CPM在大型國際工程項目進度管理中的應(yīng)用

白海瑞+康博

摘要：工程項目能否按期交付使用，直接關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟效益。文章以卡塔爾錫德拉房建項目為例，介紹了關(guān)鍵路徑法CPM的基本思想和使用步驟。通過關(guān)鍵路徑法的應(yīng)用，在國際大型工程項目建設(shè)管理中實現(xiàn)了進度和資源管理的優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：國際工程項目；進度管理；關(guān)鍵路徑法CPM；項目建設(shè)管理；資源管理 文獻標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TU722 文章編號：1009-2374（2017）07-0249-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.07.119

1 概述

隨著國家“絲綢之路經(jīng)濟帶”和“21世紀(jì)海上絲綢之路”戰(zhàn)略的進一步推進，越來越多的中國企業(yè)走出國門進入國際市場。建筑企業(yè)作為響應(yīng)國家“走出去”號召的排頭兵，已經(jīng)在國際建筑市場中發(fā)揮著舉足輕重的作用，由中國公司主導(dǎo)和參與的工程項目也越來越多。然而，面對歐美國家深耕幾十年甚至上百年的國際建筑市場以及與國內(nèi)截然不同的政治經(jīng)濟環(huán)境、商業(yè)規(guī)則、法律體系及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，中國企業(yè)只有不斷提升項目管理水平，才能在紛亂復(fù)雜的國際建筑市場中大展拳腳，取得良好的收益。目前，建筑企業(yè)依然屬于勞動密集型行業(yè)，其主要任務(wù)是在總承包商或業(yè)主確定的時間內(nèi)完成業(yè)主建設(shè)投資，使項目盡快建成投產(chǎn)，以期盡早獲得經(jīng)濟或社會效益。顯然，工程項目能否按期交付使用，直接關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟效益，因此，在合理控制工程質(zhì)量及成本的基礎(chǔ)之上，對工程項目的進度進行有效的控制，使其達到預(yù)期的目標(biāo)，是項目管理的中心任務(wù)之一。

2 工程進度管理

工程進度管理是指在工程實施過程中，對各階段的進展程度和項目最終完工的期限所進行的管理。其核心是在有限的工期內(nèi)，制定出切實可行且經(jīng)濟合理的進度計劃，并在計劃執(zhí)行的過程中進行實時監(jiān)控，必要時需采取措施及時糾偏，直到工程竣工移交。顯然，進度計劃作為工程進度管理的主要手段，需要完整準(zhǔn)確地反映出施工各個環(huán)節(jié)及其邏輯關(guān)系，以便在工程實施過程中真實反映各階段工程面貌及完成情況。目前，常用的進度計劃編制方法有關(guān)鍵日期法、甘特圖（Bar Chart）、關(guān)鍵路徑法CPM（Critical Path Method）、技術(shù)評審技術(shù)（Program Evaluation and Review Technique）等。其中關(guān)鍵路徑法在工程項目中應(yīng)用是最廣泛的，也被不同國家的建筑業(yè)所普遍認可。

3 關(guān)鍵路徑法CPM（Critical Path Method）

3.1 關(guān)鍵路徑法CPM的定義

關(guān)鍵路徑法CPM（Critical Path Method）是一種基于數(shù)學(xué)計算的項目計劃管理方法，是肯定型網(wǎng)絡(luò)圖計劃方法的一種。CPM將項目分解成為多個獨立的活動并確定每個活動的工期，然后用邏輯關(guān)系將活動連接，從而計算項目的工期及各個活動時間參數(shù)（最早最晚時間、時差）等。在各個活動上加載資源后，就能夠分析項目的資源需求和分配。關(guān)鍵路徑法是現(xiàn)代項目管理中最重要的一種分析工具，也是保證項目能夠按期完成的一種管理方法。

