基于關(guān)鍵鏈的項目進度管理方法研究

 
摘 要：關(guān)鍵鏈項目管理方法是約束理論在項目管理中的應(yīng)用。在對關(guān)鍵鏈項目管理方法的基本思想和理論基礎(chǔ)分析介紹的基礎(chǔ)上，針對如何利用關(guān)鍵鏈將項目計劃與項目進度控制更好的結(jié)合進行了研究和評價;利用項目管理領(lǐng)域相關(guān)知識，補充了緩沖區(qū)管理的方法和實施步驟，并運用實例進行了求證。
關(guān)鍵詞： 關(guān)鍵鏈;項目進度管理;項目計劃;項目控制;緩沖區(qū)設(shè)置

引言
    關(guān)鍵鏈項目進度管理方法是約束理論在項目管理中的應(yīng)用。關(guān)鍵鏈是繼關(guān)鍵路徑法和計劃評審技術(shù)之后項目管理領(lǐng)域取得的重要進展之一。關(guān)鍵鏈技術(shù)克服了傳統(tǒng)進度計劃管理局限性，考慮了時間和資源雙重約束，利用聚合原理縮短項目工期，通過配置緩沖區(qū)域以消除不確定性。在項目實施過程中，通過對緩沖區(qū)的管理實現(xiàn)對項目進度管控。目前國內(nèi)外學者，多從對緩沖區(qū)時間設(shè)置進行理論研究，集中于如何有效計算出緩沖區(qū)大小。主要的緩沖區(qū)計算方法的理論包括概率論與數(shù)理統(tǒng)計、模糊理論、灰色模型三種。而對于如何更有效利用緩沖區(qū)進行進度監(jiān)控和管理，如何建立一整套完整的進度管理模型等問題，仍尚待完善。本文在相關(guān)研究基礎(chǔ)上，重點研究如何把關(guān)鍵鏈在項目進度計劃和進度控制兩大模塊上更有效結(jié)合起來，并給出緩沖區(qū)管理實施步驟，對目前基于關(guān)鍵鏈的項目進度管理模型加以分析和補充。

1 關(guān)鍵鏈理論的基本思想
　　關(guān)鍵鏈理論(critical chain)是以色列科學家高德萊特的約束理論TOC(theory of constrains)在項目管理上的運用結(jié)果，是項目管理技術(shù)新發(fā)展。關(guān)鍵鏈理論的基本思想是根據(jù)概率理論和組織行為學理論，基于“工程項目必須遵守整體優(yōu)化而非局部優(yōu)化”的思想，以概率50%估計每一道工序時間，將單個工序不確定因素統(tǒng)一放在項目緩沖區(qū)考慮。將關(guān)鍵鏈作為項目進度管理重點，通過項目緩沖區(qū)，輸送緩沖區(qū)和資源緩沖區(qū)的管理來減少延誤[1]。關(guān)鍵鏈理論就是在項目執(zhí)行過程中，把每道工序節(jié)省下來的安全時間綜合利用起來，通過設(shè)置項目緩沖(PB)、輸入緩沖(FB)和資源緩沖(RB)來降低風險，保障項目順利進行。
　　1.1 約束理論
　　TOC最先運用于制造業(yè)，它根植于OPT(原指最優(yōu)生產(chǎn)時刻表，Optimized Production Timetables;后指最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)，Optimized Production Technology)[2]。經(jīng)過不斷地研究和發(fā)展，TOC已經(jīng)在生產(chǎn)、運輸、營銷等多個行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，其核心思想是：任何組織或系統(tǒng)都存在約束，這些約束成為制約組織或系統(tǒng)實現(xiàn)其目標的瓶頸因素，因此，只要對這些約束進行系統(tǒng)調(diào)控就可以收到顯著效果。TOC在項目管理，尤其是項目進度管理中的應(yīng)用，促進了關(guān)鍵鏈方法的產(chǎn)生和發(fā)展[3]。
　　1.2 關(guān)鍵鏈項目進度管理的思想
　　項目管理實踐過程中存在三個普遍問題：①項目進度延期;②項目成本超支;③進度計劃變更。通常，項目經(jīng)理們將這些問題歸結(jié)于項目不確定性，但根據(jù)Goldratt的觀點，這些問題產(chǎn)生于以下三方面原因。
　　1.2.1 “學生綜合癥”
