软件和工具的同时,结合项目进度管理的实践特点,以关键链和群体决策支持系统(GDSS)的决策管理模式为基础,采用C/S和B/S结构相结合的形式,提出了采用Internet环境下的Web交互技术和GDSS为支持的系统总体结构模型[50].