項目管理技術(shù)在船舶建造進(jìn)度控制中的應(yīng)用

孫 倩，周 宏，羅萍萍

（1.集美大學(xué) 輪機工程學(xué)院，福建廈門 361021；2.江蘇科技大學(xué) 船舶與海洋工程學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江 212003）

項目管理技術(shù)在船舶建造進(jìn)度控制中的應(yīng)用

孫 倩1，周 宏2，羅萍萍2

（1.集美大學(xué) 輪機工程學(xué)院，福建廈門 361021；2.江蘇科技大學(xué) 船舶與海洋工程學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江 212003）

以船舶建造過程為研究對象，主要介紹了項目管理技術(shù)在船舶進(jìn)度控制方面的應(yīng)用背景和研究現(xiàn)狀，提出了船舶進(jìn)度的控制方法及偏差分析，并根據(jù)Logistic模型S曲線建立預(yù)測模型，實現(xiàn)對船舶建造進(jìn)度的預(yù)測和調(diào)整。

項目管理；船舶建造；進(jìn)度控制

0 引言

船舶建造是涉及面極廣的大型系統(tǒng)項目工程。要想取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，就必須采用先進(jìn)的管理模式[1]。建造進(jìn)度項目管理的對象就是船舶建造進(jìn)度，通過臨時的柔性化的專門組織，對項目實行高效計劃、領(lǐng)導(dǎo)、控制以及協(xié)調(diào)，從而使得該項目在整個過程中的所需資源能夠得到最優(yōu)配置，最終實現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)[2,3]。船舶行業(yè)在1992年制定了《網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)在項目管理中的應(yīng)用程序》、1994年制定了《船舶工作分解結(jié)構(gòu)》等綱領(lǐng)性文件，對促進(jìn)項目管理在船舶行業(yè)的應(yīng)用起到了一定作用，但是應(yīng)用范圍十分有限[4,5]。要想控制船舶的建造進(jìn)度就必需采用有效的項目管理技術(shù)進(jìn)行項目進(jìn)度控制。項目進(jìn)度控制需要嚴(yán)格按照建造合同，層層落實，層層分解，周期跟蹤調(diào)整，以確保項目能按期保質(zhì)完成。

近年來我國大量學(xué)者對項目管理技術(shù)進(jìn)行了研究。張進(jìn)[6]對船舶設(shè)計中的項目管理模式進(jìn)行了研究；林輝[7]對項目管理在船舶設(shè)計中的運用進(jìn)行了研究；陳競飛[8]對船舶設(shè)計在矩陣型組織下的項目管理進(jìn)行了研究；陳剛等[9]從船舶科技創(chuàng)新角度對引進(jìn)項目管理進(jìn)行了研究；高紹興等[10]對船舶與海洋工程項目管理信息系統(tǒng)分析與設(shè)計進(jìn)行了研究。

1 進(jìn)度控制的方法

船舶生產(chǎn)計劃的編制主要是根據(jù)項目工作量、

人、場地、設(shè)備資源以及歷史資源估算出生產(chǎn)周期。這種方法存在一些問題：1）計劃的編制依據(jù)不充分；2）生產(chǎn)建造前期策劃水平有待提升；3）生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作不精細(xì)；4）資源配置策劃的合理性和可行性差；5）現(xiàn)代造船模式要求資源和計劃協(xié)調(diào)統(tǒng)一的強有力的計劃管理體系，而公司是資源使用主體多元化、兩級計劃管理的體制；6）計劃的可控性差；7）工程管理中許多關(guān)系沒有理順，計劃、節(jié)點實現(xiàn)率不高；8）數(shù)據(jù)管理是生產(chǎn)計劃中非常重要的環(huán)節(jié)，是提高管理水平、推動管理進(jìn)步的基礎(chǔ)和依據(jù)，但是船廠的數(shù)據(jù)管理仍是計劃管理中的薄弱環(huán)節(jié)。為了解決這些進(jìn)度控制中遇到的問題，有效控制船舶建造的進(jìn)度，就需要對有關(guān)項目管理技術(shù)進(jìn)行研究。

1.1 橫道圖法

圖1所示的橫道圖又稱甘特圖，是實際計劃與原計劃比較的一種最直觀的工期計劃方法。黑色的橫道表示作業(yè)過程已經(jīng)完成，灰色實體部分表示作業(yè)過程已經(jīng)完成的部分，非實體部分表示未完成的部分，非常直觀地體現(xiàn)出生產(chǎn)的進(jìn)度，同時還可以與原來的生產(chǎn)計劃相比較，得出生產(chǎn)計劃的執(zhí)行情況與原計劃的偏差情況。

圖1 生產(chǎn)進(jìn)度橫道圖

1.2 S曲線對比法

S曲線能直觀反映工時進(jìn)度，能描繪出實際工時的累積，也能描繪出計劃工時的累積，它對新的同類型船舶的后續(xù)計劃工作產(chǎn)生積極影響。S形曲線圖的橫坐標(biāo)是時間，縱坐標(biāo)是工作量的完成情況，可以為完成百分比、工時、費用以及物量等指標(biāo)。圖2為系列船下料實際工時S形曲線圖，圖3為實際進(jìn)度與計劃對比S形曲線。

