基于關(guān)鍵鏈的核電站大修項(xiàng)目緩沖區(qū)的設(shè)定方法

王東

【摘 要】CPM和PERT兩種網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)在核電站大修計(jì)劃管理中廣泛應(yīng)用，而目前國內(nèi)核電大修項(xiàng)目還沒有關(guān)于關(guān)鍵鏈的應(yīng)用研究。本文介紹了基于關(guān)鍵鏈的緩沖區(qū)大小的設(shè)定方法，并用實(shí)際案例計(jì)算對提出的方法和確定的步驟進(jìn)行說明，進(jìn)而提出核電大修計(jì)劃管理中關(guān)鍵鏈的應(yīng)用可行性。

【關(guān)鍵詞】核電站；大修；關(guān)鍵鏈；緩沖區(qū)

0 概述

核電機(jī)組大修計(jì)劃是一項(xiàng)高度復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在大修期間需進(jìn)行大量設(shè)備的預(yù)防性維修、糾正性維修、在役檢查、技術(shù)改造和定期試驗(yàn)[1]。大修期間要求嚴(yán)格遵守電廠運(yùn)行技術(shù)規(guī)范，對于各個(gè)系統(tǒng)設(shè)備的停運(yùn)和恢復(fù)，以及每項(xiàng)工作任務(wù)之間先后邏輯關(guān)系都有嚴(yán)格的限制條件。目前，核電機(jī)組大修項(xiàng)目已引入項(xiàng)目進(jìn)度管理技術(shù)進(jìn)行進(jìn)度控制，最廣泛應(yīng)用的是網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)如關(guān)鍵路徑法（CPM）和計(jì)劃評審法（PERT）。雖然網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)成功應(yīng)用了很多年，然而還是經(jīng)常出現(xiàn)準(zhǔn)備不充分、大修進(jìn)度的延期。為此，迫切需要一種新的項(xiàng)目進(jìn)度管理技術(shù)來改進(jìn)和提高核電機(jī)組大修項(xiàng)目的管理水平。

1 關(guān)鍵鏈技術(shù)

關(guān)鍵鏈技術(shù)（CCPM）是由高德法特博士在20世紀(jì)90年代中期提出來的，它是基于一種約束理論（TOC）的項(xiàng)目管理方法。對比應(yīng)用更廣泛的CPM，CCPM有著更為明顯的優(yōu)勢。采用CCPM的項(xiàng)目管理方法，主要是用來解決項(xiàng)目管理的核心相關(guān)問題，也就是在資源的不確定或者存在約束情況下，研究如何進(jìn)行項(xiàng)目的工作流管理。

CCPM把項(xiàng)目進(jìn)度延誤歸因于人的行為心理和多任務(wù)并行的影響。其中人的行為心理包括學(xué)生綜合癥、帕金森定律等。高德法特認(rèn)為，每個(gè)作業(yè)估計(jì)時(shí)間的安全時(shí)間被濫用是導(dǎo)致項(xiàng)目的延遲主要原因。CCPM在工序工期估算時(shí)，把項(xiàng)目中所有任務(wù)都按50%的概率進(jìn)行，使項(xiàng)目整個(gè)估算時(shí)間總體壓縮了50%，并把壓縮出來的時(shí)間統(tǒng)一作為安全備用，這種思路在CCPM中稱為緩沖區(qū)。項(xiàng)目的緩沖區(qū)設(shè)置一般包括三種：項(xiàng)目緩沖、匯入緩沖、資源緩沖[2]。

2 緩沖區(qū)的設(shè)定

CCPM在確定緩沖區(qū)大小時(shí)，主要是項(xiàng)目緩沖和匯入緩沖這兩種時(shí)間緩沖。常見的關(guān)于CCPM緩沖區(qū)大小的方法主要有以下兩種：剪切粘貼法和根方差法。剪切粘貼法簡單易行，但缺乏可依據(jù)的理論，設(shè)定的緩沖區(qū)要么過大要么過小[3]。根方差法主觀盲目性小，能夠避免管理者與執(zhí)行者估計(jì)時(shí)間時(shí)出現(xiàn)矛盾。根方差法雖然也存在設(shè)定的緩沖區(qū)過大的毛病，但不會導(dǎo)致緩沖區(qū)設(shè)定過小。張建清[4]曾在其學(xué)位論文中對以上兩種緩沖計(jì)算方法運(yùn)用蒙特卡洛法進(jìn)行評估，來研究路徑的工期平均值和標(biāo)準(zhǔn)差分別對緩沖消耗量的影響程度，從而提出了一種新的緩沖計(jì)算方法。

剪切粘貼法計(jì)算公式：

評估試驗(yàn)分別考慮了不存在延期傾向、存在樂觀估算傾向和存在燙金傾向三種情況下，運(yùn)用不同的緩沖區(qū)計(jì)算方法，進(jìn)行比較緩沖消耗率。這里樂觀估算傾向是指在估算工期時(shí)，估算者或者是出于樂觀，或者是出于管理者壓縮工期的壓力，估算出的工期少于實(shí)際所需時(shí)間，例如估算的工期只有實(shí)際所需工期的90% 。燙金傾向通俗的講就是畫蛇添足傾向。從試驗(yàn)結(jié)論得出，不存在任何延期傾向時(shí)，新方法的緩沖消耗率偏低，計(jì)算值比較保守；存在樂觀估算傾向時(shí)，新方法消耗率略低，計(jì)算值略顯保守；存在燙金傾向時(shí)，消耗率相當(dāng)合適。

