基于關鍵鏈技術在座椅項目進度管理中的應用研究

吳先林 王洪超 李璐俊

摘要：基于某主機廠座椅新項目開發(fā)的實際情況，總結傳統(tǒng)的CPM方法帶來的問題，提出引入新的計劃進度管理方法——關鍵鏈技術，通過考慮資源約束和設置緩沖優(yōu)化，對座椅項目進度計劃管理的改進探索。對比CPM方法效果表明，關鍵鏈技術能夠更科學的制定座椅項目計劃并實現(xiàn)進度優(yōu)化的目標。

Abstract： This paper summarizes the problems caused by the traditional CPM methods based on the actual situation of the new project development of seats in a factory， and introduces a new planning schedule management method - critical chain project management， which improves the schedule management of seat project by considering the resource constraints and setting buffer management. Compared with the traditional CPM method， the critical chain technology can make more scientific seat plan and achieve the goal of progress control.

關鍵詞：CPM;關鍵鏈技術;緩沖優(yōu)化

Key words： critical path method;critical chain project management;buffer sizing

中圖分類號：U468;F273 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）07-0075-04

0 ?引言

當前汽車市場環(huán)境快速變化且競爭愈發(fā)激烈，在當前汽車行業(yè)低速增加的情況下，各大自主品牌汽車面臨著巨大的競爭壓力，一方面壓力來自合資品牌和外資，另外一方面來自國內(nèi)其他自主品牌;為了使整車座椅品牌在市場上取得競爭力，各大主機廠整車座椅項目不斷的壓縮開發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量需求和控制開發(fā)成本，這給座椅項目管理人員帶來非常大的挑戰(zhàn)，通過運用傳統(tǒng)的CPM項目管理方法，少數(shù)座椅開發(fā)項目在一定程度上起到縮短了開發(fā)周期和降低了成本，也保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。但是由于CPM只考慮邏輯關系，未考慮在實施過程中多任務情況下的資源約束和人的行為因素影響，導致大部分項目存在開發(fā)周期延誤和成本超支情況。因此，傳統(tǒng)的CPM項目管理方法已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代項目進度管理的需求。

于是我們結合某主機廠的座椅項目實際研究情況，針對該項目研究過程中遇到的問題，對國內(nèi)外先進的項目進度管理方法進行研究，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)外許多學者在對一種新的管理方法-關鍵鏈[1]技術（Critical Chain Project Management，CCPM）進行研究，謝會超[2]、胡國峰[3]、沈敏圣[4]等分別將關鍵鏈技術應運到造船企業(yè)、核電項目、科研項目管理中，尤其在緩沖優(yōu)化進行改進，并且在進度管理方面取得了不錯的成績。因此，本文嘗試使用關鍵鏈技術進行在座椅項目進度管理中使用研究。

1 ?關鍵鏈技術理論

關鍵鏈技術是由色列物理學家高德拉特博士于1997年的《關鍵鏈》一書中提出的，關鍵鏈技術是基于約束理論[5]（Theory of Constraints，TOC），在考慮資源約束問題和其他不確定問題的基礎上，從項目整理進度控制出發(fā)，通過關鍵鏈識別、緩沖區(qū)設置和緩沖監(jiān)控來控制項目進度的方法。其中緩沖區(qū)設置是CCPM管理的核心，它通過管理存在于各個項目節(jié)點中的安全時間，以緩沖（Buffer）的形式進行集中優(yōu)化管理。緩沖分為項目緩沖（Project Buffer，PB）、輸入緩沖（Feeding Buffer，F(xiàn)B）、資源緩沖（Resource Buffer，RB）3 種形式[1]。

2 ?關鍵鏈技術管理模型建立

根據(jù)關鍵鏈技術的核心，建議關鍵鏈項目進度管理模型如圖1所示，確定關鍵鏈技術進度管理的基本步驟如下：

①通過項目WBS進行分解，繪制網(wǎng)路圖，計算未考慮資源限制的關鍵線路;

②分析當前項目有限的資源情況，根據(jù)項目節(jié)點的優(yōu)先級別，將存在資源沖突并行節(jié)點改為串行，直到所有并行節(jié)點無資源沖突情況為止，選取最長的線路作為關鍵鏈;

③應用改進后的緩沖計算方法計算PB、FB和RB，消除安全時間，得到項目計劃;

