關(guān)鍵鏈技術(shù)在工程設(shè)計(jì)管理實(shí)踐中的應(yīng)用研究

摘 要：在簡單地介紹了關(guān)鍵鏈技術(shù)的假設(shè)和內(nèi)容后，從工程設(shè)計(jì)管理的實(shí)踐出發(fā)，對關(guān)鍵鏈技術(shù)的制約因素確認(rèn)、工作持續(xù)時(shí)間確定、緩沖區(qū)設(shè)置和項(xiàng)目執(zhí)行過程中的進(jìn)度控制方法等進(jìn)行了系統(tǒng)的介紹，并對關(guān)鍵鏈法的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)。

關(guān)鍵詞：關(guān)鍵鏈技術(shù)；工程設(shè)計(jì)管理；研究

引言

工程項(xiàng)目的全生命周期中，工程設(shè)計(jì)是非常重要的一環(huán)，其質(zhì)量和周期直接影響了整個(gè)項(xiàng)目的質(zhì)量和工期。作為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)工程，工程設(shè)計(jì)本身由于涉及專業(yè)眾多、各專業(yè)技術(shù)復(fù)雜程度高、設(shè)計(jì)過程中不確定因素多等特點(diǎn)而成為項(xiàng)目管理的重點(diǎn)。

近年來，隨著市場經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步深化，工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)日益增加。各設(shè)計(jì)院所、工程公司在進(jìn)度和質(zhì)量的平衡中不斷摸索前進(jìn)，新的項(xiàng)目管理理論和方法被不斷應(yīng)用于實(shí)踐中并取得了顯著成果，關(guān)鍵鏈技術(shù)（CCPM）就是其中的一種。

1 關(guān)鍵鏈技術(shù)相關(guān)背景

關(guān)鍵鏈一詞源于以色列物理學(xué)家Goldratt博士在1997年出版的管理學(xué)著作《關(guān)鍵鏈》[1]一書。該書將約束理論（TOC）應(yīng)用于項(xiàng)目管理之中，強(qiáng)調(diào)以有限的資源與消除不良的工作行為概念進(jìn)行項(xiàng)目進(jìn)度的規(guī)劃和管理，并創(chuàng)造性地提出了通過集中管理項(xiàng)目的緩沖時(shí)間來監(jiān)控整個(gè)項(xiàng)目執(zhí)行的方法。

2 關(guān)鍵鏈技術(shù)的相關(guān)假設(shè)

2.1 墨菲定律（Murphy's theorem）

“墨菲定律”是由愛德華·墨菲（Edward A. Murphy）提出的，原句為：“如果有兩種或兩種以上的方式去做某件事情，而其中一種選擇方式將導(dǎo)致災(zāi)難，則必定有人會(huì)做出這種選擇”。即：壞事必然發(fā)生，無論概率多小。

2.2 學(xué)生綜合癥（Students' Syndrome）

表現(xiàn)為人們在工作開始時(shí)并不是馬上全力以赴去完成它，而是到了最后時(shí)刻才投入全部精力。就像很多學(xué)生平時(shí)把大部分時(shí)間和精力都投入到學(xué)習(xí)之外，考試之前才開始突擊學(xué)習(xí)一樣。

2.3 帕金森定律（Parkinson's Law）

諾斯科特·帕金森在1955年出版的《帕金森定律》[2]一書中指出：“你有多少時(shí)間完成工作，工作就會(huì)自動(dòng)變成需要那么多時(shí)間”。即工作總是要拖到規(guī)定的時(shí)間結(jié)束才會(huì)完成，從來不會(huì)提前完成。

3 關(guān)鍵鏈技術(shù)（CCPM）

在1986年出版的《目標(biāo)》[3]一書中，Goldratt博士提出了著名的約束理論（TOC）。簡單來講，TOC就是關(guān)于進(jìn)行改進(jìn)和如何最好地實(shí)施這些改進(jìn)的一套管理理念和管理原則，可以幫助企業(yè)識(shí)別出在實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的過程中存在著哪些制約因素：TOC稱之為“約束”，并進(jìn)一步指出如何實(shí)施必要的改進(jìn)來一一消除這些約束，從而更有效地實(shí)現(xiàn)企業(yè)目標(biāo)。