3.2 關(guān)鍵路徑法的實施步驟

3.2.1 項目分解。大型國際工程項目涉及專業(yè)系統(tǒng)眾多，并且實施各專項工作的分包隊伍國別千差萬別，為了在項目實施過程中有效跟蹤進度，盡量減少各專業(yè)分包之間出現(xiàn)工作范圍界定不清楚帶來的爭議或糾紛，在進行項目分解時要盡量做到詳盡細致，避免出現(xiàn)計劃真空帶。項目分解方法具體如下：（1）明確項目合同范圍，根據(jù)項目圖紙或者清單，羅列出完成項目所要執(zhí)行的所有系統(tǒng)工作；（2）進一步分解出完成每個系統(tǒng)所需要的具體活動及子活動；（3）必要時要對子活動進行進一步逐級分解，直到所列活動能夠清晰描述整個項目。

但需要注意的是，要把握好項目分解的合理性，不能過于詳細，否則會增加網(wǎng)絡(luò)圖編制的難度和費用，同時會加大項目實施過程中的管理難度，但也不能分得過于簡單，因為那樣可能會在項目實施中出現(xiàn)較大偏差，甚至誤導(dǎo)項目管理決策。

3.2.2 初步確定資源投入，估算各個活動所需要的時間。根據(jù)項目施工組織方案，初步確定項目資源投入，估算各項活動執(zhí)行所需要的時間。

3.2.3 確定各項活動的邏輯關(guān)系。根據(jù)項目施工組織設(shè)計及施工方案，確定各項活動的邏輯關(guān)系，即落實各項活動的緊前及后續(xù)活動。緊前活動是指緊接在某項活動之前的活動，緊前活動不結(jié)束，則該活動不能開始；后續(xù)活動是指緊接在某項活動之后的作業(yè)，該活動不結(jié)束，緊后活動不能開始。

3.2.4 網(wǎng)絡(luò)圖繪制。網(wǎng)絡(luò)圖是一張流程圖，它展示在項目中要進行的各個活動的順序，由事件（又稱節(jié)點）、活動（又稱作業(yè)）及路線三個因素組成。（1）事件（或節(jié)點）是指某項活動的開始或結(jié)束，不消耗任何時間和資源；（2）活動（或作業(yè)）是指一項工作或工序，需要消耗時間和資源；（3）路線是指從開始節(jié)點起，經(jīng)過一系列連續(xù)不斷的事件及活動直至結(jié)束節(jié)點的通道。路線上各項活動的時間之和即為該路線的總長度。另外，網(wǎng)絡(luò)圖中必須注明各項活動的持續(xù)時間（t）。

目前，國際上通用的網(wǎng)絡(luò)圖編制工具為美國Primavera公司研發(fā)的P6軟件。

3.2.5 網(wǎng)絡(luò)圖分析-關(guān)鍵路徑的確認。對網(wǎng)絡(luò)圖進行分析，就是落實完成各條路線上所有活動所需時間的過程。在分析的過程中找出關(guān)鍵路徑和非關(guān)鍵路徑，確定各項活動的最早及最晚開始時間、最早及最晚結(jié)束時間和浮時，其中確定網(wǎng)絡(luò)圖的關(guān)鍵路徑是CPM的關(guān)鍵所在。

從圖2可以看出，該項目的關(guān)鍵路徑有兩條，時間長度為7周。第一條關(guān)鍵路徑包括“開始”事件、活動2到活動6和“結(jié)束”事件；第二條關(guān)鍵路徑包括“開始”事件、活動4、活動5到活動6和“結(jié)束”事件。

顯然，關(guān)鍵路徑上所有活動持續(xù)時間的總和即為項目實施的總工期，并且這些活動都是關(guān)鍵活動，任何一個活動的延誤都會導(dǎo)致整個項目結(jié)束時間的延誤，因此對于這些活動的日常管理和監(jiān)控是項目順利完成的關(guān)鍵所在。尤其對于大型國際項目關(guān)鍵路徑上的活動，需要從公司決策、指揮、支持、執(zhí)行、監(jiān)督等方面給予足夠的人力、物力及財力保證。

3.2.6 CPM進度計劃的優(yōu)化。通過網(wǎng)絡(luò)圖分析，確認項目關(guān)鍵路徑及關(guān)鍵活動、非關(guān)鍵路徑及非關(guān)鍵活動之后，有針對性地對項目資源進行合理安排。資源安排時，優(yōu)先考慮各項關(guān)鍵活動，保證實現(xiàn)各關(guān)鍵活動的計劃工期，同時可以考慮采取合理措施，盡量壓縮關(guān)鍵活動的執(zhí)行時間。而對于非關(guān)鍵活動，在不影響完工時間的前提下，可以將部分資源調(diào)配至關(guān)鍵活動中，以達到縮短工程工期、合理利用資源的目的。

