MS Project軟件在艦船設(shè)計中的應(yīng)用初探

崔 騰

（中國船舶及海洋工程設(shè)計研究院 上海 200011）

1 開展艦船設(shè)計過程精細計劃管理的必要性

1.1 艦船設(shè)計的流程及特點

與大部分工程項目一樣，艦船裝備的完整研制流程大致包括立項論證、方案設(shè)計、深化方案設(shè)計（必要時）、技術(shù)設(shè)計、施工設(shè)計、生產(chǎn)設(shè)計、施工建造、試驗試航、交付后的專項試驗和設(shè)計定型等階段，其中艦船總體設(shè)計研究所主要負責(zé)艦船裝備生產(chǎn)設(shè)計之前的設(shè)計研究工作。

艦船裝備是一個復(fù)雜的龐大系統(tǒng)，涉及總體布置、流體動力和靜力性能、船體結(jié)構(gòu)、甲板機械設(shè)備、推進及動力保障系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、消防損管等安全保障系統(tǒng)、空調(diào)冷藏通風(fēng)、給排水、防污染等船舶輔助系統(tǒng)、觀通導(dǎo)航操縱控制等航行保障系統(tǒng)以及完成特定功能使命的任務(wù)系統(tǒng)，涵蓋的專業(yè)面非常寬，各種參數(shù)、性能、系統(tǒng)、設(shè)備之間彼此關(guān)聯(lián)又相互制約。

艦船裝備各階段的設(shè)計工作就是反復(fù)權(quán)衡其主要功能和次要功能的要求及其實現(xiàn)代價，使各參數(shù)、性能、系統(tǒng)、設(shè)備之間的相互關(guān)系達到最佳平衡，最終實現(xiàn)艦船裝備的整體最優(yōu)化［1］。因此，艦船裝備設(shè)計必然是一個反復(fù)迭代修正、逐步近似與螺旋上升的過程，如圖1所示。

圖1 艦船裝備設(shè)計基本流程

1.2 當(dāng)前艦船設(shè)計項目管理存在的主要問題

當(dāng)前，艦船裝備設(shè)計主要是由包含船、機、電等各個專業(yè)的項目團隊協(xié)同完成，團隊成員基本了解各自承擔(dān)的設(shè)計任務(wù)以及與相關(guān)專業(yè)之間的關(guān)聯(lián)。

整個項目進展主要根據(jù)經(jīng)驗進行規(guī)劃和管理:

首先由各專業(yè)開列設(shè)計圖樣文件清單及工作安排表，項目負責(zé)人或項目管理根據(jù)項目整體計劃要求確定關(guān)鍵節(jié)點，并對項目中每一項任務(wù)的完成情況進行跟蹤和監(jiān)督，發(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)整執(zhí)行計劃。這一項目管理模式對于成熟艦船裝備的設(shè)計（且項目管理和團隊成員具有較豐富的艦船設(shè)計實踐經(jīng)驗的情況）基本上是合適的。但是不可否認，經(jīng)驗管理模式過于粗略，而且隨著艦船裝備技術(shù)復(fù)雜程度越來越高、船東要求變化等不可知因素越來越多，以及艦船設(shè)計人員日趨年輕化，目前僅依據(jù)經(jīng)驗進行項目管理將逐漸難以適應(yīng)對艦船裝備設(shè)計項目的進度、資源、質(zhì)量控制的高要求。

目前，艦船設(shè)計項目管理的主要問題包括以下三個方面:

（1）在經(jīng)驗?zāi)Ｊ较?，項目負?zé)人和項目管理主要制定項目執(zhí)行的關(guān)鍵節(jié)點，對項目每一任務(wù)之間的技術(shù)和進度銜接關(guān)系沒有給出詳盡明確的計劃；團隊內(nèi)的專業(yè)設(shè)計人員僅負責(zé)排定專業(yè)內(nèi)的設(shè)計任務(wù)及其銜接關(guān)系。雖然有經(jīng)驗的專業(yè)設(shè)計人員基本了解跨專業(yè)的技術(shù)接口關(guān)系，但并不負責(zé)跨專業(yè)進度接口協(xié)調(diào)，因此，極易導(dǎo)致項目總體計劃制定不合理而無法執(zhí)行，或者必須加大資源投入才能完成。

（2）由于沒有界定項目中每一任務(wù)之間的技術(shù)和進度銜接關(guān)系，項目管理人員不了解項目執(zhí)行過程的關(guān)鍵途徑，導(dǎo)致在過程控制中要么只關(guān)注關(guān)鍵任務(wù)完成情況，要么基于預(yù)先設(shè)定的關(guān)鍵節(jié)點去監(jiān)督每一項任務(wù)的執(zhí)行情況，眉毛胡子一把抓，缺乏重點且效率很低，而對項目執(zhí)行過程中的安全余度及風(fēng)險卻缺乏了解。

