敏捷項目管理方法在大型復(fù)雜創(chuàng)新物流系統(tǒng)仿真中的應(yīng)用

文/李茂 龍明武 丁興 袁召云 銀珠玲

一、背景與分析

傳統(tǒng)物流仿真系統(tǒng)項目管理常用瀑布式項目管理方法，仿真軟件系統(tǒng)按照項目啟動、需求分析、詳細方案設(shè)計、系統(tǒng)配置與測試、數(shù)據(jù)準備及用戶培訓(xùn)、系統(tǒng)上線和驗收七個階段進行。在系統(tǒng)仿真項目的應(yīng)用當中，通常是在方案設(shè)計完成后，根據(jù)方案設(shè)計的流程與流量，對項目進行整體建模與編程，再根據(jù)仿真結(jié)果編制仿真報告，能夠逐級逐步完成系統(tǒng)仿真項目的任務(wù)，項目管理方法較為成熟，項目組接受、認可、理解度較高，但是存在返工成本較大、變更較為復(fù)雜的情況。

本項目應(yīng)用敏捷項目管理方法，首先對系統(tǒng)仿真過程當中的業(yè)務(wù)和環(huán)節(jié)進行分析，并找出對項目進度、項目質(zhì)量有較大影響的環(huán)節(jié)或階段。針對這些環(huán)節(jié)或階段應(yīng)用敏捷式項目管理方法進行管理，使其能夠更好地應(yīng)對系統(tǒng)仿真中發(fā)生的變更和調(diào)整情況，更適應(yīng)系統(tǒng)仿真的業(yè)務(wù)過程管理要求。系統(tǒng)仿真通過快速得出各個設(shè)備或子系統(tǒng)的結(jié)果，驗證方案的可行性，根據(jù)仿真結(jié)果進行方案調(diào)整實現(xiàn)方案的優(yōu)化，再對優(yōu)化方案進行重新仿真不斷迭代，直到方案設(shè)計沒有瓶頸，完全滿足設(shè)計需求。

由此可以看出，二者最顯著的區(qū)別是：瀑布式項目管理方法在項目的管理中體現(xiàn)出較好的邏輯性，項目管理方法清晰，適用于模式穩(wěn)定，交付物清晰的項目。敏捷式項目管理則實現(xiàn)了快速多次交付，通過盡早獲得反饋，提前應(yīng)對需求變更風險，在大型復(fù)雜創(chuàng)新物流系統(tǒng)仿真中效果較為明顯。

二、復(fù)雜創(chuàng)新物流系統(tǒng)仿真項目管理階段設(shè)計與應(yīng)用

以某酒業(yè)系統(tǒng)集成項目為例，業(yè)主明確要求以系統(tǒng)仿真結(jié)果作為驗收標準，通過展示設(shè)備運行情況、故障工況等仿真過程，對方案設(shè)計進行說明，將根據(jù)項目系統(tǒng)仿真的內(nèi)容和結(jié)果進行系統(tǒng)集成解決方案的選擇，系統(tǒng)仿真的質(zhì)量對該項目成敗具有較大的影響作用。

在大型復(fù)雜創(chuàng)新項目的物流系統(tǒng)仿真過程中，若采用傳統(tǒng)項目管理方法對該項目進行管理，首先需要確定項目范圍、系統(tǒng)參數(shù)、仿真要求等，按照格式化的仿真輸入，根據(jù)設(shè)備類型進行建模和編程，最后輸出仿真報告，得出方案系統(tǒng)仿真能力。項目實施也是按照傳統(tǒng)項目管理方法、階段進行推進。

不過，在大型復(fù)雜的系統(tǒng)仿真項目中，項目在初始階段很難提供清晰的項目需求、項目目標。項目內(nèi)的設(shè)備選型、業(yè)務(wù)流程等方面均具有不確定性，在實施過程中就會產(chǎn)生較多的變更。而方案的頻繁變更會造成重復(fù)返工，建模過程也將會消耗更多時間，產(chǎn)生較大沉淀成本。同時，模型的質(zhì)量也直接影響編程進度，邏輯清晰、編碼連續(xù)的模型關(guān)鍵節(jié)點設(shè)置，能夠為高質(zhì)量代碼提供基礎(chǔ)。特別是在復(fù)雜系統(tǒng)仿真的過程當中，客戶本身對項目有較高期望，對項目關(guān)注度較高的部分，通常會要求優(yōu)先進行論證，再根據(jù)結(jié)果進一步優(yōu)化或變更方案達到客戶的要求，項目實施效果如圖1所示。