基于上述原則，對圖2所示進度計劃進行如下優(yōu)化（如圖3所示）：

由于施工路徑“開始”事件、活動1及“結(jié)束”事件屬于非關(guān)鍵路徑，其中活動1屬于非關(guān)鍵活動，因此可以根據(jù)上述原則將其工期由4周延長至5周，同時將相應(yīng)的部分資源抽調(diào)至活動2，將活動2的工期由4周壓縮至3周。這樣“開始”事件、活動2到活動6和“結(jié)束”事件這條施工路徑就由原來的關(guān)鍵路徑降級成為非關(guān)鍵路徑。工程管理的重點相應(yīng)地由雙關(guān)鍵路徑優(yōu)化成為單一關(guān)鍵路徑，關(guān)鍵活動數(shù)量也隨之減少，使工程管理的目標(biāo)更加明確，更加有利于資源的分配和控制。

4 CPM進度計劃在卡塔爾錫德拉房建項目中的應(yīng)用

卡塔爾錫德拉房建項目是卡塔爾基金會投資的大型房建項目，建成后將為卡塔爾最大的醫(yī)院及醫(yī)學(xué)研究中心提供相應(yīng)的后勤服務(wù)。項目建筑面積14萬平米，包含各種形式的公寓樓以及配套的泵站、變電站等共計100棟建筑的修建和裝修，以及室內(nèi)外各種設(shè)施的安裝調(diào)試，主要包含高中低壓、中央監(jiān)控、消防及火警、通訊、智能控制、空調(diào)及通風(fēng)、天然氣、污水、飲用水、灌溉水、雨水、公路及標(biāo)識、軟硬綠化等十幾個系統(tǒng)的設(shè)計、采購、施工及測試試運行。項目屬于施工總承包合同，合同工期20個月，其中1區(qū)（Phase 1）設(shè)置有罰款節(jié)點，工期15個月。

由于本項目工作內(nèi)容多、涉及面廣，室內(nèi)外各種系統(tǒng)空間布局上縱橫交錯，交叉施工量大。另外，卡塔爾屬于熱帶沙漠型氣候，法律對夏季工作時間有嚴格的限制。因此在有限的工作日內(nèi)合理組織施工，制定出切實可行的進度計劃和方案對于項目管理至關(guān)重要。下面就以該項目為例，說明CPM在大型國際工程項目進度管理中的應(yīng)用。

4.1 項目分解

根據(jù)項目合同范圍及施工組織設(shè)計方案，對項目進行如下分解：

4.1.1 第一級：根據(jù)實施階段不同，分解為技術(shù)階段（含施工圖設(shè)計及技術(shù)文件報批）、采購階段（含材料及施工設(shè)備）、施工階段、測試試運行階段及竣工移交階段。

4.1.2 第二級：根據(jù)合同規(guī)定的區(qū)域移交節(jié)點，將項目分解成Phase 1、Phase2及Phase3等三個區(qū)域。

4.1.3 第三級：根據(jù)施工部位的不同，分解為建筑結(jié)構(gòu)及室內(nèi)施工以及室外施工。

4.1.4 第四級：根據(jù)系統(tǒng)不同，又將項目分解為土建結(jié)構(gòu)、室內(nèi)裝修、室內(nèi)設(shè)施、室外設(shè)施、室外軟硬綠化等系統(tǒng)。

4.1.5 第五級：根據(jù)專業(yè)不同，又將各系統(tǒng)進一步分解為高中低壓、中央監(jiān)控、消防及火警、通訊、智能控制、空調(diào)及通風(fēng)、天然氣、污水、飲用水、灌溉水、雨水、公路及標(biāo)識、軟硬綠化等。

4.2 估算各個活動持續(xù)時間

各項活動執(zhí)行時間的估算與工作量和項目資源投入相關(guān)，其中工作量的計算有專家評估法、類比法及FP法等方法，在此不做贅述。工作量估算完成以后，由項目技術(shù)人員根據(jù)項目初步資源投入計劃估算各項活動實施所需的時間。