　　有人總是等到最后一刻才開始努力，這種現(xiàn)象稱為“學生綜合癥”，就像有的學生總是在作業(yè)提交截至時間前幾天才開始做一樣。如果這種綜合癥發(fā)生在項目活動中，項目組成員思想松懈，工作效率低下，那么項目或任務(wù)的延期將不可避免。
　　1.2.2 多任務(wù)效應(yīng)(Multiple tasks effect)
　　多任務(wù)效應(yīng)反映了共享資源對項目執(zhí)行的約束作用。假設(shè)某項目成員(共享資源)同一時間內(nèi)需要完成A、B和C三個任務(wù)，每個任務(wù)周期都為10天。但在多項目環(huán)境、情緒壓力或人為干預(yù)等因素影響下，上述任務(wù)通常以輪換形式執(zhí)行，那么每個任務(wù)周期將延長一倍。可見，項目的多任務(wù)效應(yīng)將直接導致項目延誤。
　　1.2.3 工期變動效應(yīng)的不對稱性
在項目實施進程中，任務(wù)的延遲通常會由于工序的邏輯關(guān)系產(chǎn)生級聯(lián)效應(yīng)，但項目卻很難從某些任務(wù)的提前完成中受益。例如:A、B、C是三個可并發(fā)執(zhí)行的任務(wù)，D為A、B、C的緊后任務(wù)，A、B、C的任務(wù)周期為5天，D的任務(wù)周期為10天。通常，該項目需要15天的時間就可以完成。但是任務(wù)B在實施過程中出現(xiàn)了意外而推遲了3天完成，從而導致整個項目周期延期至18天。如果現(xiàn)在反過來思考，如果A、B、C能夠提前2天完成，那么整個項目周期是否就變成了13天呢?事實上，答案是否定的。分析如下：首先，如果項目組成員提前完成了任務(wù)，他不會因此而得到獎勵，反而卻導致項目經(jīng)理對類似任務(wù)的預(yù)估完成時間將減少，顯然這對他沒有好處，因此他不會愿意提前完工的。另外，即使A、B、C能夠提前完成，但D也許因為資源尚未就位等原因而無法開始，所以項目就無法提前完成[3]。
　　為克服項目實施過程中會出現(xiàn)的三種行為，Goldratt在TOC的基礎(chǔ)上提出了關(guān)鍵鏈項目進度管理的基本思想。主要通過三個緩沖區(qū)的設(shè)置來解決三種約束，即項目緩沖區(qū)，輸入緩沖區(qū)和資源緩沖區(qū)。
　�、夙椖烤彌_區(qū)。在傳統(tǒng)的項目管理中，認為一個項目能否如期完成與每一個活動的完成日期有關(guān)，因此都會在每一個活動上加上很多的安全時間，來確保項目能準時完成。但人們因為有惰性，知道自己有充足的時間，開始時不全力以赴，等到時間變得緊迫時，才開始努力去做，這樣使原本富裕的時間被浪費掉。由于安全時間大部分都會被浪費，而且不會累積到下一個活動，因此刪減每個活動的預(yù)估時間，便會釋放出足夠的時間來設(shè)置項目緩沖PB。項目緩沖一般設(shè)置在關(guān)鍵鏈尾端，通過設(shè)置項目緩沖區(qū)將延誤控制在預(yù)期范圍內(nèi)，保證項目如期交付，以關(guān)鍵鏈上各工序節(jié)省時間總和的一半作為其大小。
　　②輸入緩沖區(qū)的設(shè)置。雖然關(guān)鍵路徑有了項目緩沖，但當有非關(guān)鍵路徑與關(guān)鍵路徑會合時，就必須考慮到非關(guān)鍵路徑有可能延遲關(guān)鍵路徑上的活動，因此必須在非關(guān)鍵路徑與關(guān)鍵路徑匯合的地方插入輸入緩沖FB。FB主要是保護關(guān)鍵路徑，可以消化非關(guān)鍵鏈工序帶來的工期延誤。輸入緩沖一般設(shè)置在非關(guān)鍵鏈與關(guān)鍵鏈的匯合處，主要是為了保證關(guān)鍵鏈上的工序如期開始而不會受非關(guān)鍵鏈上工序延誤的影響，以非關(guān)鍵鏈上節(jié)省時間總和的一半作為其大小。
　�、圪Y源緩沖區(qū)的設(shè)置。由于關(guān)鍵鏈上任何活動的延誤都會引起整個項目的延誤，關(guān)鍵鏈上的工序一般被賦予最高優(yōu)先級。資源緩沖RB主要放置于有可能發(fā)生資源爭用的活動上。資源緩沖是一種時間緩沖，本質(zhì)上是一種預(yù)警機制，當關(guān)鍵鏈上的活動準備使用某瓶頸資源時，通過預(yù)告機制即在工序來臨前發(fā)出預(yù)先警告提醒人們[4]。項目管理者可以通過對緩沖區(qū)的監(jiān)控了解緩沖的剩余情況和項目的進展情況，進而及時采取措施進行調(diào)控。資源緩沖一般設(shè)置在關(guān)鍵鏈上，通過制定一定的前置時間來進行設(shè)置，以保證關(guān)鍵鏈上所需資源能按時到位[5]。