圖3所示的對比S形曲線可用于工程進(jìn)度狀態(tài)分析：工程進(jìn)度點在計劃進(jìn)度點左側(cè)，表明此刻實際進(jìn)度比計度進(jìn)度超前，工程進(jìn)度點在計劃進(jìn)度點右側(cè)，表明此刻實際進(jìn)度比計度進(jìn)度落后。

圖2 各船下料工時S曲線

圖3 對比S形曲線

S曲線對比法還可用于進(jìn)度偏差分析、動態(tài)分析和總工期分析等。

1.3 “香蕉”線比較法

在計劃中，除大節(jié)點活動外，其它節(jié)點都存在著最早和最晚可能開始時間。按最早可能開始時間和最晚必須開始時間安排進(jìn)度來繪制可得到兩條S曲線：TES、TLS曲線，如圖4所示。它們有相同的開始時間和相同的結(jié)束時間。按生產(chǎn)實際進(jìn)度設(shè)繪的曲線為R曲線。

曲線使用方法：

1）R曲線如果在TES上方表示實際進(jìn)度超前，在TLS下方表示實際進(jìn)度落后，位于兩者之間則表示正常；

2）可根據(jù)R曲線實際生產(chǎn)進(jìn)度推測未完成的趨勢；

3）進(jìn)度偏差值定量分析a點的Δya、Δta；4）動態(tài)分析某點的進(jìn)度狀態(tài)；

5）分析實際曲線終點與TES、TLS曲線終點之間的偏差為整體工期偏差。

圖4 香蕉S曲線

1.4 前鋒線比較法

前鋒線比較法是在時標(biāo)網(wǎng)絡(luò)計劃上，從檢查日期的坐標(biāo)點出發(fā)，用線條順序連接相關(guān)工作實際進(jìn)度的前端點，最后連接到另一時間軸上的檢查時間點，從而形成一條折線，如圖5所示。

繪制方法如下：

1）在網(wǎng)絡(luò)圖中設(shè)檢查日期；

2）設(shè)置檢查，連接上下時間坐標(biāo)的檢查日期；

3）根據(jù)完成工作量的百分比，按適當(dāng)比例標(biāo)注在各活動的矢線上，就可以得到檢查日所進(jìn)行的各項活動實際進(jìn)度前鋒點；

4）將檢查點與前鋒點連接，可得到實際進(jìn)度的前鋒線。

前鋒線在檢查線左邊表示進(jìn)度落后于計劃，前鋒線在檢查線右邊表示進(jìn)度超前。

圖5 前鋒線

2 生產(chǎn)進(jìn)度控制的偏差分析

2.1 偏差產(chǎn)生的原因

1）船廠材料采購原因

（1）與鋼廠簽訂的材料供貨沒有提前；

（2）船廠沒有付清鋼廠的款項，導(dǎo)致鋼廠不發(fā)貨；

（3）采購的鋼板不符合規(guī)范要求，不能使用于當(dāng)前建造的船舶。

2）船東方面的原因

（1）船東方面未按合同付款；

（2）船東提供的技術(shù)準(zhǔn)備不足；

（3）船東自訂的材料和設(shè)備不到位。

3）技術(shù)設(shè)計原因

（1）技術(shù)方案沒有最終確定；

（2）詳細(xì)設(shè)計圖紙退審緩慢；

（3）詳細(xì)設(shè)計圖紙修改過量。

4）生產(chǎn)設(shè)計原因

（1）生產(chǎn)施工圖圖紙錯誤太多；

（2）生產(chǎn)工藝不適合施工；

（3）生產(chǎn)圖紙沒有提前量。

5）施工原因

（1）生產(chǎn)管理混亂，沒有6S管理；

（2）施工現(xiàn)場未按正確的工藝施工；

（3）施工現(xiàn)場所用的焊材不合標(biāo)準(zhǔn)；

（4）施工人員素質(zhì)差；

（5）生產(chǎn)與技術(shù)、質(zhì)量、采購等部門協(xié)調(diào)差。

6）船東代表原因

（1）船東不配合工作；

（2）船東要求超標(biāo)；

（3）船東重視質(zhì)量，不重視進(jìn)度；

（4）船東提出的整改方案未及時反映到船廠。

2.2 偏差技術(shù)方法應(yīng)用

前面介紹了很多種方法，其中S形曲線是建造工時統(tǒng)計常用的方法之一。它一般都是以時間為橫坐標(biāo)，以累積的工作量、工時或百分比為縱坐標(biāo)。船舶在建造過程中由于多工種作業(yè)會產(chǎn)生實際進(jìn)度與計劃進(jìn)度的偏差。為了預(yù)測實際進(jìn)度與計劃進(jìn)度的偏差，產(chǎn)生了一些實用的預(yù)測模型的理論方法，如灰色理論即GM（1，1），它是對系統(tǒng)行為特征值的發(fā)展變化進(jìn)行預(yù)測，除此之外還有荷蘭 Logistic模型等。GM（1，1）雖然精確但也有一定的局限性，因此本文采用更簡潔的Logistic模型進(jìn)行預(yù)測。