（3）艦船裝備設(shè)計過程較長，期間經(jīng)常存在船東要求變化、系統(tǒng)設(shè)備裝船條件變化、內(nèi)外協(xié)作不到位、性能指標未滿足要求等不可知因素，往往會導(dǎo)致某項或多項任務(wù)脫期。這時需要及時判斷其對整個項目執(zhí)行計劃的影響并進行進度、資源的動態(tài)調(diào)整，僅憑經(jīng)驗?zāi)Ｊ絼t無法完成該項任務(wù)。

綜上所述，由于艦船裝備本身的復(fù)雜性、設(shè)計上反復(fù)迭代螺旋上升的特點，以及受不確定因素影響較多等原因，采用基于經(jīng)驗的傳統(tǒng)項目管理方法已經(jīng)越來越不能適應(yīng)高效運作的要求，而借助計算機輔助軟件的現(xiàn)代管理技術(shù)來開展艦船裝備設(shè)計項目的精細化管理將成為一種必然的選擇。

2 MS Project軟件簡介

MS Project軟件可以完成項目信息的編制和組織、任務(wù)分解、為任務(wù)分配資源、關(guān)鍵路徑自動識別、項目（任務(wù)）時間和資源的統(tǒng)計計算、進度跟蹤和監(jiān)控、項目整體計劃動態(tài)調(diào)整和優(yōu)化、分析和報表等工作，并以圖形和表格的形式來描述項目信息，清晰直觀，可使項目所有參與人員對于項目的理解達成共識，協(xié)調(diào)一致地工作并完成項目［2］。

MS Project軟件依據(jù)的主要項目管理理論和方法體系為［2］:

（1）任務(wù)分解結(jié)構(gòu)技術(shù)

任務(wù)分解結(jié)構(gòu)技術(shù)根據(jù)樹形圖將一個項目先分解為子項目，再逐級分解成若干個相對獨立的工作單元，并確定每個工作單元任務(wù)及其從屬的工作（或稱之為活動），從而實現(xiàn)對項目靈活和有效的控制。

（2）甘特圖

甘特圖由美國人亨利·甘特于第一次世界大戰(zhàn)期間所創(chuàng)造。他在標有時間的表格上用橫道表示各項作業(yè)的起止時間和延續(xù)時間，從而表達出一項工作的全面計劃安排。甘特圖已成為國內(nèi)外最廣泛應(yīng)用的項目進度計劃管理方法之一。

（3）項目評審技術(shù)

項目評審技術(shù)是由美國海軍特別項目辦公室提出的一種項目管理技術(shù)，其主要特征是采用概率統(tǒng)計方法計算工期期望。

（4）關(guān)鍵路徑法

關(guān)鍵路徑法的基本思想是先把項目需要進行的每個任務(wù)及其工期、依賴關(guān)系列出來，根據(jù)任務(wù)的相互關(guān)系和持續(xù)時間計算每條路徑上總的持續(xù)時間，其中持續(xù)時間最長的路徑即為關(guān)鍵路徑，而串成關(guān)鍵路徑的任務(wù)為關(guān)鍵任務(wù)。如要縮短整個項目的工期，就必須將注意力集中到那些關(guān)鍵任務(wù)上。關(guān)鍵路徑法是項目時間管理中最重要的方法。MS Project所提供的甘特圖，可直接顯示項目的關(guān)鍵路徑。

由上述對MS Project軟件功能的簡單介紹可以看出，該軟件應(yīng)用于艦船裝備設(shè)計的項目管理時，能較好地解決傳統(tǒng)經(jīng)驗項目管理模式存在的不足，對于提升艦船裝備設(shè)計項目的管理效能有所助益。

3 MS Project在艦船裝備方案設(shè)計中的應(yīng)用實例

如前所述，艦船裝備十分復(fù)雜，其技術(shù)設(shè)計階段需要完成的設(shè)計任務(wù)往往就有數(shù)百項，施工設(shè)計階段更可能達到成千上萬項，完整地構(gòu)建艦船裝備技術(shù)設(shè)計、施工設(shè)計階段的MS Project項目管理計劃工作量十分巨大。限于篇幅，本文僅以艦船裝備方案設(shè)計階段船、機、電專業(yè)的主要設(shè)計任務(wù)為對象，構(gòu)建MS Project項目管理計劃。

應(yīng)用MS Project軟件創(chuàng)建項目管理計劃非常方便，其基本過程主要包括定義項目、定義常規(guī)工作時間、創(chuàng)建任務(wù)列表、確定任務(wù)工期、確定任務(wù)銜接關(guān)系、給每項任務(wù)分配資源等，其重點在于任務(wù)分解和賦予任務(wù)各項屬性，相當(dāng)于一個建模過程。上述工作完成后，MS Project將自動給出項目甘特圖、網(wǎng)絡(luò)圖、關(guān)鍵路徑和任務(wù)等信息。

