基于關(guān)鍵鏈的信息系統(tǒng)項目開發(fā)進(jìn)度風(fēng)險分析

王雯萱

【摘要】 在項目開發(fā)管理中，進(jìn)度風(fēng)險分析是決定項目最終成敗的決定性因素之一，也是信息系統(tǒng)項目管理中尤為重要的一步。由于在項目開發(fā)管理過程中進(jìn)度計劃具有確定性和不確定性的性質(zhì)，使得進(jìn)度計劃表現(xiàn)出一定的隨機(jī)性。本文在基于關(guān)鍵鏈技術(shù)的基礎(chǔ)上，以約束理論為工具，概括了進(jìn)度風(fēng)險的分析步驟，并分析了基于關(guān)鍵鏈的三個必要的方向：關(guān)鍵鏈的確定、緩沖區(qū)大小的設(shè)置和緩沖區(qū)管理。在研究過程中，使用基于資源沖突啟發(fā)式的策略對已確立好的關(guān)鍵鏈進(jìn)行優(yōu)化模型的建立，并分析了這些研究方法對于項目進(jìn)度風(fēng)險的影響和對項目管理過程的意義，為項目管理者提供解決進(jìn)度風(fēng)險的方法并促進(jìn)關(guān)鍵鏈技術(shù)的進(jìn)一步成熟。

【關(guān)鍵詞】 關(guān)鍵鏈 緩沖區(qū) 進(jìn)度風(fēng)險 約束理論

Risk Analysis of Project Development Progress Based on Critical Chain Information System WANG Wen-xuan（Shandong University of Science and Technology， Information Engineering，Taian，271000）

Abstract In development and management of project， the progress of risk analysis is not only to determine the final outcome of the project one of the decisive factors， but also information systems project management is an important step.Due to the deterministic and uncertain nature of the progress plan during the project development management process， the schedule shows a certain degree of randomness. Based on the key chain technology， this paper takes the constraint theory as a tool， summarizes the steps of the analysis of the progress risk and analyzes the three necessary directions based on the key chain： the determination of the key chain， buffer size setting and the buffer management.In the process of research， the optimization model of the key chain is so established based on the strategy of resource conflict heuristic， and the influence of these research methods of the project scheduled risk and the significance of the project management process is analyzed. In the process of research， the optimization model of the key chain is based on the strategy of resource conflict heuristic， and the influence of these research methods on the project schedule risk and the significance of the project management process is analyzed. Provide a solution to the risk of progress and facilitate the further maturity of key chain technologies.

Keywords Key chain， Buffer， Progress risk， Constraint theory

一、引言

開發(fā)項目的規(guī)模有大有小，有的項目及其復(fù)雜，不僅在實(shí)施構(gòu)架組成方面涉及到多方面領(lǐng)域，而且項目可能需要耗費(fèi)大量的人力物力財力。信息系統(tǒng)的建立有利于對整個項目進(jìn)行信息化管理，減少了來自人為方面的誤差。然而，由于項目本身存在一些不確定性因素，這就給項目的開發(fā)帶來風(fēng)險，而這些風(fēng)險的存在，也一定程度上影響了項目的順利進(jìn)行和項目成果的提交。進(jìn)度管理是信息系統(tǒng)九大管理之一，它管理的好與壞在很大程度上影響了項目的進(jìn)展，最終決定了項目的成敗。由于項目的不確定性和復(fù)雜性，使得在進(jìn)度管理中存在著一定的風(fēng)險，為了提高風(fēng)險分析的準(zhǔn)確性，這就使得進(jìn)度計劃風(fēng)險分析變得尤為重要。

為了盡量避免項目的不確定性和復(fù)雜性帶來的風(fēng)險，方便人員對項目進(jìn)度進(jìn)行分析和評估，得到更為精準(zhǔn)的進(jìn)度計劃，我們需要找到信息系統(tǒng)項目開發(fā)的進(jìn)度計劃風(fēng)險分析的方法。