2.2.1 Logistic模型

Logistic模型是荷蘭生物數(shù)學(xué)家Verhulst在研究自然增長問題時提出的，其微分方程為：

式中，r0為生命系數(shù)，當(dāng)時間t→∞，如果給定總工時 Nm，以及基準(zhǔn)分段上船臺時所完成工時與總工時之比u1和時間tK，則該方程的微積分解[11]為：

再給出下水時所完成的工時與總工時之比 u2和時間tL可求出r0。現(xiàn)設(shè)定Nm=811 kh，u1=27.6%，u2=81.82%，tK=4，tL=8。圖6為實際曲線WH(t)與Logistic模型S曲線N(t)。這兩條曲線非常接近。由于目前大多數(shù)船廠對日常工時、實用工時統(tǒng)計匯總標(biāo)準(zhǔn)工時不完善，建立標(biāo)準(zhǔn)的S形曲線比較困難，故可采用預(yù)測模型先建立標(biāo)準(zhǔn)S形曲線，再根據(jù)生產(chǎn)狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。本文就是用該方法建立了46 000 DWT級散貨船的預(yù)測模型。

圖6 Logistic和建造工累積S形曲線

2.2.2 S型曲線預(yù)測模型應(yīng)用

1）模型分析

從圖6的比較曲線可以看出，實際S曲線與Logistic模型S曲線N(t)在tK和tL之間非常接近，為此對函數(shù)進(jìn)行調(diào)整，工時累積的近似預(yù)測函數(shù)取為：

預(yù)測模型與實際工時值見表1，表中數(shù)據(jù)基本相近，對于不同的船廠可以采用不同的k和u1、u2、tK、tL、Nm，可得到真實的S曲線。

2）46 000 DWT散貨船S形曲線

目前在江蘇東部地區(qū)的船廠，上船臺時工時完成率一般在20%～30%，船舶下水時工時完成率為68%～80%，建造大節(jié)點時間如表2所示。確定u1、u2、tK、tL、Nm和造船總周期T，建立模型。

表1 預(yù)測模型與實際工時值

表2 建造大節(jié)點時間

設(shè)船廠u1=25%，u2=76%，tK=3.36，tL=6.13，則可得到工時累積S形曲線。如果船廠有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，可用歷史S曲線，若船廠數(shù)據(jù)不全，則在u1、u2、tK、tL、Nm已知的條件下可確定初始S形曲線，作為預(yù)測手段。

3）用S形曲線分析散貨船建造的長期計劃

（1）計劃線表

因船廠是先開工三條船，之后還有三條船開工?，F(xiàn)排定造船的主計劃，同樣以工時累積計劃進(jìn)行平衡。以時限計劃列出表3，基準(zhǔn)時間為第四條船開工。

（2）六條船的S形曲線族圖

根據(jù)表3的相關(guān)數(shù)據(jù)可繪制出這六條船的S形曲線族圖，如圖7所示。

圖7 S形曲線族

（3）計劃控制

從六條船的工時累積曲線，可以統(tǒng)計得出某一時間段的工時需求量。分析所需工時隨時間的變化，從圖7可以看出在100 d～170 d是需求量的高峰，可以根據(jù)累加作出工時需求曲線與船廠實際可用工時對比，進(jìn)而能夠改進(jìn)生產(chǎn)計劃。

3 結(jié)論

通過工時需求曲線與船廠實際可用工時對比，可以得出如下結(jié)論：

1）如果可用工時小于需求工時 15%以內(nèi)，不需考慮調(diào)整生產(chǎn)節(jié)點計劃，可僅通過增加勞動力的方式解決；

2）如果可用工時小于需求工時量超過 15%且完工時間不能更改，則也必須通過增加勞動力或外包工程的方法來調(diào)整；

3）如果可用工時小于需求量超過 15%且可用工時有限、船廠資源有限，則只能通過調(diào)整大節(jié)點計劃，為保證船臺周期以及交船時間不變，必須提早開工時間，并考慮減少u1和u2；

4）通過采用新設(shè)備、新工藝降低總工時能使S曲線變化率減少。

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Application of Project Management Technology in Ship Construction Schedule Control

Sun Qian1, Zhou Hong2, Luo Ping-ping2
(1.Marine Engineering Institute, Jimei University, Fujian Xiamen 361021, China; 2.Naval Architecture and Ocean Engineering Institute, Jiangsu University of Science and Technology, Jiangsu Zhenjiang 212003, China)

The research object of the paper is ship construction process.The paper mainly introduces the background and the research status of project management in the ship schedule control.It puts forward the control method and the analysis of deviation for the ship schedule.The prediction model is built according to the Logistic model S curve to forecast and adjust the ship construction schedule.

project management; shipbuilding; schedule control

U673.2

A

10.14141/j.31-1981.2016.02.002

孫倩（1974—），女，副教授，研究方向：船舶與海洋結(jié)構(gòu)物設(shè)計制造。