作為示例，方案設(shè)計階段船、機、電專業(yè)的主要設(shè)計任務(wù)及每項任務(wù)的緊前、緊后任務(wù)、預(yù)期工期、分配資源如表1所示，相應(yīng)的甘特圖如圖2所示。關(guān)鍵任務(wù)則由網(wǎng)絡(luò)圖或者關(guān)鍵任務(wù)報表給出，本例中包括線型圖、總布置圖、質(zhì)量質(zhì)心估算、完整穩(wěn)性計算、不沉性和破損穩(wěn)性計算、耐波性估算、總體說明書、結(jié)構(gòu)規(guī)范計算、典型橫剖面圖、結(jié)構(gòu)質(zhì)量質(zhì)心估算。

表1 艦船裝備方案設(shè)計階段船機電專業(yè)主要設(shè)計任務(wù)示例

圖2 艦船裝備船機電專業(yè)方案設(shè)計甘特圖示例

通過表1和圖2，項目組整體成員可以十分清晰地了解項目的總體計劃以及每項任務(wù)與其他任務(wù)的相互關(guān)系及完成時間，如項目的起始時間為4月10日，完成時間為5月23日；完整穩(wěn)性計算的完成人員為Z2，其前置任務(wù)為線型圖、艙容計算、續(xù)航力與自給力計算、受風(fēng)面積計算和質(zhì)量質(zhì)心估算，起始時間為5月11日，完成時間為5月15日。項目管理人員則可以將更多的精力投入到對關(guān)鍵任務(wù)完成情況的監(jiān)控，同時掌握其他非關(guān)鍵任務(wù)存在的安全余度，如受風(fēng)面積計算有5個工作日的余度，續(xù)航力與自給力計算有1個工作日的余度等。

當(dāng)某項任務(wù)脫期，通過修改該項任務(wù)工期，MS Project可以十分方便地給出項目的調(diào)整計劃，并重新給出關(guān)鍵任務(wù)。如:當(dāng)機械設(shè)備估算書延期2天完成，相應(yīng)項目的完成時間將延至5月24日，其甘特圖將如圖3所示，關(guān)鍵任務(wù)則變更為線型圖、總布置圖、艙容計算、續(xù)航力與自給力計算、質(zhì)量質(zhì)心估算、完整穩(wěn)性計算、不沉性和破損穩(wěn)性計算、耐波性估算、總體說明書、電力負荷估算、機械設(shè)備估算以及輪機電力負荷估算。

圖3 艦船裝備船機電專業(yè)方案設(shè)計計劃調(diào)整甘特圖示例

如項目的總體計劃不能調(diào)整，也可以方便地通過調(diào)整資源配置來滿足項目總體計劃的要求。在本例中，假定可以由設(shè)計人員L1和L2共同完成機械設(shè)備估算書，則仍可在5月23日完成整個項目，如圖4所示。

圖4 艦船裝備船機電專業(yè)方案設(shè)計資源調(diào)整甘特圖示例

以上僅對MS Project軟件的基本功能在艦船裝備方案設(shè)計項目管理上的應(yīng)用進行初步嘗試。事實上，該軟件在基于成本-進度的項目策劃方案優(yōu)化、進度跟蹤控制、資源使用統(tǒng)計分析等方面同樣具有突出優(yōu)點，應(yīng)用于艦船裝備設(shè)計項目管理將會獲得更大的收益［3］。

4 結(jié) 論

應(yīng)用現(xiàn)代管理技術(shù)和計算機技術(shù)提高艦船裝備設(shè)計項目的管理效能是必然趨勢，其中MS Project軟件可以非常方便且清晰直觀地執(zhí)行任務(wù)分解、甘特圖和網(wǎng)絡(luò)圖繪制、關(guān)鍵路徑識別、資源配置優(yōu)化，并具有過程監(jiān)控和強大的統(tǒng)計分析報表功能。

本文應(yīng)用MS Project軟件建立了艦船裝備船機電方案設(shè)計項目管理的初步模型，給出了設(shè)計過程的甘特圖，并運用該模型就任務(wù)脫期、資源調(diào)配等因素對項目整體計劃的影響及其調(diào)整進行分析和快速重構(gòu)，證明在艦船裝備設(shè)計中靈活運用MS Project等軟件能改善傳統(tǒng)經(jīng)驗管理模式的不足，提高管理效率，有利于艦船裝備設(shè)計項目的精細化管理。

［1］中國船舶工業(yè)總公司.船舶設(shè)計實用手冊（總體分冊）［M］.北京:國防工業(yè)出版社，1998:521-522.

［2］褚曉虹.施工企業(yè)運用MS Project進行工程項目管理初探［J］.科技廣場，2010（3）:251-252.

［3］蔣磊，陸金銘，姚壽廣.仿真技術(shù)在艦船設(shè)計研究中的應(yīng)用［J］.船舶，2006（3）:41-43.