2 基于關(guān)鍵鏈的項目進度管理模型
　　項目進度管理是在項目的進展過程中，為了確保項目能夠在規(guī)定的時間內(nèi)實現(xiàn)項目的目標，對項目活動進度及日程安排所進行的管理過程，主要包括兩個模塊，如圖1所示：第一個模塊為項目進度計劃模塊，第二個模塊是依據(jù)前一模塊的輸出結(jié)果執(zhí)行進度控制，兩模塊之間的橋梁為緩沖區(qū)間。本文的理論模型是基于關(guān)鍵鏈進行項目管理的優(yōu)點所提出，利于緩沖區(qū)的橋梁作用，不僅考慮項目活動之間的邏輯關(guān)系，還考慮項目活動的資源約束。
　　2.1 項目進度計劃模塊
　　利用關(guān)鍵鏈理論進行項目進度計劃的編制，其核心是項目整體優(yōu)化而非局部優(yōu)化，即將人為因素和不確定性因素引入到項目管理中，通過減少工序安全時間和設(shè)置緩沖來規(guī)避人為因素和其他風險，基于關(guān)鍵鏈的進度計劃編制仍然以關(guān)鍵路徑作為理論基礎(chǔ)，通過網(wǎng)絡(luò)圖的繪制，緩沖區(qū)的設(shè)置來確定最終關(guān)鍵鏈。
　　①繪制網(wǎng)絡(luò)圖，找出關(guān)鍵工序。繪制網(wǎng)絡(luò)圖應(yīng)首先應(yīng)用工作分解結(jié)構(gòu)(WBS)工具，根據(jù)項目需求按照實際情況將項目由粗到細分解為若干道工序，依照技術(shù)方案并找出工序之間的邏輯關(guān)系，繪制網(wǎng)絡(luò)圖，確定關(guān)鍵路徑和關(guān)鍵工序。
　�、谕ㄟ^資源平衡化解資源沖突。關(guān)鍵鏈方法的重要突破在于考慮了資源受限因素對項目工期影響，此對有資源沖突的工序，即多道工序共用一種資源時，按照自由時間少的那道工序優(yōu)先占用資源的原則，進行資源分配。按照資源使用優(yōu)先順序，重新安排進度。
　�、鄞_定關(guān)鍵鏈。根據(jù)關(guān)鍵鏈的定義，在考慮工序進度和資源占用的情況下，找出路徑最長的路徑就是關(guān)鍵鏈。
　�、茉O(shè)置緩沖區(qū)。利用50%分法的原則，統(tǒng)籌考慮資源、工序約束，設(shè)置項目緩沖區(qū)、資源緩沖區(qū)、輸入緩沖區(qū)。
　　⑤將緩沖區(qū)作為進度管理的工具。緩沖區(qū)為項目管理者提供了項目當前進行狀況的指示表，通過對剩余緩沖區(qū)的觀察就可以對項目的當前執(zhí)行情況一目了然，并在需要時采取必要的措施。
　　2.2 緩沖區(qū)確定
    關(guān)鍵鏈法在項目管理領(lǐng)域的突破之處在于加入了緩沖區(qū)這一概念，但對于緩沖時間的設(shè)置問題，目前仍然沒有更好的方法。目前為止，對緩沖時間的確定總共有三種方法，概率與數(shù)理統(tǒng)計、模糊概論和鄧聚龍?zhí)岢龅幕疑�理論。其中概論與數(shù)理統(tǒng)計方法要求活動的完成時間必須服從某種概率分布，然后項目的一次性特征性特征無法提供足夠的歷史數(shù)據(jù)來刻畫這種時間分布。模糊理論研究對象的外延具有不確定性，項目活動卻又時間的限制，即外延確定;灰色理論正是一種研究外延確定而內(nèi)涵不確定的系統(tǒng)方法，但計算過程較為復雜，不利于實際應(yīng)用。因此本文借用高德拉特對緩沖時間的最原始估計方法，即50%分法確立緩沖時間。
　　首先估計每道工序的完成時間，然后對每道工序的時間按照50%的概率進行重新估計，找出項目最長任務(wù)鏈，確立為關(guān)鍵鏈。將每道工序剩余的50%的時間放到關(guān)鍵鏈最后的緩沖區(qū)里考慮，來縮短工期。在關(guān)鍵鏈后設(shè)置的項目緩沖區(qū)在項目計劃中是以工序的形式出現(xiàn)，只是不需要消耗任何資源，項目緩沖區(qū)的時間為每道工序剩余的50%的時間總和;在非關(guān)鍵鏈到關(guān)鍵鏈的輸入點設(shè)置輸入緩沖區(qū)，輸入緩沖區(qū)以非關(guān)鍵鏈上節(jié)省時間總和的一半作為其大小[6]。
