基于EVM 的核電全范圍模擬機(jī)FSS 項(xiàng)目集成化控制研究

項(xiàng)萍

(中核武漢核電運(yùn)行技術(shù)股份有限公司，湖北 武漢 430223)

0 引言

掙值管理(Earned Value Management，EVM)作為一種較新的項(xiàng)目集成化管理技術(shù)，能夠達(dá)到項(xiàng)目研發(fā)進(jìn)度、成本、質(zhì)量和技術(shù)的綜合管理和控制的目的。1967 年，EVM 被美國國防部首次引入大型研發(fā)項(xiàng)目中進(jìn)行集成化控制，有效地提高了研發(fā)項(xiàng)目過程管理水平，及時(shí)地預(yù)測(cè)和發(fā)現(xiàn)了項(xiàng)目進(jìn)度與成本偏差，采取了糾偏措施，取得了良好的效果。自此以后，EVM 被引進(jìn)各行各業(yè)，得到了廣泛的應(yīng)用。

核電行業(yè)也同樣面臨提高項(xiàng)目管理水平的問題。伴隨著核電事業(yè)的蓬勃發(fā)展，傳統(tǒng)的研發(fā)項(xiàng)目管理模式難以滿足日趨規(guī)?；氖袌?chǎng)需求，項(xiàng)目進(jìn)度、成本、質(zhì)量等難以有效控制，往往存在項(xiàng)目延期、成本超支等諸多問題，因此，迫切需要建立一套專業(yè)有效的項(xiàng)目集成化項(xiàng)目控制模式和管理體系來改變現(xiàn)狀。

本文通過對(duì)某核電站M310 機(jī)組全范圍模擬機(jī)FSS 項(xiàng)目進(jìn)行分析研究，結(jié)合該核電研發(fā)項(xiàng)目管理特點(diǎn)，運(yùn)用EVM 與實(shí)際研發(fā)項(xiàng)目相結(jié)合的方法，成功建立了一套適合核電研發(fā)項(xiàng)目的進(jìn)度和成本集成化管理模式，降低了項(xiàng)目成本，控制了項(xiàng)目進(jìn)度，達(dá)到了提高核電研發(fā)項(xiàng)目管理效率的目的。

1 項(xiàng)目概況

集成仿真技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、設(shè)計(jì)管理學(xué)和核電工程知識(shí)領(lǐng)域的綜合工程稱之為核電機(jī)組全范圍模擬機(jī)(Full Scope Simulator，F(xiàn)SS)。FSS 用途主要有以下三點(diǎn):①可靠和有效地完成電廠操縱員、高級(jí)操縱員的培訓(xùn)、復(fù)訓(xùn)和取照考試的相關(guān)工作;②按中國國家核安全局的要求為核電廠進(jìn)行定期應(yīng)急演習(xí)提供支持;③核電廠的工程應(yīng)用，包括:系統(tǒng)研究、電廠運(yùn)行/事故規(guī)程的測(cè)試驗(yàn)證、電廠的控制和運(yùn)行優(yōu)化試驗(yàn)，以及電廠的瞬態(tài)分析等。

2007 年某公司成功總承包了某核電站M310機(jī)組全范圍模擬機(jī)FSS 項(xiàng)目(以下簡稱FSS 項(xiàng)目)，全面負(fù)責(zé)模擬機(jī)的設(shè)計(jì)、開發(fā)、設(shè)備采購、系統(tǒng)集成、系統(tǒng)測(cè)試、設(shè)備運(yùn)輸、安裝、調(diào)試、試運(yùn)行、數(shù)據(jù)更新、對(duì)模擬機(jī)教員操作培訓(xùn)、對(duì)模擬機(jī)維修人員設(shè)備運(yùn)行、維修培訓(xùn)、數(shù)據(jù)更新操作培訓(xùn)等工作。

FSS 項(xiàng)目為規(guī)避采用實(shí)物模擬(Stimulation)和虛擬實(shí)物模擬(Emulation)方法在工程進(jìn)度上的風(fēng)險(xiǎn)，最終采用全模擬的方法來實(shí)現(xiàn)DCS 仿真，其開發(fā)實(shí)施方式為國內(nèi)首創(chuàng)，技術(shù)難度巨大，開發(fā)周期長，項(xiàng)目利益相關(guān)者多，不可預(yù)見因素多，且涉及國內(nèi)外多項(xiàng)設(shè)備的采購。為圓滿完成FSS 項(xiàng)目，公司同時(shí)成立總承包項(xiàng)目組和EVM 試點(diǎn)小組，探索并運(yùn)用EVM 對(duì)FSS 項(xiàng)目的成本和進(jìn)度進(jìn)行集成化控制，實(shí)踐證明，將EVM引入FSS 項(xiàng)目進(jìn)行成本和進(jìn)度的集成化控制，具有明顯的優(yōu)勢(shì)，表現(xiàn)在不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目的成本和進(jìn)度的預(yù)估，還能在偏差發(fā)生時(shí)使項(xiàng)目利益相關(guān)者采取快速、有效的糾偏措施，從而為FSS 項(xiàng)目的最終順利交付保駕護(hù)航。

