結(jié)合最后計(jì)劃者系統(tǒng)與掙值法的項(xiàng)目績(jī)效控制

唐佳煒，張連營(yíng)

(天津大學(xué) 管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)部，天津300072)

在工程項(xiàng)目管理過(guò)程中，管理者往往會(huì)引入許多管理工具或管理理念，旨在提高工程項(xiàng)目績(jī)效，包括精益建造［1］和掙值法。作為精益建造中的一個(gè)重要工具，最后計(jì)劃者系統(tǒng)(last planner system，LPS)由BALLARD 提出，進(jìn)一步促進(jìn)了工程項(xiàng)目中的精益思想［2］。在LPS 中，最后計(jì)劃者是指那些負(fù)責(zé)生產(chǎn)單位的控制者。LPS 的核心思想在于保證在工作任務(wù)分配前，其前提任務(wù)已經(jīng)準(zhǔn)備就緒或完成，從而保證該項(xiàng)任務(wù)能夠順利完成［3］。

雖然許多行動(dòng)研究已經(jīng)驗(yàn)證了LPS 的有效性，同時(shí)結(jié)論顯示LPS 能在大多數(shù)情況下提高項(xiàng)目績(jī)效，但在LPS 的應(yīng)用過(guò)程中依然存在著一些缺陷。例如，一個(gè)英國(guó)的工程項(xiàng)目在應(yīng)用LPS 的過(guò)程中，需要額外的資源來(lái)收集信息并確認(rèn)計(jì)劃的完成［4］。同時(shí)研究顯示，較低的工作完成百分比(percentage plan completed，PPC)可能導(dǎo)致最后計(jì)劃者采用保守估計(jì)的方法人為地使PPC 值得到提高［5］。除此之外，研究還表明，周工作計(jì)劃與主計(jì)劃之間的聯(lián)系較弱，不利于工程項(xiàng)目的整體管理［6］。

為了克服上述缺陷，許多研究將其他工具與LPS 的應(yīng)用相結(jié)合。通過(guò)使用3D/4D 建模［7］、BIM(building information modeling )［8］等計(jì)算機(jī)技術(shù)，使得應(yīng)用LPS 的工作量大幅下降。此外，一些學(xué)者也嘗試將LPS 與其他工程管理工具相結(jié)合。OLLI 等在理論上將LPS 與定位管理系統(tǒng)(location-based management system，LBMS)結(jié)合，以綜合兩者的優(yōu)點(diǎn)［9］。研究也證明了LPS 與其他工程管理工具結(jié)合的可能性。

雖然在理論和實(shí)踐上對(duì)LPS 已經(jīng)進(jìn)行了20多年的改進(jìn)，但是通過(guò)與其他管理工具相結(jié)合的方式來(lái)提高LPS 仍需進(jìn)一步研究。一些學(xué)者對(duì)比了LPS 和傳統(tǒng)的工程項(xiàng)目管理工具，例如EVM［10-11］。EVM 通過(guò)計(jì)算進(jìn)度績(jī)效指數(shù)(schedule performance index ，SPI)和成本績(jī)效指數(shù)(cost performance index ，CPI)等，直觀地反映項(xiàng)目進(jìn)展情況。OLANO 等研究了計(jì)劃可靠性與進(jìn)度績(jī)效之間的關(guān)系［12］，其研究表明，工作流穩(wěn)定性與進(jìn)度績(jī)效顯著相關(guān)，同時(shí)研究還強(qiáng)調(diào)，EVM 是基于任務(wù)間在邏輯順序、成本和工期上相互獨(dú)立這一假設(shè)上的。LPS 更多的是關(guān)注以消除約束和減少變動(dòng)來(lái)提高工作計(jì)劃的可靠性。OLANO 等也認(rèn)為應(yīng)將EVM 與LPS 相結(jié)合來(lái)保證項(xiàng)目的成功。YONG-WOO 等認(rèn)為，EVM 體現(xiàn)的是結(jié)果管理思想，主要應(yīng)用在系統(tǒng)層面;LPS 反映的是過(guò)程管理思想，主要應(yīng)用在操作層面。而對(duì)于這兩種方法來(lái)說(shuō)并沒(méi)有明確的系統(tǒng)層面和操作層面的界面，其原因在于兩者不僅關(guān)注計(jì)劃的執(zhí)行，還關(guān)注計(jì)劃的制定和約束的消除。