1997年，Goldratt博士在《關(guān)鍵鏈》一書中正式提出關(guān)鍵鏈的概念。關(guān)鍵鏈技術(shù)（CCPM）是約束理論（TOC）在項(xiàng)目管理領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。它更強(qiáng)調(diào)從整個(gè)項(xiàng)目而非單個(gè)活動(dòng)的角度出發(fā)來看待問題，從而發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目可能延誤的根本原因（制約因素），采取措施以保證項(xiàng)目能按計(jì)劃完成。

4 工程設(shè)計(jì)管理實(shí)例-關(guān)鍵鏈法的應(yīng)用

4.1 項(xiàng)目背景

一家全球知名集團(tuán)（以下簡稱甲方）在華東地區(qū)計(jì)劃新建一個(gè)現(xiàn)代化食品工廠，概念設(shè)計(jì)和初步設(shè)計(jì)已經(jīng)由甲方工程部門完成，隨后通過招投標(biāo)，最終委托某工程公司（以下簡稱設(shè)計(jì)方）進(jìn)行整個(gè)項(xiàng)目的施工圖設(shè)計(jì)工作。由于甲方的全球戰(zhàn)略調(diào)整，原定3個(gè)半月（107個(gè)日歷日）完成的設(shè)計(jì)任務(wù)甲方要求必須在2個(gè)半月（79個(gè)日歷日）內(nèi)交付圖紙。因此原來制定的設(shè)計(jì)進(jìn)度已不能滿足要求，必須進(jìn)行修改以滿足工期需求。

4.2 原進(jìn)度分析與制約因素確認(rèn)

該工程設(shè)計(jì)工作的原進(jìn)度流程經(jīng)簡化后如圖1所示：

按照傳統(tǒng)的關(guān)鍵路徑法（CPM）分析，關(guān)鍵路徑為耗時(shí)最長的路徑A-B-C-D-H，工期105天，可以滿足甲方的要求。但是按照關(guān)鍵鏈技術(shù)來分析，其中的C、E、F三項(xiàng)任務(wù)共用了同一資源R3，可以認(rèn)為該資源即為此進(jìn)度的制約因素。由于資源的制約和時(shí)間的控制是同等重要的，因此必須考慮資源沖突。由于任務(wù)C是關(guān)鍵任務(wù)，為了保證進(jìn)度必須先安排C，再考慮E和F。由此得到圖2所示關(guān)鍵鏈流程：

注：虛線表示資源使用順序

圖2 關(guān)鍵鏈進(jìn)度流程

其中最長的路徑為A-B-C-E-F-H，即為此進(jìn)度的關(guān)鍵鏈，工期為119天。也就是說原進(jìn)度如不采取措施根本就無法在甲方規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成（107<119）。

4.3 關(guān)鍵鏈法工作持續(xù)時(shí)間的確定

圖3 任務(wù)工時(shí)估計(jì)概率分布

Goldratt博士認(rèn)為傳統(tǒng)任務(wù)大部分時(shí)間估計(jì)大概具有90%的保證率，也就是按照估計(jì)時(shí)間有90%的概率可能完工，關(guān)鍵鏈法則采用50%可能完成的執(zhí)行時(shí)間作為工作的估計(jì)執(zhí)行時(shí)間，兩者的差值即為安全時(shí)間（見圖3）。

根據(jù)關(guān)鍵鏈法最常用的減半法，即將工序原先估計(jì)的工時(shí)減半后作為工序新的工時(shí)，得到圖4所示移除了安全時(shí)間的進(jìn)度流程：

圖4 移除各任務(wù)安全時(shí)間的進(jìn)度流程

此時(shí)關(guān)鍵鏈仍為A-B-C-E-F-H，工期為61天，稱為“最可能完工時(shí)間”（50%概率）。

4.4 緩沖區(qū)設(shè)置

在關(guān)鍵鏈技術(shù)中把安全時(shí)間從每個(gè)任務(wù)中取出，經(jīng)轉(zhuǎn)換后形成整個(gè)項(xiàng)目的項(xiàng)目緩沖時(shí)間（PB）和輸入緩沖時(shí)間（FD）。其中項(xiàng)目緩沖時(shí)間位于項(xiàng)目整個(gè)關(guān)鍵鏈的末端，而輸入緩沖時(shí)間位于非關(guān)鍵鏈匯入關(guān)鍵鏈的入口，兩者都是用來應(yīng)對項(xiàng)目執(zhí)行過程中的種種不確定因素及墨菲定律的。