圖1 項目系統(tǒng)仿真全景圖

傳統(tǒng)項目管理方法在建模完成的基礎(chǔ)上，雖然也能優(yōu)先對某部分方案進行仿真，但是若要再對方案進行策略優(yōu)化和設(shè)備變更時，原有模型將無法應(yīng)對改變，需要根據(jù)要求重新建模，這對于進度節(jié)點要求嚴格的項目而言，會使項目進度的風險增大，項目成功率也會隨之降低。若采用敏捷管理方法，靈活地應(yīng)對變更，將頻繁變更納入到管理當中，則會有更積極的效果產(chǎn)生。

1.項目WBS任務(wù)分解

在此項目的系統(tǒng)仿真論證過程當中，相較于原始方案，涉及設(shè)備布局更改、策略變動、設(shè)備臺數(shù)增加等較大設(shè)計變更的區(qū)域，約占原方案的30%。流程優(yōu)化、流量變動、設(shè)備選型等更改調(diào)整數(shù)次。通常完成一項較大內(nèi)容的變更，需要在原始方案的基礎(chǔ)上多花費約30%的時間，由于瀑布式項目管理方法在前序工作沒完成的情況下，無法對后續(xù)工作進行并行變更，系統(tǒng)仿真僅完成建模階段的變更就需要多花費至少60%的時間，在啟動到交付時間緊張的情況下，顯然存在較大進度風險，項目失敗率較高。

針對該項目時間緊、任務(wù)難、配合部門多、需求模糊、交付物模糊的情況進行分析后，最終決定采用敏捷式的項目管理方法，首先將復(fù)雜的項目進行分解，按照需求優(yōu)先級，形成眾多的小模塊，然后進行快速交付，以此加速仿真系統(tǒng)分析的實現(xiàn)，并為下一次迭代獲取足夠的反饋。

先對項目進行WBS分解，將客戶關(guān)注的需要優(yōu)先論證的部分，進行優(yōu)先仿真，在建模及編程時就預(yù)留接口，主動積極地應(yīng)對變更。與傳統(tǒng)建模按照設(shè)備類型統(tǒng)一建模不同的是，敏捷式項目管理方法的思想是按照圖2結(jié)構(gòu)進行WBS分解出來的子系統(tǒng)活動包進行獨立建模，例如各子系統(tǒng)內(nèi)輸送設(shè)備不再建成傳統(tǒng)的大面積的通用輸送模型，不再“牽一發(fā)而動全身”，而是子系統(tǒng)內(nèi)的輸送子模型。各子系統(tǒng)內(nèi)的修改、變更，將不會影響到其他子系統(tǒng)的功能實現(xiàn)。各子系統(tǒng)之間，既獨立，又有聯(lián)系，既能夠獨立測試，又有接口，能夠讓物料在各子系統(tǒng)之間順利運行。

圖2 傳統(tǒng)項目管理WBS分解

從WBS分解圖3中可以看出，雖然敏捷項目管理需要更進一步地對首層活動包進行分解，但是在實際項目當中不會增加項目模型的數(shù)量和建模難度，僅需對設(shè)備模型名稱和該設(shè)備所處系統(tǒng)的劃分進行，命名劃分管理，就能夠靈活應(yīng)對需求的變化；減少完成變更所需要的時間，保障項目順利進行。在投標節(jié)點確定，進度要求嚴格的情況下，應(yīng)用敏捷管理方法能夠更好地利用時間，能夠?qū)⒆酉到y(tǒng)進行并行作業(yè)，假設(shè)子系統(tǒng)1在仿真過程中存在需求變更或者優(yōu)化變更等問題時，在解決方案確定前，可以對其他子系統(tǒng)進行建模與編程，即使子系統(tǒng)1的變更會對其他子系統(tǒng)產(chǎn)生影響，也能將影響控制在一定范圍內(nèi)。相較于傳統(tǒng)管理方法完全重建的情況，敏捷管理方法基本不會對子系統(tǒng)外的模型產(chǎn)生影響，減少了重復(fù)返工的發(fā)生，提高了建模效率，能夠?qū)ψ兏枨筮M行快速響應(yīng)。