4.3 確定各項活動的邏輯關(guān)系

由于項目涉及系統(tǒng)及專業(yè)眾多，各項活動之間相互依賴，相互制約，因此，各項活動邏輯關(guān)系的確認依然要以項目分級為基礎(chǔ)，按照“從上到下、保證節(jié)點、合理組織”的原則進行，錫德拉項目各級活動邏輯關(guān)系如下圖所示：

4.4 網(wǎng)絡(luò)圖繪制及分析

在項目分解、活動持續(xù)時間及邏輯關(guān)系確認之后，繪制出項目網(wǎng)絡(luò)圖如下所示：

從圖8可以清晰的看到各個活動的安排，并且能夠找到如下幾條施工關(guān)鍵路徑：

第一條關(guān)鍵路徑：開始→設(shè)計（1）→采購（1）→1區(qū)土建結(jié)構(gòu)施工（5）→3區(qū)土建結(jié)構(gòu)施工（6）→3區(qū)室內(nèi)設(shè)施（5）→2&3區(qū)測試時運行（1.5）→項目竣工移交（0.5）→結(jié)束。

第二條關(guān)鍵路徑：開始→設(shè)計（1）→采購（1）→1區(qū)室外設(shè)施（6）→3區(qū)室外設(shè)施（6.5）→3區(qū)室外軟硬綠化（5）→項目竣工移交（0.5）→結(jié)束。

第三條關(guān)鍵路徑：開始→設(shè)計（1）→采購（1）→1區(qū)土建結(jié)構(gòu)施工（5）→1區(qū)室內(nèi)設(shè)施（6）→1區(qū)測試時運行（1.5）→項目竣工移交（0.5）→結(jié)束。

4.5 進度計劃的優(yōu)化

如前所述，項目進度計劃的優(yōu)化主要是關(guān)鍵路徑的壓縮，并盡量在不增加資源的情況下進行合理調(diào)配，以減少關(guān)鍵活動的數(shù)量。

從上面可以看出，前兩條關(guān)鍵路徑的工期都是20個月，代表了項目室內(nèi)室外兩條施工線路；第三條關(guān)鍵路徑是為了滿足中期罰款節(jié)點而產(chǎn)生的，但項目開工之后，為了避免承擔(dān)罰款風(fēng)險，承包商與業(yè)主溝通之后取消了該節(jié)點。因此，在不改變已批復(fù)的施工組織設(shè)計的提前下，承包商對項目進度計劃進行了如下優(yōu)化：（1）減少第三條關(guān)鍵路徑上的資源投入，適當(dāng)延長各項活動的持續(xù)時間；（2）將部分資源調(diào)配至第二條關(guān)鍵路徑的各項活動之中，以壓縮其持續(xù)時間，改變該路徑的關(guān)鍵地位；（3）三個區(qū)域?qū)嵨锕こ虒嵤┩瓿芍?，統(tǒng)一進行測試試運行，優(yōu)化減少該階段的資源投入，降低項目成本。

優(yōu)化后的網(wǎng)絡(luò)圖如下所示：

值得注意的是，為了縮短工期，也可以選擇增加額外資源投入的方法，即在關(guān)鍵活動上投入更多的人力、物力和機械或者投入一次性的費用。但這往往使得項目的直接成本增加，所以在保證合同工期的前提下一般不建議用此方法優(yōu)化工期。

5 結(jié)語

工程項目進度計劃編制和管理是項目管理中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其過程就是技術(shù)和經(jīng)濟結(jié)合的過程。通過本文的介紹可知，關(guān)鍵路徑法在項目進度及成本管理中具有極其重要的作用。因此，我們在國際項目管理中要取得積極效果就要正確使用關(guān)鍵路徑法，并積極推進關(guān)鍵路徑的優(yōu)化，使關(guān)鍵路徑成為項目管理的有效手段，從根本上提高項目管理的整體效果。

參考文獻

[1] 劉伊生.工程項目進度計劃與控制[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[2] 鄧嬌嬌，郝建新.建設(shè)工程施工管理[M].天津：天津大學(xué)出版社，2010.

作者簡介：白海瑞（1986-），男，青海民和人，中國水利水電第三工程局有限公司工程師。

（責(zé)任編輯：周 瓊）