筆者通過(guò)將EVM 與LPS 在4 個(gè)層面上相結(jié)合，加強(qiáng)LPS 中主計(jì)劃與其他三級(jí)計(jì)劃之間的聯(lián)系，進(jìn)一步改進(jìn)LPS。同時(shí)提出了新的績(jī)效指標(biāo)來(lái)避免LPS 中容易出現(xiàn)的保守計(jì)劃制定策略，并通過(guò)離散時(shí)間模擬來(lái)驗(yàn)證兩者結(jié)合的有效性。

1 理論背景

最后計(jì)劃者系統(tǒng)是一項(xiàng)強(qiáng)有力的精益方法，已被證明在提升管理施工流程可靠性與持續(xù)提升計(jì)劃效率方面有顯著效果。最后計(jì)劃者系統(tǒng)的集成模塊包括主計(jì)劃、階段計(jì)劃、前瞻計(jì)劃、周計(jì)劃、PPC 和計(jì)劃未完成原因［13］，該系統(tǒng)可以提升計(jì)劃實(shí)踐和項(xiàng)目整體管理實(shí)踐雙重效益。最后計(jì)劃者系統(tǒng)可以在建設(shè)工程項(xiàng)目具有復(fù)雜性和不確定性的情況下提供管理項(xiàng)目所必要的計(jì)劃和控制工具。在LPS 概念被提出后的10 多年間，從最初設(shè)想到后期應(yīng)用方面，美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)等10 多個(gè)國(guó)家均有學(xué)者和專家致力于不斷豐富和完善該系統(tǒng)的工作。LPS 中各元素作用如表1 所示。

表1 LPS 中各元素作用

掙值管理技術(shù)起源于20 世紀(jì)初，最早由美國(guó)國(guó)防部將其納入成本進(jìn)度控制系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)中用于現(xiàn)代工程項(xiàng)目管理。掙值管理是一種成本/進(jìn)度的綜合評(píng)測(cè)技術(shù)。它以WBS(工作分解結(jié)構(gòu))為基礎(chǔ)，假設(shè)項(xiàng)目可以被分為多個(gè)相互獨(dú)立的子項(xiàng)目，工作包之間完全獨(dú)立，如果每個(gè)工作包能夠在其成本/進(jìn)度目標(biāo)內(nèi)完成，那么整個(gè)項(xiàng)目也將取得最大效益。

PMBOK 中將EVM 的衡量指標(biāo)設(shè)定為PV(計(jì)劃價(jià)值)、EV(掙值)、AC(實(shí)際成本)。其中PV為按照預(yù)期項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃完成項(xiàng)目所花費(fèi)的成本，與PV對(duì)應(yīng)的成本和進(jìn)度計(jì)算都是按照計(jì)劃進(jìn)行的。EV為按照實(shí)際進(jìn)度計(jì)劃而花費(fèi)的預(yù)算成本。在計(jì)算AC時(shí)進(jìn)度與成本都與已完成的工作相對(duì)應(yīng)。3 個(gè)衡量指標(biāo)的公式如下：

項(xiàng)目計(jì)劃作業(yè)的預(yù)算成本BCWS，即累計(jì)PV為：

項(xiàng)目已完成作業(yè)的預(yù)算成本BCWP，即累計(jì)EV為：

項(xiàng)目已完成作業(yè)的實(shí)際成本ACWP，即累計(jì)AC為：

其中：t為當(dāng)前時(shí)點(diǎn);T為項(xiàng)目結(jié)束時(shí)間;PQ為計(jì)劃工作量;SC為預(yù)算單價(jià)成本;AQ為實(shí)際工作量;AC為實(shí)際單價(jià)成本。