本文將會通過介紹關(guān)鍵鏈技術(shù)來具體分析它是如何建立并分析它是如何處理進(jìn)度風(fēng)險分析的，關(guān)鍵鏈技術(shù)有三個研究方向：關(guān)鍵鏈的確定、緩沖區(qū)的設(shè)置和緩沖區(qū)管理。該方法是一種既能夠考慮各個開發(fā)項目的執(zhí)行順序又能兼顧開發(fā)的資源約束的工作序列，從某種意義上講，該方法是PERT方法的改進(jìn)版，它充分考慮了緩沖和資源約束的關(guān)鍵路徑，提高對項目進(jìn)度風(fēng)險分析的準(zhǔn)確性。

二、基于關(guān)鍵鏈的信息系統(tǒng)項目開發(fā)進(jìn)度風(fēng)險分析

2.1關(guān)鍵鏈法的基本原理

Eli.Goldratt博士在1997年《關(guān)鍵鏈》[1]一書中提出了一種項目管理的方法，即關(guān)鍵鏈法。關(guān)鍵鏈?zhǔn)强紤]了資源約束與任務(wù)間邏輯依賴關(guān)系的最長任務(wù)鏈[2]，并將提高資源約束的重要性，使之與工序間邏輯依賴關(guān)系具有同等重要的地位。在進(jìn)行原理分析時，我們首先需要明白TOC約束理論，即在關(guān)鍵路徑中的薄弱環(huán)節(jié)會直接決定工程的進(jìn)展速度，而那些不在關(guān)鍵路徑上的項目的處理能力提升與否將不會影響整體的進(jìn)度。該方法將資源和活動持續(xù)時間以及緊前活動歷時作為影響項目總工期的約束條件，該技術(shù)強(qiáng)調(diào)制約項目周期的是關(guān)鍵鏈而不是關(guān)鍵路徑。該技術(shù)用關(guān)鍵鏈代替CPM/ PERT中的關(guān)鍵路徑，并強(qiáng)調(diào)制約項目周期的是關(guān)鍵鏈而不是關(guān)鍵路徑。確定關(guān)鍵鏈?zhǔn)且粋€循環(huán)往復(fù)、不斷尋優(yōu)的過程[3]。理論上，在資源限量確定的條件下，關(guān)鍵鏈?zhǔn)俏ㄒ坏?。而對關(guān)鍵鏈進(jìn)行識別的過程中，對進(jìn)度計劃進(jìn)行編排卻是核心問題，它常常使用基于RCPSP的調(diào)度理論和方法。

2.2基于關(guān)鍵鏈的進(jìn)度風(fēng)險分析步驟

關(guān)鍵鏈以約束理論（TOC）所提出的步驟為基礎(chǔ)，為信息系統(tǒng)項目開發(fā)提供計劃、調(diào)度和控制的理論方法和應(yīng)用實(shí)踐。以下是基于關(guān)鍵鏈的四個核心步驟：

（1）對項目的構(gòu)成有大致的了解，創(chuàng)建初步的WBS，并預(yù)估本項目將要消耗的人力物力財力資源，并建立AON。

（2）結(jié)合各種資源的約束條件，確定關(guān)鍵鏈。

（3）根據(jù)“風(fēng)險量=風(fēng)險概率*風(fēng)險時間”這一公式，并對每個工作過程進(jìn)行定量風(fēng)險分析，由此確定緩沖區(qū)大小。

（4）最后，結(jié)合項目管理方面知識，對進(jìn)度風(fēng)險進(jìn)行系統(tǒng)的分析，項目經(jīng)理可以根據(jù)結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓こ陶{(diào)整和資源分配。

目前基于關(guān)鍵鏈技術(shù)的信息系統(tǒng)項目進(jìn)度管理的研究體現(xiàn)在：一是如何確定關(guān)鍵鏈；二是緩沖區(qū)大小的確定。下面我將對關(guān)鍵鏈技術(shù)在信息系統(tǒng)項目開發(fā)進(jìn)度分析中的作用進(jìn)行研究和應(yīng)用。