新的緩沖計(jì)算方法結(jié)合了剪切粘貼法和根方差方法，一部分是一定比例的剪切粘貼計(jì)算值，用于應(yīng)對項(xiàng)目執(zhí)行過程中的主觀延期傾向，另一部分是根方差計(jì)算值，用來應(yīng)對項(xiàng)目執(zhí)行過程中的不確定性。

新方法計(jì)算公式：

從上述三種情況可以看出，緩沖計(jì)算時(shí)固定比例的系數(shù)不能一成不變，需要結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際情況，充分考慮組織的實(shí)際能力，參考以往類似項(xiàng)目的執(zhí)行情況，認(rèn)真選取。

4 案例分析

本文以核電站大修項(xiàng)目的準(zhǔn)備計(jì)劃作為案例，分析在資源約束情況下緩沖區(qū)的計(jì)算方法。

CCPM在網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)的基礎(chǔ)上增加資源約束，實(shí)際項(xiàng)目中各工序受資源約束。下表1匯總了各時(shí)間參數(shù)的估計(jì)值，并采用三時(shí)估算法計(jì)算出每個(gè)工序的期望時(shí)間。

（1）繪制考慮資源約束的項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)圖

根據(jù)表1繪制項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)圖，如圖1所示。

（2）繪制項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃圖

根據(jù)上述項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)圖，考慮資源約束，運(yùn)用PERT/CPM繪制該項(xiàng)目的進(jìn)度計(jì)劃圖，如圖2所示，圖中長方形的長度用來表示工序時(shí)間，箭頭用來表示工序之間的先后邏輯關(guān)系，關(guān)鍵鏈用虛線表示，即B、E、F、G、I、J。然而，按照PERT/CPM項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃來執(zhí)行，項(xiàng)目不可能按期完成，因?yàn)闆]有對資源的沖突的進(jìn)行考慮。如工序A和B，工序G和H。

（3）引入緩沖機(jī)制，并得到設(shè)置緩沖區(qū)后的CCPM進(jìn)度計(jì)劃圖

相對于PERT/CPM方法無法完成的情況，CCPM所采用的方法是，將各個(gè)工序的時(shí)間減半，消減工序估計(jì)時(shí)間，表1列出了資源約束下壓縮工期后的工序時(shí)間。在工序時(shí)間減半后，在考慮資源約束前提下繪制進(jìn)度計(jì)劃圖3，次關(guān)鍵路徑采用最晚開始時(shí)間?？梢钥吹焦┬栝g的資源沖突消失，項(xiàng)目最早完成時(shí)間為60.5天。圖3標(biāo)識的是項(xiàng)目的樂觀估計(jì)時(shí)間，為了能夠確保項(xiàng)目的按時(shí)完工，通過引入緩沖機(jī)制來提高完成概率。

項(xiàng)目緩沖PB設(shè)置在項(xiàng)目結(jié)尾，采用新的緩沖計(jì)算公式計(jì)算PB的長度，本次計(jì)算選取比例系數(shù)k=0.5，則PB=40.5

匯入緩沖FB在非關(guān)鍵鏈路徑向關(guān)鍵鏈匯入，采用同樣的計(jì)算方法得FB1=19

加入緩沖區(qū)后的CCPM進(jìn)度計(jì)劃圖4，圖中虛線為關(guān)鍵鏈工序，通過設(shè)置緩沖區(qū)，得出項(xiàng)目最早完成時(shí)間為90.5天。

通過案例分析，在非關(guān)鍵鏈的匯入緩沖區(qū)的計(jì)算結(jié)果可以看出，在非關(guān)鍵鏈工序較少時(shí)，匯入緩沖的計(jì)算結(jié)果不具有借鑒意義。該項(xiàng)目原計(jì)劃工期121天，但考慮的資源受限情況，項(xiàng)目無法按時(shí)完成，因此基于關(guān)鍵鏈對項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行重新調(diào)度，并采用新的計(jì)算方法引入項(xiàng)目緩沖，最終項(xiàng)目總工期為110天，比原計(jì)劃工期提前11天完成，在確保項(xiàng)目能按時(shí)完成的情況下提前了完成時(shí)間。

5 總結(jié)

核電站的換料大修非常復(fù)雜，換料大修計(jì)劃的類型也有十多種，如大修準(zhǔn)備計(jì)劃、大修主線計(jì)劃、核島常規(guī)島計(jì)劃等，每一項(xiàng)計(jì)劃都會影響到大修項(xiàng)目的完成。本文基于關(guān)鍵鏈技術(shù)，并提出緩沖區(qū)的設(shè)定方法，可以合理的縮短大修工期。但大修核島計(jì)劃的許多任務(wù)受技術(shù)規(guī)格書的條件約束，部分工序的工期已采用樂觀歷時(shí)估計(jì)，單純使用50%完成概率并進(jìn)行緩沖區(qū)大小的計(jì)算是否試用，是下一步需要研究的問題。

【參考文獻(xiàn)】

[1]黃曉飛.核電站大修項(xiàng)目計(jì)劃管理的新方法，2005-08-10.

[2]王章禮，劉強(qiáng)，楊藝.基于關(guān)鍵鏈方法的審計(jì)項(xiàng)目進(jìn)度管理研究，2011-06-20.

[3]徐小琴，韓文民.關(guān)鍵鏈匯入緩沖區(qū)的設(shè)置方法，2007-10-10.

[4]張建清.基于關(guān)鍵鏈技術(shù)的純水處理項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃研究[D].上海交通大學(xué)，2010.

[責(zé)任編輯：朱麗娜]