EVM 中的項(xiàng)目差異評(píng)價(jià)指標(biāo)包括SV(進(jìn)度偏差)和CV(成本偏差)兩個(gè)指標(biāo)。其計(jì)算式為：

進(jìn)度偏差是衡量項(xiàng)目進(jìn)度績(jī)效的指標(biāo)，可以用來(lái)表明項(xiàng)目是否落后于基準(zhǔn)進(jìn)度，當(dāng)SV為正值時(shí)，表示項(xiàng)目沒(méi)有落后于基準(zhǔn)進(jìn)度;當(dāng)SV為負(fù)值時(shí)，表示項(xiàng)目已經(jīng)落后于基準(zhǔn)進(jìn)度。

成本偏差是衡量項(xiàng)目成本績(jī)效的指標(biāo)，當(dāng)CV為正值時(shí)證明項(xiàng)目實(shí)際成本低于預(yù)算成本;當(dāng)CV為負(fù)值時(shí)證明實(shí)際成本超過(guò)預(yù)算，即成本的執(zhí)行效果不佳。

EVM 中所測(cè)量的指標(biāo)，包括進(jìn)度和成本都是過(guò)程運(yùn)行的結(jié)果指標(biāo)，而操作、計(jì)劃和系統(tǒng)的可靠性等過(guò)程指標(biāo)并未被測(cè)量。掙值管理的使用目的在于定期地將掙值管理的計(jì)算參數(shù)與監(jiān)控基準(zhǔn)相比照，然后采取必要的糾正措施來(lái)修正或更新項(xiàng)目計(jì)劃，也就是說(shuō)，基于EVM 所進(jìn)行的管理決策也是基于CV或SV的結(jié)果來(lái)進(jìn)行的。根據(jù)CV或SV的偏差情況來(lái)確定項(xiàng)目沒(méi)有根據(jù)計(jì)劃進(jìn)行的原因，是項(xiàng)目工期管理不善、還是項(xiàng)目成本監(jiān)控問(wèn)題造成項(xiàng)目成本差異，由此分析可知，EVM 是一種反映MBR 思想的管理方法，運(yùn)用這種管理方法旨在提高項(xiàng)目的財(cái)務(wù)效益。

2 LPS 與EVM 結(jié)合方法

在結(jié)合LPS 與EVM 的過(guò)程中，并非僅僅同時(shí)使用這兩個(gè)工具，而是需要結(jié)合兩者的管理思想。因此，EVM 在LPS 的各層次計(jì)劃中均進(jìn)行了應(yīng)用，其步驟如下：

(1)計(jì)算項(xiàng)目的PV，并根據(jù)LPS 中主計(jì)劃確定的進(jìn)度計(jì)劃繪制PV曲線。

(2)確定項(xiàng)目主要約束。根據(jù)當(dāng)前SPI情況動(dòng)態(tài)調(diào)整項(xiàng)目各參與方出席集體例會(huì)的與會(huì)級(jí)別。筆者為SPI設(shè)置了閾值，當(dāng)SPI超過(guò)該閾值時(shí)，則增加項(xiàng)目各參與方出席集體例會(huì)的與會(huì)級(jí)別;當(dāng)SPI低于該閾值時(shí)，可酌情降低項(xiàng)目各參與方出席集體例會(huì)的與會(huì)級(jí)別。將該SPI閾值命名為協(xié)同程度指數(shù)(cooperation level indicator，CLI)。當(dāng)SPI值超過(guò)CLI值時(shí)，項(xiàng)目需要提高項(xiàng)目各參與方參與集體會(huì)議的級(jí)別。由于較高級(jí)別的集體會(huì)議意味著更高的成本，CLI的大小需要各參與方根據(jù)項(xiàng)目的主要約束確定。