圖3 敏捷項目管理WBS分解

在應(yīng)對該項目的變更中，敏捷管理方法發(fā)揮了較大作用。在系統(tǒng)仿真項目當中，產(chǎn)生設(shè)備位置部署或設(shè)備數(shù)量變化等重大變更時，對建模工作產(chǎn)生的影響最大，當重大變更需求產(chǎn)生時，暫停該子系統(tǒng)的建模及編程，預(yù)留相應(yīng)位置。同時可以處理優(yōu)化其他子系統(tǒng)，該重大變更不會對其他子系統(tǒng)建模產(chǎn)生嚴重阻礙，不會對其他子系統(tǒng)造成進度影響。當重大變更需求完成時，可以將變更完成后的子系統(tǒng)接入系統(tǒng)仿真模型中測試。在項目的實施過程中，利用該方法能夠產(chǎn)生更多并行的流程，減少項目實施關(guān)鍵路徑的時長。通過不斷對方案進行迭代，最終僅用原計劃建模階段70%的時間就完成了所有的模型和流程變更，縮短了仿真建模的時間，為系統(tǒng)仿真項目其他流程的迭代爭取了時間，間接提升了系統(tǒng)仿真項目的工程質(zhì)量。

2.項目關(guān)鍵路徑節(jié)點流程

在該系統(tǒng)仿真項目當中，有效的WBS分解如圖4所示，使得模型的建立不再依賴完整的設(shè)計方案和詳細的輸入信息，與瀑布式系統(tǒng)仿真項目管理流程相比，項目進度不再完全受制于上游設(shè)計環(huán)節(jié)，能夠產(chǎn)生更多并行路徑，同時依托敏捷管理思想，在模型的建立過程中主動預(yù)留變更，使得應(yīng)對變更更加從容，不再出現(xiàn)多次無效返工的現(xiàn)象。各子系統(tǒng)在迭代完成后，再集成進行系統(tǒng)仿真，最終得出完整的系統(tǒng)仿真結(jié)果，若依舊沒有達到設(shè)計需求，則繼續(xù)對系統(tǒng)集成仿真進行迭代。在迭代中不斷迭代，不斷完善項目內(nèi)容。在模型編程當中也應(yīng)用極限編程的思想，快速地迭代系統(tǒng)仿真，快速地展示仿真結(jié)果積極響應(yīng)。這些措施都大大縮短了系統(tǒng)仿真建模時間，節(jié)約了項目成本。

圖4 敏捷式系統(tǒng)仿真迭代流程

按傳統(tǒng)項目管理流程如圖5方法估算，通常僅完成設(shè)計階段的系統(tǒng)建模需要占用30%的工作量，而開發(fā)階段的系統(tǒng)仿真編程通常需要占用40%工作量。而利用敏捷項目管理思想，是在系統(tǒng)仿真初設(shè)階段和迭代循環(huán)階段就節(jié)約了較多時間。最終該系統(tǒng)仿真項目周期比原計劃周期提前10%完成所有階段的迭代，實現(xiàn)了所有交付物的按時交付。在該項目中，敏捷項目管理方法可快速推進項目進度，提高項目質(zhì)量，縮短項目周期，產(chǎn)生了較大的經(jīng)濟效益。

圖5 瀑布式系統(tǒng)仿真項目管理流程

為科學(xué)有效地對復(fù)雜項目進行管理，在對比不同的項目管理方法后，根據(jù)項目特點選擇采用敏捷式項目管理方法對該項目進行管理，以達到縮短工期、提高項目質(zhì)量、節(jié)約資源產(chǎn)生最大化效益的目的。

根據(jù)項目需求為應(yīng)對復(fù)雜項目業(yè)務(wù)特點，以快速交付、積極應(yīng)對變更為出發(fā)點，將系統(tǒng)仿真項目管理階段設(shè)計為：立項階段、啟動階段，系統(tǒng)仿真初設(shè)階段、迭代循環(huán)階段、交付收尾階段。所有階段的設(shè)置，均以滿足敏捷項目管理方法要求為基準劃分，所有階段均能對變更作出積極響應(yīng)。

（1）立項階段：按照客戶系統(tǒng)仿真項目需求，初步確認系統(tǒng)仿真范圍，初步評估設(shè)計方案系統(tǒng)能力、技術(shù)風險，組建項目團隊，采取迭代方式逐步推進，確定項目里程碑。