④根據(jù)關鍵鏈的項目計劃進行項目進度控制，通過設置緩沖區(qū)管理，實時監(jiān)控緩沖消耗情況，并根據(jù)消耗情況采取對應措施，保障項目進度目標，直至項目順利結束;

⑤若項目緩沖區(qū)消耗過度，可預見無法通過相應措施予以彌補，則根據(jù)反饋情況進行關鍵鏈修正，形成新的關鍵鏈計劃。

3 ?基于改進后的緩沖計算新方法

考慮到項目實施過程中50%法和根方差法實際操作存在一定的缺陷，容易造成估計的緩沖區(qū)大小不能有效解決鏈路中項目延期的情況。例如，50%法和根方差法要求項目工序的節(jié)點相互獨立且都服從正態(tài)分布。但是，在到實際項目中會存在資源沖突的情況，那么并行工序的鏈路上可能會存在延期風險，因此緩沖時間應該放大些;考慮到管理者經(jīng)過有一點的項目經(jīng)驗后，認為項目一定要比原來的項目緩沖時間短，但是未考慮實際情況項目的復雜程度和高估開發(fā)人員的技術能力，可能導致項目節(jié)點緩沖過小。鑒于此，為了改進方法的不足，這里提出綜合考慮項目資源緊張度、項目復雜度、項目節(jié)點持續(xù)時間比例、位置系數(shù)和供應商能級（開發(fā)人員的技術能級）情況下，采用改進法對緩沖區(qū)的大小進行估算，定義了緩沖計算的一種新方法。

3.1 資源緊張度

其中，Rt為項目在t時段資源供應限量，rkt為在t時段執(zhí)行的工序k所需的資源量，m 為在 t 時段執(zhí)行的工序總數(shù)，STi和Di分別為工序i的開始時間和節(jié)點。αi表示工序i 的資源緊張程度。

3.2 項目復雜度

用Np和RT分別表示工序所在鏈路上工序的緊前關系數(shù)和鏈路上的工序總數(shù)，則項目的復雜度可用下式表示：

3.3 項目節(jié)點持續(xù)時間比例

項目節(jié)點持續(xù)時間比例（P）若一個工序的持續(xù)時間較長，則說明該項目節(jié)點對進度的影響較大，因此也應該考慮配予較多緩沖。

3.4 位置系數(shù)

任務的不確定性與任務在項目進度計劃中所處的位置有一定關系，一般而言，距離現(xiàn)在越遙遠的事務越難預測，因此距離項目開始時間越遠的任務不確定性越大;反之，距離項目開始時間越近的任務不確定性越小。

本文計算緩沖區(qū)時加入位置權數(shù)δi，通過δi值來反映任務由于在項目進度計劃中所處的位置差異而表現(xiàn)出來的不同的不確定性。位置權數(shù)的計算如下：

I——各項任務的時間中點與項目開始時間的距離;

L——項目的時間長度，即關鍵鏈開始時間到關鍵鏈結束時間之間的距離。

3.5 供應商能級

這里的供應商能級主要是指開發(fā)人員的技術能力，開發(fā)人員的技術能力直接影響到開發(fā)時間進度，能力強的人需要的時間周期短，能力相對弱的人需要的時間長，供應商能級根據(jù)專家打分或者是以往項目合作作為參考，如表1所示。

根據(jù)上面分析，在綜合考慮資源緊張度αi、項目復雜度βi、項目節(jié)點持續(xù)時間比例Pi、位置系數(shù)δi、供應商能級k、每個項目節(jié)點i所消減的安全時間Δti可以計算每條鏈路上的緩沖區(qū)大小，鏈路緩沖時間估計如下式所示：

4 ?某座椅項目計劃案列研究

4.1 項目介紹

以某主機廠整車臨時新增座椅項目開發(fā)需求為例，該項目有如下特點：①時間緊：座椅開發(fā)的時間周期只有19個月，共計502天，而座椅正常開發(fā)周期需要24個月，無形中壓縮了5個月的開發(fā)周期，無論是從開發(fā)難度還是開發(fā)時間都給予座椅的開發(fā)團隊帶來非常大的挑戰(zhàn);②多部門合作接口多：造型、工程、SVE、采購、財務、物流、質(zhì)量、ME、供應商等組成，涉及開發(fā)部門眾多，導致接口關系復雜，實施管理困難;③工作任務交叉多：座椅各子零件（骨架、塑料件、發(fā)泡、面套、電器等相關零件）并行同步開發(fā)，現(xiàn)場工作串并結合，工作任務交叉多，計劃調(diào)度困難大。