(3)優(yōu)先消除在關(guān)鍵鏈上或具有較高PV值的工作任務(wù)所受到的約束。根據(jù)CLI值，對(duì)應(yīng)級(jí)別的相關(guān)參與方出席集體例會(huì)并消除這些約束。

(4)在周計(jì)劃中，計(jì)算下周計(jì)劃任務(wù)的PV值。在一個(gè)前瞻計(jì)劃周期內(nèi)，SPI反映了其執(zhí)行進(jìn)度。在制定周計(jì)劃的過(guò)程中，計(jì)劃制定者需要考慮下周可能的SPI值，以避免雖然獲得了較高的PPC值，但項(xiàng)目進(jìn)度仍落后的局面。

此外，EVM 也可用于改進(jìn)LPS 中的績(jī)效評(píng)估，由累計(jì)SV反映項(xiàng)目的進(jìn)度。因此在SV值滿足預(yù)期的前提下，可以防止計(jì)劃制定者采取保守的計(jì)劃制定策略。使用兩個(gè)不同的指標(biāo)來(lái)評(píng)估一線工人和計(jì)劃制定者。對(duì)于一線工人，PPC用于評(píng)估其績(jī)效，并以此為激勵(lì)。同時(shí)，結(jié)合PPC與SPI來(lái)評(píng)估計(jì)劃制定者，反映其制定計(jì)劃的有效性以及進(jìn)度績(jī)效。使用計(jì)劃進(jìn)度綜合指標(biāo)Pps(Pps=αPPC+βSPI，α +β =1)來(lái)評(píng)估計(jì)劃制定者的績(jī)效。在實(shí)際中，項(xiàng)目經(jīng)理可以根據(jù)業(yè)主偏好或其他相關(guān)因素調(diào)整系數(shù)α 和β。

3 仿真和結(jié)果分析

3.1 仿真過(guò)程與相關(guān)參數(shù)

筆者采用仿真方法對(duì)所提出方法進(jìn)行驗(yàn)證。仿真方法主要有離散事件仿真、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真和基于代理的仿真。離散事件仿真是指通過(guò)建立模型，模擬在離散的特定時(shí)間間隔或某些事件被觸發(fā)時(shí)系統(tǒng)中實(shí)體和資源的變化情況。其中，離散事件仿真在what -if 情景下最為常用，因此筆者采用該方法來(lái)驗(yàn)證EVM 與LPS 的結(jié)合。仿真過(guò)程如圖1 所示。相關(guān)參數(shù)如表2 所示。

圖1 仿真過(guò)程示意圖

表2 仿真模型相關(guān)參數(shù)

仿真模型基于以下假設(shè)：在實(shí)際項(xiàng)目中，工作任務(wù)得到的緩沖越多，其柔性越高，因此在仿真過(guò)程中，若某項(xiàng)帶有約束的工作任務(wù)被列入下一周的工作計(jì)劃中，則無(wú)法順利完成或完成概率較低。將即將列入下周工作計(jì)劃中存在約束的工作任務(wù)完成概率設(shè)定為0.33，若該工作在約束未消除的情況下仍被列入工作計(jì)劃，則其完成概率將提升。α 與β 的值均設(shè)置為0.5。

3.2 不同優(yōu)化目標(biāo)和不同約束條件下的仿真結(jié)果

在無(wú)約束消除條件下，不同優(yōu)化指數(shù)在無(wú)約束條件下的仿真結(jié)果如表3 所示。由表3 可知，當(dāng)約束比例為0.3，并且以PPC為優(yōu)化目標(biāo)時(shí)，PPC的均值為0.827，SPI的均值為0.780，Pps為0.840，工期為64 周。當(dāng)以Pps為優(yōu)化目標(biāo)時(shí)，Pps和SPI的均值得到了提升，Pps為0.814，SPI的均值為0.796，工期縮減至63 周，PPC均值僅減少了0.004。當(dāng)約束比例從0.3 提升至0.4 時(shí)，各項(xiàng)指標(biāo)的提升更加明顯。因此，在項(xiàng)目中，以Pps為優(yōu)化指標(biāo)能夠有效阻止為了獲得較高的PPC而采取的較為保守的計(jì)劃制定策略，同時(shí)能夠縮減工期。