2 FSS 項(xiàng)目中EVM 的應(yīng)用實(shí)例分析

2.1 FSS 項(xiàng)目的進(jìn)度計(jì)劃

項(xiàng)目組和EVM 試點(diǎn)小組針對(duì)FSS 項(xiàng)目，引進(jìn)了專業(yè)的項(xiàng)目管理軟件，建立了FSS 項(xiàng)目的WBS，編制了詳細(xì)的三級(jí)項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃，F(xiàn)SS 項(xiàng)目一級(jí)進(jìn)度計(jì)劃見圖1。

2.2 FSS 項(xiàng)目的基本參數(shù)

根據(jù)EVM 基本原理，在分析項(xiàng)目執(zhí)行情況時(shí)需要將項(xiàng)目掙值(Earned Value，EV)作為中間變量。項(xiàng)目組和EVM 試點(diǎn)小組以每半個(gè)月最后一天作為檢查點(diǎn)，測(cè)量一次項(xiàng)目績效，分別計(jì)算出計(jì)劃值 (Planned Value，PV)、實(shí)際成本(Actual Value，AV)和EV，進(jìn)而對(duì)每半個(gè)月項(xiàng)目偏差進(jìn)行原因分析，編制績效測(cè)量報(bào)告，同時(shí)提出下半個(gè)月的改進(jìn)建議。由于FSS 項(xiàng)目研發(fā)成敗的關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)和開發(fā)階段，故本文選取了FSS 項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段部分檢查點(diǎn)的相關(guān)參數(shù)。FSS項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段檢查點(diǎn)的基本參數(shù)見表1。

2.3 FSS 項(xiàng)目的評(píng)價(jià)指標(biāo)和預(yù)警范圍

EVM 的評(píng)價(jià)指標(biāo)分別為進(jìn)度偏差(Schedule Variance，SV)、費(fèi)用偏差(Cost Variance，CV)、進(jìn)度績效指數(shù) (Schedule Performance Index，SPI)和費(fèi)用績效指數(shù)(Cost Performance Index，CPI)。項(xiàng)目組和EVM 試點(diǎn)小組在計(jì)算完成項(xiàng)目EVM 基本參數(shù)后，就可以以此來計(jì)算FSS 項(xiàng)目的評(píng)價(jià)指標(biāo)，計(jì)算公式與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表2。

圖1 FSS 項(xiàng)目一級(jí)進(jìn)度計(jì)劃(截圖)

表1 FSS 項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段檢查點(diǎn)的基本參數(shù) (單位:萬元)

表2 評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算公式與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)表2 公式計(jì)算，F(xiàn)SS 項(xiàng)目各評(píng)價(jià)指標(biāo)的計(jì)算結(jié)果見表3。與此同時(shí)，項(xiàng)目組和EVM 試點(diǎn)小組結(jié)合基本參數(shù)和評(píng)價(jià)指標(biāo)，繪制了FSS 項(xiàng)目的掙值曲線，見圖2。

為避免項(xiàng)目不同人員對(duì)于區(qū)間范圍有不同的理解，導(dǎo)致對(duì)項(xiàng)目績效的評(píng)價(jià)出現(xiàn)混亂。項(xiàng)目組和EVM 試點(diǎn)小組設(shè)置了成本超支和進(jìn)度滯后預(yù)警的范圍，區(qū)間范圍如下:

(1)CPI 的值低于1.0 (含1.0)時(shí)，為正常，不預(yù)警;位于［0.9，1.0)時(shí)，為成本超支，黃色預(yù)警;當(dāng)值低于0.9 (不含0.9)時(shí)，為成本嚴(yán)重超支，紅色預(yù)警。

(2)SPI 高于1.05 (不含1.05)時(shí)，為進(jìn)度提前，不預(yù)警;位于［0.95，1.05］時(shí)，為進(jìn)度基本正常，不預(yù)警;位于［0.85，0.95)時(shí)，為進(jìn)度略有滯后，橙色預(yù)警;位于［0.6，0.85)時(shí)，為進(jìn)度滯后，黃色預(yù)警;當(dāng)值低于0.6 (不含0.6)時(shí)，為進(jìn)度嚴(yán)重滯后，紅色預(yù)警。