4.2 實例分析

4.2.1 繪制網(wǎng)絡圖

按照座椅開發(fā)WBS分解，梳理出各節(jié)點的持續(xù)時間及相互邏輯關系，列出項目工作列表（如表2所示）。

根據(jù)列表畫出該子任務網(wǎng)絡圖（如圖2所示），可以得到項目的關鍵線路為：A-C-D-E-F-H-I-J-K-L-M-O-P-S-V-W-X-Y，運用關鍵路徑法，并且未考慮資源限制的條件下，537天的零件產(chǎn)品開發(fā)周期無法滿足該項目給出的502天的開發(fā)時間要求。

4.2.2 考慮資源沖突設置緩沖

為了防止不確定因素的影響，運用關鍵鏈進度管理方法在項目末尾引入PB，并且在非關鍵工作匯入關鍵工作的入口處引入FB，從而形成設置緩沖區(qū)的關鍵鏈網(wǎng)絡圖。設置緩沖區(qū)后的關鍵鏈網(wǎng)絡圖，如圖3所示。

4.2.3 計算緩沖區(qū)大小

根據(jù)公式（1）～（4）計算得出資源緊張度、項目復雜度、項目節(jié)點持續(xù)時間比例、位置系數(shù)和供應商能級，如表3所示。

根據(jù)公式（5）計算得出PB和FB：

運用本章優(yōu)化后的關鍵鏈緩沖計算管理方法，計算得出的G90座椅項目節(jié)點是494.8天。比起項目給出的目標時間503天提前了8天時間，相比于傳統(tǒng)的關鍵路徑法的537天提前了42.2天，滿足項目進度同時也保證了產(chǎn)品的質(zhì)量;本論文通過方法的優(yōu)化，充分的驗證了采用改進后的關鍵鏈技術是可行的，為企業(yè)的項目進度管理帶來非常重要意義。

4.2.4 設置緩沖區(qū)監(jiān)控

首先將緩沖區(qū)分為三個相等的區(qū)間，然后在緩沖區(qū)中設置三個預警指針，即藍色預警指針（0、1/3）、黃色預警指針（1/3、 2/3）和紅色預警指針（2/3、 1）。當任務鏈的緩沖消耗還沒有達到1/3 時，通常認為任務可控，保持觀察即可，無需制訂預案; 當緩沖消耗到達1/3與 2/3 之間時，表示任務的執(zhí)行遇到了困難，項目管理者需要檢查問題發(fā)生的原因，并制訂相關預案;當消耗大于2/3時，說明項目遭遇了嚴重的問題，需立刻采取行動。

5 ?總結

本文結合座椅項目的運用，將改進后的CCPM與傳統(tǒng)的CPM進行比較，可以明確的知道，①CCPM制定的計劃周期比CPM短;②CCPM考慮了資源約束和不確定因素，避免項目開發(fā)過程中的資源沖突，更加符合實際情況;③CCPM通過緩沖區(qū)設置和建立建立監(jiān)控體系，在全局把控上更加合理。

總之，CCPM很好地彌補了傳統(tǒng)CPM的理論缺陷，從理論和實際上解決了座椅項目中資源因素和不確定導致進度延期的問題，為類似座椅項目的進度管理提供了新的解決辦法，值得在新的座椅開發(fā)項目中推廣使用。當然，本文只是某企業(yè)對關鍵鏈技術進行了研究，其他企業(yè)的開發(fā)模式不同是否適合在其它企業(yè)中應用尚需進一步研究。

參考文獻：

[1]高德拉特.關鍵鏈[M].北京：電子工業(yè)出版社，2012.

[2]謝會超.關于造船企業(yè)投資項目進度優(yōu)化管理研究[J].計算機仿真，2018，35（4）：167-168.

[3]胡國峰.關鍵鏈在核電工程節(jié)點優(yōu)化中的應用[J].核科學與工程，2018，38（3）：422-424.

[4]沈敏圣.利用關鍵鏈技術進行科研項目計劃進度管理改進探索[J].科技管理研究，2017（18）：176-178.

[5]Rand G K. Critical chain：the theory of constraints applied to project management[J]. International Journal of Project Management， 2000（18）： 173-177.