　　2.3 項目進度控制模塊
　　基于關(guān)鍵鏈的進度管理，是將緩沖區(qū)作為監(jiān)控項目進度的有效工具，緩沖區(qū)是進度計劃與進度控制間的橋梁。用緩沖區(qū)來評價項目工序鏈的實施業(yè)績，這個過程衡量和評價方法使得項目人員向完成目標努力。
　�、訇P(guān)鍵鏈管理實施準備，項目組織分層次管控項目進度。將項目團隊分為三個層次進行管控，頂層為項目決策層，中層為項目控制層，底層為項目執(zhí)行層。項目的正常執(zhí)行和監(jiān)控由項目執(zhí)行層負責;當項目進度超過實際計劃進入緩沖區(qū)后，超過緩沖區(qū)的某一個百分比，則項目控制層要介入管理，采取應(yīng)急方案;當進度緩沖區(qū)中更高的百分比后，項目決策層進行項目干預(yù)，提供支持。
　　②緩沖區(qū)管理。基于關(guān)鍵鏈的進度管理是將緩沖區(qū)作為進度管理的工具，因此合理應(yīng)用和控制緩沖區(qū)十分重要。本文將緩沖區(qū)分為30%，30%，40%三個風險區(qū)間，設(shè)置兩個預(yù)警點，黃色預(yù)警點和紅色預(yù)警點。當工序占用的緩沖區(qū)到達第一個黃色預(yù)警點，即消耗了30%的緩沖區(qū)時，項目控制層應(yīng)予以重視并采取相應(yīng)措施。當工序占用的緩沖區(qū)到達第二個紅色預(yù)警點，即消耗了40%的緩沖區(qū)時，項目決策層應(yīng)盡量調(diào)配系統(tǒng)資源，重點監(jiān)控該工序，確保進度正常進行。
　�、奂�勵機制。項目經(jīng)理在項目開始之前設(shè)立激勵機制，防止學生綜合癥的發(fā)生，確保項目有效實施。
　　
3 案例應(yīng)用
　　某土建施工項目的子項目網(wǎng)絡(luò)計劃如圖4所示。根據(jù)實際方案需求，確定B、C、F三項工作共用同一臺資源設(shè)備進行施工，則依據(jù)關(guān)鍵鏈技術(shù)編制進度計劃。
　　3.1 確定關(guān)鍵工序
　　本項目有4條路徑：①A-B-E-G;②A-C-E-G;③A-C-F-G;④A-D-F-G。4條路徑的持續(xù)時間總和分別是32、26、28、30天，其中最長的路徑是A-B-E-G。根據(jù)關(guān)鍵路徑的定義得到，關(guān)鍵路徑是A-B-E-G，因此A、B、E、G這四道工序即為本項目關(guān)鍵工序。
　　3.2 確定資源順序，重新安排進度
　　根據(jù)實際要求，B，C，F(xiàn)這3項工序共用一臺設(shè)備。由上一步驟得知這3道工序中B工序是關(guān)鍵工序，為了保證工期首先安排B工序，再安排C，F(xiàn)工序。
　　3.3 確定關(guān)鍵鏈
　　分別是：A-B-E-G;A-B-C-E-G;A-B-C-F-G;A-C-E-G;A-C-F-G;A-D-F-G。其中最長的路徑是A-B-C-F-G。因此，根據(jù)關(guān)鍵鏈的定義得到A-B-C-F-G即為關(guān)鍵鏈。
    3.4 設(shè)置緩沖區(qū)
　　將工序時間縮減一半，并把關(guān)鍵鏈和非關(guān)鍵鏈上節(jié)省的時間按50%原則，計算緩沖時間。

4 結(jié)論
　　本文將關(guān)鍵鏈作為項目進度計劃模塊與項目進度控制模塊聯(lián)系的橋梁，通過對緩沖區(qū)的有效設(shè)置，確保了項目計劃的有效性和可行性，避免了項目不確定性因素所帶來的風險;同時利用預(yù)警機制，設(shè)置報警線并結(jié)合組織層次對緩沖區(qū)進行有效監(jiān)控和管理，防止項目在實施過程中風險的發(fā)生。然而作為一種新的管理方法，仍然有很多地方是需要補充和完善的。本文的研究假設(shè)是基于高德拉特所提出的三種約束因素，即適用于項目執(zhí)行者符合所述的三種約束因素的項目。如果拋開三種約束假設(shè)，對于緩沖區(qū)大小的設(shè)置和緩沖區(qū)如何有效監(jiān)控仍需進一步研究。(資料來源：項目管理者聯(lián)盟)