根據(jù)上述評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和預(yù)警范圍，從檢查節(jié)點(diǎn)2008 年4 月15 日到2008 年7 月31 日的測(cè)量結(jié)果與趨勢(shì)可以看出，CPI 一直都是大于1.0，成本節(jié)支;而SPI 在2008 年7 月31 日之前小于0.95，在2008 年7 月31 日測(cè)量的SPI 下降到0.9，進(jìn)度滯后趨勢(shì)凸顯，項(xiàng)目組和EVM 試點(diǎn)小組啟動(dòng)橙色預(yù)警。

表3 FSS 項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段檢查點(diǎn)的評(píng)價(jià)指標(biāo)

圖2 FSS 項(xiàng)目掙值曲線

2.4 FSS 項(xiàng)目的預(yù)測(cè)變量

EVM 測(cè)量的最終目的是分析當(dāng)期狀態(tài)偏差和預(yù)測(cè)未來發(fā)展趨勢(shì)。EVM 的兩個(gè)預(yù)測(cè)變量有:完工估算(Estimate at Completion，EAC)，完工尚需估算(Estimate to Complete，ETC)。為實(shí)現(xiàn)FSS 項(xiàng)目成本與進(jìn)度集成化控制的目標(biāo)，項(xiàng)目組和EVM 試點(diǎn)小組每半個(gè)月對(duì)項(xiàng)目尚未完成的工作進(jìn)度和成本進(jìn)行了分析預(yù)測(cè)，計(jì)算公式如下:

(1)EAC=AC+ETC，表示實(shí)際支出與對(duì)未來剩余工作的重新估算之和。

(2)ETC=BAC－EV，表示總預(yù)算減去各個(gè)活動(dòng)EV 之和的差值。

根據(jù)上述公式計(jì)算，F(xiàn)SS 項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段檢查點(diǎn)的預(yù)測(cè)變量計(jì)算結(jié)果見表4。

從表4 結(jié)果可以看出，伴隨著FSS 項(xiàng)目的順利推進(jìn)，EAC 和ETC 不斷發(fā)生變化，在檢查點(diǎn)2008 年7 月31 日時(shí)計(jì)算出的EAC 等于21 080 萬元，ETC 等于1484d。從計(jì)算結(jié)果可以初步判斷，F(xiàn)SS 項(xiàng)目運(yùn)用成本和進(jìn)度集成化控制將會(huì)取得良好效果。

2.5 FSS 項(xiàng)目的集成化控制分析

在FSS 項(xiàng)目管控過程中，項(xiàng)目組和EVM 試點(diǎn)小組在計(jì)算FSS 項(xiàng)目各項(xiàng)指標(biāo)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析，并在發(fā)現(xiàn)偏差后及時(shí)采取了糾偏措施，使得FSS 項(xiàng)目最終按預(yù)期實(shí)現(xiàn)了交付。

根據(jù)表3 計(jì)算的CPI 結(jié)果，從2008 年4 月15 日到2008 年7 月31 日檢查期間CPI 都大于1，實(shí)際成本均低于計(jì)劃成本，項(xiàng)目成本控制情況良好，F(xiàn)SS 項(xiàng)目組分析原因主要是項(xiàng)目正處于設(shè)計(jì)和開發(fā)階段，還未開始大額設(shè)備采購，暫無項(xiàng)目直接成本支出，僅為人工成本的支出，且FSS 項(xiàng)目擁有一支專業(yè)的開發(fā)和設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，項(xiàng)目組研發(fā)人員相對(duì)穩(wěn)定，同時(shí)進(jìn)度安排也是“先松后緊”，沒有大量人員加班，所以使得成本控制在合理范圍內(nèi)。

根據(jù)表3 計(jì)算的SPI 結(jié)果，從2008 年4 月15 日到2008 年7 月31 日檢查期間SPI 都小于1，且呈現(xiàn)緩慢下降的趨勢(shì)，7 月15 日到7 月31 日下降幅度最大，項(xiàng)目進(jìn)度執(zhí)行情況不太理想，F(xiàn)SS 項(xiàng)目組分析原因主要是因?yàn)榘踩?jí)DCS 系統(tǒng)設(shè)計(jì)缺少設(shè)計(jì)輸入資料，導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)計(jì)滯后，影響業(yè)主審查;同時(shí)非安全級(jí)DCS 系統(tǒng)軟件開發(fā)中的架構(gòu)設(shè)計(jì)采用了最新技術(shù)，缺乏開發(fā)經(jīng)驗(yàn)且前期人力投入不足，導(dǎo)致進(jìn)度略有滯后。項(xiàng)目組和EVM 試點(diǎn)小組立即采取措施及時(shí)進(jìn)行糾偏，與業(yè)主積極溝通，對(duì)安全級(jí)DCS 系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)度進(jìn)行了調(diào)整，同時(shí)加大了人力投入和資料收集。