（2）啟動階段：與客戶進行有效詳細地溝通，該階段需要確認系統(tǒng)仿真范圍、詳細設(shè)計流程、設(shè)計流量、詳細的設(shè)備調(diào)度策略，以及最終交付報告當中所需要包含和體現(xiàn)的內(nèi)容，確認并記錄仿真輸入；確定仿真輸出的內(nèi)容和形式；確認項目干系人，與相關(guān)干系人確認循環(huán)發(fā)布內(nèi)容和階段，用以保證項目組內(nèi)上下游專業(yè)的時間進度需求，保證項目整體質(zhì)量，減少項目階段返工，節(jié)約項目成本。

（3）系統(tǒng)仿真初設(shè)階段：在明確系統(tǒng)仿真范圍的基礎(chǔ)上，首先對仿真項目進行WBS分解，將復(fù)雜的系統(tǒng)分解為幾個基本可以獨立運行且互不影響的子系統(tǒng)，WBS第一層分解的子系統(tǒng)活動包需要做到建模、調(diào)試均能夠獨立修改，滿足敏捷開發(fā)的要求。在WBS第一層分解完以后，再根據(jù)各自子系統(tǒng)內(nèi)包含的業(yè)務(wù)流程，分解第二層活動包。最后根據(jù)以往的項目經(jīng)驗，對于常規(guī)設(shè)備先進性能力做風險評估，對風險較高的設(shè)備先進性能力計算。對于復(fù)雜輸送設(shè)備先進行流程、流量的梳理，滿足設(shè)計方案和策略后再建模。評估與梳理完成后，若方案存在設(shè)備瓶頸或能力風險較大，需及時與客戶進行詳細溝通，提出處理方案，進行方案變更及WBS活動包變更的準備。系統(tǒng)仿真項目在有限的時間內(nèi)，項目范圍和項目質(zhì)量就會存在沖突，系統(tǒng)仿真的設(shè)備、流程數(shù)量和系統(tǒng)仿真的策略還原精細度，需要做出妥協(xié)提出重點部分和詳細要求，該階段需要對方案可行性和系統(tǒng)仿真詳細要求作出結(jié)論。

（4）迭代循環(huán)階段：根據(jù)敏捷開發(fā)的要求，總體設(shè)計方案在WBS分解和初步驗證后，會存在可行與不可行的活動包，對于不可行的活動包及時溝通及預(yù)留模型位置、程序接口。需要對可行的活動包進行建模，由于總體方案在設(shè)計過程中受到不可行活動包變更的影響，已經(jīng)通過了初步可行性驗證的獨立活動包，依舊可能存在變更的情況，這就要求對于復(fù)雜的子系統(tǒng)（例如AGV、復(fù)雜輸送線）即使通過了可行性研究，也需要評估變更風險，在建模時進行變更預(yù)留。比如AGV系統(tǒng)在建模規(guī)劃時多設(shè)計充電及休息點以應(yīng)對臺數(shù)的增加，合理地設(shè)計站臺名稱和命名規(guī)則，滿足設(shè)備變更及方便程序變更。除了設(shè)備空間預(yù)留外，同時要對軟件策略變更接口進行預(yù)留，在模型及程序中需要更靈活處理，預(yù)留的點和路徑也不能影響原始方案下設(shè)備的運行。由于重置路徑、重置各項屬性，會造成大量返工、浪費較多時間，而提前預(yù)留路徑及接口則能夠快速完成變更，減少很多重復(fù)工作量。在復(fù)雜系統(tǒng)建模的過程中，需要按迭代階段完成文檔的變更，并且留下修改依據(jù)防止項目實施過程中頻繁變更產(chǎn)生的質(zhì)量出錯。在復(fù)雜系統(tǒng)仿真的迭代過程中，客戶往往希望先做出他們關(guān)注的部分。這就要求在迭代過程中確定迭代內(nèi)容、迭代節(jié)點優(yōu)先級等內(nèi)容及時迭代變更。在不斷的迭代當中，完善各子系統(tǒng)的功能仿真與測試，最終需要將所有子系統(tǒng)集成到方案系統(tǒng)仿真當中，將各子系統(tǒng)串聯(lián)起來形成一個完整的仿真系統(tǒng)。在形成完整的系統(tǒng)仿真體系后，對系統(tǒng)流程、流量進行觀察和分析，對有瓶頸和不合理的流程與客戶一起進行系統(tǒng)優(yōu)化；對各子系統(tǒng)的設(shè)備能力數(shù)值整理成輸出成果，高頻交付，優(yōu)先快速響應(yīng)客戶對系統(tǒng)仿真的需求；對滿足設(shè)計需求的迭代成果進行存檔；對沒有滿足需求的設(shè)備或策略進行重復(fù)迭代，并且記錄每一次仿真的結(jié)果用以相互對比，直至滿足設(shè)計需求。