3.3 不同約束消除策略下的仿真結(jié)果

不同約束消除策略下的仿真結(jié)果如表4 所示。由于關(guān)鍵路徑上的工作任務(wù)與非關(guān)鍵路徑上的工作任務(wù)的約束消除難度相同，因此在不同約束消除策略下兩者的工期相同。但在此優(yōu)先消除具有較高PV值的工作任務(wù)的約束條件下能夠有效提高SPI值?？紤]到在實(shí)際工程項(xiàng)目中，若能優(yōu)先消除關(guān)鍵路徑上工作任務(wù)的約束，則工期能進(jìn)一步提高。

表3 在不消除約束條件下，不同優(yōu)化指數(shù)在無(wú)約束條件下的仿真結(jié)果

表4 不同約束消除策略下的仿真結(jié)果

3.4 不同消除約束能力條件下的仿真結(jié)果

不同消除約束能力條件下的仿真結(jié)果如表5所示。動(dòng)態(tài)約束消除指的是項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)需要根據(jù)當(dāng)前SPI值調(diào)整參加集體例會(huì)的參會(huì)級(jí)別，進(jìn)而調(diào)整項(xiàng)目約束消除能力。在固定約束消除仿真中，當(dāng)約束消除率從0.4 提升至0.5 時(shí)，工期從69 降低至58，但是較高的約束消除率意味著較高的例會(huì)參與級(jí)別，也意味著較高的管理成本。在動(dòng)態(tài)約束消除仿真中，集體例會(huì)參與級(jí)別將根據(jù)當(dāng)前SPI值進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。

在仿真過(guò)程中，當(dāng)CLI為0.8 時(shí)，約束消除率分別提升和降低了2 次，最終的約束消除率為0.3(0.3 +0.1 ×2 -0.1 ×2)。然而，當(dāng)CLI為0.9 時(shí)，約束消除率提升了4 次。對(duì)比不同CLI值下，工期分別為60 周和59 周，Pps為0.848 和0.859。雖然績(jī)效有所提升，但提升并不明顯?？紤]到投入額外的管理成本可使SPI提升至0.9，但將CLI設(shè)置為0.8 更為合理。由仿真可知，通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整約束消除能力可更有效地控制項(xiàng)目進(jìn)度績(jī)效，同時(shí)兼顧管理成本控制。

此外，通過(guò)仿真可知，當(dāng)EVM 應(yīng)用于LPS 中時(shí)，對(duì)于SPI的關(guān)注可有效加強(qiáng)周工作計(jì)劃、前瞻計(jì)劃、階段計(jì)劃與主計(jì)劃之間的聯(lián)系，并且加強(qiáng)了LPS 的績(jī)效控制。

表5 不同消除約束能力條件下的仿真結(jié)果

4 結(jié)論

通過(guò)結(jié)合LPS 與EVM 提高項(xiàng)目績(jī)效，并通過(guò)仿真驗(yàn)證了兩者結(jié)合的有效性。仿真結(jié)果顯示將兩者結(jié)合后能夠有效提高工期控制、工作計(jì)劃可靠性等績(jī)效，同時(shí)LPS 各級(jí)計(jì)劃間的聯(lián)系也得到了加強(qiáng)。

筆者嘗試通過(guò)將LPS 與傳統(tǒng)的工程項(xiàng)目管理工具進(jìn)行結(jié)合并得到了積極的結(jié)果。在研究過(guò)程中，筆者也發(fā)現(xiàn)，在分析未完成工作任務(wù)原因的過(guò)程中，LPS 也可幫助EVM 確認(rèn)未來(lái)可能再次出現(xiàn)或極小幾率再次出現(xiàn)的約束，使得EVM 可以較為精確地計(jì)算預(yù)計(jì)完工時(shí)間。

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