2.6 FSS 項(xiàng)目運(yùn)用EVM 進(jìn)行集成化控制存在的問題和改進(jìn)的方案

FSS 項(xiàng)目執(zhí)行周期較長，項(xiàng)目組和EVM 試點(diǎn)小組一直堅(jiān)持采用EVM 來進(jìn)行項(xiàng)目進(jìn)度和成本的集成化控制，在有限的資源和工期壓力下，不但實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)的突破，而且堅(jiān)定不移地走國產(chǎn)化道路，使得成本和進(jìn)度都達(dá)到了控制目標(biāo)，EVM 集成應(yīng)用效果良好，F(xiàn)SS 項(xiàng)目最終得到業(yè)主的廣泛贊譽(yù)，但還是存在一些問題，尚需改進(jìn)，主要有以下兩點(diǎn):

表4 FSS 項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段檢查點(diǎn)的預(yù)測(cè)變量

(1)核電行業(yè)安全第一，質(zhì)量管理不容忽視，但在對(duì)FSS 項(xiàng)目進(jìn)度和成本進(jìn)行集成管理中未關(guān)注質(zhì)量的缺陷，沒有統(tǒng)籌考慮三者之間的內(nèi)在聯(lián)系。FSS 項(xiàng)目組的改進(jìn)方案之一是以后此類項(xiàng)目在工作分解結(jié)構(gòu)編制過程中，對(duì)各質(zhì)量控制點(diǎn)設(shè)置專門的工作包，如“設(shè)計(jì)審查會(huì)” “根據(jù)審查意見進(jìn)行修改”等，這樣使質(zhì)量保證人員能夠及時(shí)關(guān)注和參與到這些質(zhì)量控制點(diǎn)中，以起到控制項(xiàng)目質(zhì)量的作用，同時(shí)通過對(duì)這些工作包的計(jì)劃成本和實(shí)際成本進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析出項(xiàng)目的質(zhì)量成本。

(2)FSS 項(xiàng)目在運(yùn)用EVM 進(jìn)行測(cè)量時(shí)無法確定關(guān)鍵工作的影響，僅是根據(jù)掙值和實(shí)際成本來衡量進(jìn)度和成本績效，但當(dāng)項(xiàng)目非關(guān)鍵工作完成很多，而處于關(guān)鍵路徑上工作未完成時(shí)，將可能影響項(xiàng)目進(jìn)度，這在績效測(cè)量中無法顯現(xiàn)。FSS 項(xiàng)目組的改進(jìn)方案之一是以后擬將關(guān)鍵路徑法理論與EVM 方法相結(jié)合，以減弱EVM 自身的局限性，充分?jǐn)D干項(xiàng)目計(jì)劃中進(jìn)度和成本的“水分”，同時(shí)不在各工作包中預(yù)留“安全時(shí)間”和“安全費(fèi)用”，而是在關(guān)鍵鏈的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)前設(shè)置一定的“緩沖時(shí)間”和“暫定費(fèi)用”，以應(yīng)對(duì)潛在的進(jìn)度和成本風(fēng)險(xiǎn)。

3 結(jié)語

本文將EVM 引入核電研發(fā)項(xiàng)目的成本和進(jìn)度集成化控制中，通過實(shí)例證明，運(yùn)用EVM 開展對(duì)核電研發(fā)項(xiàng)目的集成化控制研究，在發(fā)現(xiàn)偏差的同時(shí)對(duì)項(xiàng)目未來執(zhí)行情況進(jìn)行合理的預(yù)測(cè)，能夠深入分析產(chǎn)生偏差的原因，并及時(shí)采取有效措施，減少偏差，從而提高項(xiàng)目執(zhí)行效果。應(yīng)用EVM 進(jìn)行核電研發(fā)項(xiàng)目是一種簡單而有效的項(xiàng)目管理方法，但要注意結(jié)合核電行業(yè)研發(fā)項(xiàng)目的特點(diǎn)。在市場(chǎng)競爭和技術(shù)創(chuàng)新越發(fā)激烈的當(dāng)今世界，EVM 為企業(yè)，尤其是核電研發(fā)類型的企業(yè)提供了一種便捷和高效的項(xiàng)目管理模式。

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