（5）交付收尾階段：交付階段應(yīng)干系人要求進行統(tǒng)籌交付，對交付順序要求有明顯沖突無法協(xié)商解決的，及時找團隊組長或負責人進行安排，順利完成交付物的交接。各專業(yè)組對交付物進行檢查，確認是否滿足項目要求，交付過程中注意各交付物的質(zhì)量，避免最后時段的返工。

三、敏捷項目管理實施效果

在該酒業(yè)的系統(tǒng)仿真項目全生命周期中，采用了敏捷項目管理方法的思想，所有階段的設(shè)立都為主動積極應(yīng)對變更服務(wù)。項目在實施過程中，對各階段出現(xiàn)的變更也能很好應(yīng)對，特別是在系統(tǒng)建模仿真和最終交付環(huán)節(jié)，敏捷項目管理方法發(fā)揮了巨大作用，最終該項目在評標環(huán)節(jié)以第一名的成績，中標該酒業(yè)項目，取得近3億元的合同，項目達到預(yù)期目標，不僅按質(zhì)按量完成系統(tǒng)仿真任務(wù)，并且取得較大的成功。

利用如圖6所示的傳統(tǒng)項目管理方法，按每2日的工作量為一個單位工作量進行劃分，則明顯看出實施過程中階段步驟嚴格按照順序進行，需要52人/天的資源完成任務(wù)。產(chǎn)生變更時，需要對項目內(nèi)容依次變更，每個階段步驟需要順序執(zhí)行，變更時需要對后續(xù)所有階段步驟進行變更，產(chǎn)生大量的重復(fù)工作，靈活度不高，不利于項目做出快速響應(yīng)。

圖6 傳統(tǒng)項目管理方法甘特圖

利用敏捷項目管理方法進行管理，并根據(jù)項目實際進度編寫甘特圖，如圖7所示，則明顯看出實施過程中階段步驟按照迭代要求進行，該項目利用40人/天完成任務(wù)，特別是在子系統(tǒng)階段步驟中，各子系統(tǒng)可獨立迭代，變更過程互不影響，可根據(jù)客戶對不同子系統(tǒng)的關(guān)注度，以及各子系統(tǒng)內(nèi)的關(guān)鍵設(shè)計優(yōu)先驗證等項目需求，不再受到業(yè)務(wù)流程和傳統(tǒng)瀑布管理方法對先后順序的約束，能夠同步、交叉完成各子系統(tǒng)項目。同步迭代的過程，能夠加快項目進度縮短項目工期，減少前序步驟變更所導(dǎo)致的工作量增加，節(jié)約項目成本，相比傳統(tǒng)項目管理方法的瀑布模型，可節(jié)約至少30%的項目時間。

圖7 敏捷項目管理方法甘特圖

四、結(jié)束語

項目管理的方法的改進與選取，應(yīng)結(jié)合項目實際，根據(jù)具體的項目特點進行選擇，同時在實施過程中也需要對項目管理方法進行持續(xù)改進，以達到有效服務(wù)項目的要求。特別是系統(tǒng)仿真項目確定以最終交付物為導(dǎo)向，圍繞交付物在進度和資源同時約束的條件下，采用科學(xué)方法完成項目實施，提高客戶參與度，引導(dǎo)客戶期望，減少客戶期望與最終產(chǎn)品的差異，從而還能提高客戶的滿意度。

敏捷項目管理方法的引用，對系統(tǒng)仿真項目在整個項目生命周期中各階段的作用都具有較大體現(xiàn)，能夠縮短項目進度、提高項目質(zhì)量、節(jié)約項目成本、增加客戶的滿意度，對改變和提升傳統(tǒng)系統(tǒng)仿真項目的管理模式具有重大參考價值，尤其是在大型復(fù)雜創(chuàng)新項目的物流系統(tǒng)仿真過程中發(fā)揮重要作用，可以適應(yīng)市場變化，打破技術(shù)邊界，關(guān)注項目價值，滿足不斷變化的項目要求。