除PB和FB之外還有資源緩沖（RB），它不是時(shí)間緩沖，只是一個(gè)警告信號，是為了防止關(guān)鍵鏈?zhǔn)苜Y源短缺的影響。

緩沖時(shí)間的估值辦法有剪貼法（C&P）和根方差法（RSE）[4]。以實(shí)踐應(yīng)用來看，根方差法更精確，而剪貼法雖然簡單明了，容易計(jì)算，但是容易受鏈路任務(wù)的多少影響：鏈路上任務(wù)多時(shí)緩沖時(shí)間易過長，反之則易過短。過長或者過短對進(jìn)度的管控都有不良影響。

根據(jù)根方差法公式： B=[]1/2， 每個(gè)任務(wù)的安全時(shí)間為ti，經(jīng)過計(jì)算可以得到下圖5所示的設(shè)計(jì)項(xiàng)目的關(guān)鍵鏈和緩沖區(qū)：

圖5 項(xiàng)目的關(guān)鍵鏈和緩沖區(qū)

4.5 項(xiàng)目緩沖區(qū)管理

在項(xiàng)目執(zhí)行過程中，項(xiàng)目緩沖區(qū)通常按照長度被均分為三個(gè)部分：綠色、黃色和紅色，并預(yù)先設(shè)定不同的措施以應(yīng)對[5]。

針對本項(xiàng)目，由于甲方只給了79天用以完成設(shè)計(jì)，而以上關(guān)鍵鏈法得到的工期為61天加項(xiàng)目緩沖26天，合計(jì)為87天，已經(jīng)超出了計(jì)劃。因此在設(shè)計(jì)過程中采用了動(dòng)態(tài)追蹤表格（表1）的方式來管理緩沖時(shí)間：

表1 緩沖區(qū)動(dòng)態(tài)追蹤表

4.6 項(xiàng)目最終結(jié)果

按照以上制定的關(guān)鍵鏈進(jìn)度計(jì)劃和緩沖區(qū)監(jiān)控管理措施，并通過采取各種獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制調(diào)動(dòng)設(shè)計(jì)人員的積極性，加強(qiáng)與甲方和審圖公司的溝通等措施，最終該項(xiàng)目在第76天完成，比原計(jì)劃提前3天。甲方對設(shè)計(jì)質(zhì)量和進(jìn)度均表示滿意。

4.7 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

工程設(shè)計(jì)是純智力產(chǎn)品的生產(chǎn)和管理的過程，因此關(guān)鍵鏈法的工序時(shí)間估計(jì)在具體設(shè)計(jì)任務(wù)上采用50%的冒險(xiǎn)估計(jì)是可行的，但是在涉及到外部因素比如審圖公司的審核時(shí)就必須非常慎重，因?yàn)槠鋵儆诓豢煽匾蛩?，無法要求對方完全按照己方擬定的進(jìn)度行事。由此可見關(guān)鍵鏈法在估算工序時(shí)間上的手段上尚顯單一，不能同時(shí)滿足各種不同類別的任務(wù)時(shí)間估算。如何對不同性質(zhì)不同需求的任務(wù)進(jìn)行分類，分類后如何確定什么樣的時(shí)間估計(jì)方法才是科學(xué)合理的，這些都是目前需要研究解決的問題。

5 結(jié)束語

文章從工程設(shè)計(jì)管理的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，總結(jié)出按照關(guān)鍵鏈知識(shí)和技術(shù)，如何有效避免“學(xué)生綜合癥”和“帕金森定律”等拖沓現(xiàn)象，如何合理地規(guī)劃和安排設(shè)計(jì)進(jìn)度，從而實(shí)現(xiàn)縮短設(shè)計(jì)周期，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量的目的。

參考文獻(xiàn)

[1]Goldratt E M. Critical Chain[M]. MA： The North River Press，1997.

[2]Parkinson， Cyril Northcote. Parkinson's Law[M]. The Economist.1955.

[3]Goldratt E M， Cox J. The Goal[M]. 2nd ED. Alder-shot：Gower，1993.

[4]單汩源，龍穎.一種關(guān)鍵鏈緩沖機(jī)制改進(jìn)方法及其應(yīng)用研究[J].項(xiàng)目管理技術(shù)，2006，9：32-35.

[5]張靜文，胡信布，王茉琴.關(guān)鍵鏈項(xiàng)目計(jì)劃調(diào)度方法研究[J].科技管理研究，2008，3：280-283.

作者簡介：何流（1974-），男，上海市人，工作單位：赫斯基注塑系統(tǒng)上海有限公司，職務(wù)：項(xiàng)目經(jīng)理。