三、基于關(guān)鍵鏈分析過程的研究方向

3.1關(guān)鍵鏈的確定

1）將最可能的工期作為任務(wù)工期：

Herroelen W，Leus R[4]等認(rèn)為在資源受限的情況下，在基準(zhǔn)調(diào)度計劃中插入緩沖后，可能重新產(chǎn)生資源沖突，使項目調(diào)度計劃不合理，都可能引起新的資源沖突和關(guān)鍵鏈發(fā)生變化，作業(yè)的最可能工期通常為保守工期的50%，剩余時間則稱為安全時間。為了盡量減少安全時間給項目帶來的影響，則設(shè)最可能的活動持續(xù)時間是保守估計持續(xù)時間的50%，則得到項目相關(guān)的甘特圖，如圖1所示。

i表示任務(wù)，R表示資源，D表示最可能的工期；PB表示項目緩沖區(qū)，F(xiàn)B表示輸入緩沖區(qū)

圖1 某信息系統(tǒng)項目甘特圖

2）基于資源沖突啟發(fā)式策略，對關(guān)鍵鏈進(jìn)行優(yōu)化模型

由于在進(jìn)行關(guān)鍵鏈分析時的過程中，極易產(chǎn)生資源發(fā)生沖突的情況，在圖1中，任務(wù)4和任務(wù)8產(chǎn)生了資源沖突，得到的關(guān)鍵鏈為1->4->8->7，并根據(jù)其該關(guān)鍵鏈長度可計算出其最可能工期之和。對于信息系統(tǒng)項目開發(fā)過程來說，魯棒性是決定項目開發(fā)過程具有健壯性的重要標(biāo)志。根據(jù)CCM中包含的兩個階段和基于關(guān)鍵鏈魯棒性度量指標(biāo)，并借鑒RCPSP模型[5]，構(gòu)建出基于魯棒性目標(biāo)的關(guān)鍵鏈優(yōu)化模型（Key Chain Optimization Model Based on Robustness Targets）如下。

其中，mi表示項目開發(fā)活動i在基準(zhǔn)計劃中的開始時間，mi表示活動i第二次調(diào)度的開始時間。該模型充分發(fā)揮魯棒性，通過該性質(zhì)的存在，使得進(jìn)度管理的時間能夠充分考慮到項目中的各項活動，進(jìn)一步的減小信息系統(tǒng)項目開發(fā)進(jìn)度風(fēng)險的存在。

3）非關(guān)鍵鏈上的任務(wù)盡可能晚的開始（as late as possible，ALAP）

劉士新[6]提出將極小化項目在制水平作為目標(biāo)函數(shù)，如下

其中，SFTj為工作j的計劃完成時間，SSTi為工作i的計劃開始時間。為盡可能減少進(jìn)度風(fēng)險應(yīng)使各工作盡可能晚的開始，這樣可以獲得項目信息以提高執(zhí)行效率[7]。

3.2風(fēng)險緩沖區(qū)大小的設(shè)置

通過設(shè)置緩沖區(qū)的大小，有利于我們分析項目進(jìn)度中可能出現(xiàn)的不確定風(fēng)險因素及其影響，并進(jìn)行相應(yīng)的風(fēng)險應(yīng)對和監(jiān)控。風(fēng)險緩沖區(qū)如今被用來消除不確定因素對項目調(diào)度計劃的影響，保證關(guān)鍵鏈上的工作不被前序的非關(guān)鍵鏈上工作的延遲所影響，這就保證了項目進(jìn)度適當(dāng)，且避免了因時間延誤而造成的SPI過低，大大降低了風(fēng)險指數(shù)。在該文章中，我將考慮以各項工作的風(fēng)險量之和作為緩沖區(qū)的大小并使用“風(fēng)險量=風(fēng)險概率*風(fēng)險時間”對項目進(jìn)度進(jìn)行風(fēng)險分析，則（8）

其中，f表示關(guān)鍵鏈上的所有活動，li表示關(guān)鍵鏈上的風(fēng)險時間，pi表示關(guān)鍵鏈的風(fēng)險概率；nf表示非關(guān)鍵鏈上的所有活動，pj表示非關(guān)鍵鏈上的風(fēng)險概率，slj表示非關(guān)鍵鏈上的風(fēng)險時間。以下是風(fēng)險緩沖區(qū)的大小確定過程：

1、經(jīng)過仔細(xì)的定性定量風(fēng)險分析，確定各個活動的風(fēng)險量表。

2、根據(jù)（8）（9）式中得到的FB、PB，自定義FB和PB的大小，畫出信息系統(tǒng)基于關(guān)鍵鏈的項目進(jìn)度風(fēng)險分析圖進(jìn)行項目進(jìn)度情況分析。

3.3風(fēng)險緩沖區(qū)的管理

緩沖區(qū)管理是一種有效的進(jìn)度管理方法，在本文中，我們將使用“三色”法對項目進(jìn)度進(jìn)行風(fēng)險分析。“三色”法是一種進(jìn)行風(fēng)險分析的有效方法，它可以對風(fēng)險指標(biāo)、程度等因素進(jìn)行定義，是進(jìn)行風(fēng)險評判的重要依據(jù)。在項目進(jìn)度風(fēng)險分析中，它是依據(jù)緩沖區(qū)的占用情況來進(jìn)行分析的。

在該方法中，我們需要將緩沖區(qū)分成三等分，每個部分用不同的顏色表示，如使用B，R，Y；

三色表示。在B處是表明項目處于安全狀態(tài)；R處時表明處于警告狀態(tài)，該狀態(tài)一般不采取相應(yīng)的措施，而是需要制定風(fēng)險應(yīng)對計劃；Y處時，表明項目出現(xiàn)嚴(yán)重的進(jìn)度風(fēng)險，必須采取相應(yīng)的風(fēng)險應(yīng)對措施加以解決。另外，還需要設(shè)置安全底線，即緩沖區(qū)大小的最小值。在信息系統(tǒng)項目分析中，實(shí)時觀測緩沖區(qū)的大小，若緩沖區(qū)的大小位于安全底線之上，則表明工作情況正常，反之，則不正常，這是需要制定風(fēng)險應(yīng)對計劃來解決這一問題。

在圖2中，藍(lán)色的線表示安全底線，若在該線之下的位置，則表示系統(tǒng)需要進(jìn)一步制定風(fēng)險應(yīng)對計劃來應(yīng)對進(jìn)度風(fēng)險，反之，則無需做任何操作，但仍需要對項目實(shí)施過程做好監(jiān)控工作。緩沖區(qū)為 管理者提供了必要的指標(biāo)，通過時刻關(guān)注剩余緩沖區(qū)的大小來檢測項目開發(fā)的風(fēng)險。

以上是我對進(jìn)度風(fēng)險分析中緩沖區(qū)的設(shè)置問題進(jìn)行的分析，當(dāng)然，其中還有不足之處，可以針對多目標(biāo)優(yōu)化和關(guān)鍵鏈技術(shù)的計算機(jī)實(shí)現(xiàn)問題進(jìn)行改進(jìn)[8]。

四、總結(jié)

在信息系統(tǒng)項目開發(fā)中，項目開發(fā)的進(jìn)度管理決定著開發(fā)成果是否成功。因此，人們對進(jìn)度風(fēng)險的重視也就越來越高。以上內(nèi)容是基于關(guān)鍵鏈的項目進(jìn)度風(fēng)險分析方法，該方法是 通過確定關(guān)鍵路徑之后，利用約束理論，逐步平衡資源沖突。通過網(wǎng)絡(luò)計劃圖的繪制和緩沖區(qū)的設(shè)置、緩沖區(qū)的管理來確定最終的關(guān)鍵鏈?；谝陨侠碚?，在建立合理的緩沖區(qū)設(shè)置模型之后，使用“三色”法對緩沖區(qū)進(jìn)行管理，實(shí)時監(jiān)測剩余緩沖區(qū)的使用情況，并對進(jìn)度風(fēng)險管理做進(jìn)一步探討。當(dāng)然，以上的研究分析方法也會有考慮不周之處，比如我們需要針對多目標(biāo)優(yōu)化和關(guān)鍵鏈技術(shù)的計算機(jī)實(shí)現(xiàn)問題進(jìn)行改進(jìn)，這就促使相關(guān)管理者要全方位考慮影響信息系統(tǒng)項目管理的各項要素。

參 考 文 獻(xiàn)

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