關(guān)鍵路徑掙值法在輸變電工程中的應(yīng)用

摘 要：【目的】以上海市某110 kV變電站工程為例，探討關(guān)鍵路徑法（Critical Path Method，CPM）在變電站工程施工管理中的實(shí)際應(yīng)用效果，特別是在進(jìn)度控制、成本管理和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面的表現(xiàn)?！痉椒ā繉?duì)一個(gè)110 kV變電站工程案例進(jìn)行分析，詳細(xì)闡述CPM的具體應(yīng)用流程，包括識(shí)別項(xiàng)目關(guān)鍵路徑、優(yōu)化資源分配及預(yù)測(cè)進(jìn)度和成本的偏差?！窘Y(jié)果】研究結(jié)果表明，采用CPM能顯著提高項(xiàng)目管理的精確度，為項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的決策提供及時(shí)且有效的支持，從而提高整個(gè)施工過程的效率和質(zhì)量?！窘Y(jié)論】不僅為類似輸變電工程項(xiàng)目提供了科學(xué)的管理策略和方法論，還對(duì)推動(dòng)工程管理領(lǐng)域的理論發(fā)展與實(shí)踐創(chuàng)新具有重要的參考價(jià)值。通過實(shí)證分析，表明在變電站工程施工中運(yùn)用CPM的必要性，為未來工程管理的標(biāo)準(zhǔn)化和精細(xì)化提供可行的路徑，同時(shí)也為應(yīng)對(duì)復(fù)雜工程項(xiàng)目中的風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)指明方向。

關(guān)鍵詞：關(guān)鍵路徑掙值法；110 kV變電站；施工管理；成本進(jìn)度控制

中圖分類號(hào)：F426；TU-9" " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " 文章編號(hào)：1003-5168（2025）01-0011-06

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2025.01.002

Application of Critical Path Earned Value Method in Power

Transmission and Transformation Engineering

—Taking a 110 kV Substation Project in Shanghai as an Example

YANG Shan

（Shanghai University of Electric Power， Shanghai 200090， China）

Abstract： [Purposes] This study aims to explore the practical application effect of Critical Path Method （CPM） in the construction management of substation engineering， especially its performance in schedule control， cost management， and risk assessment.[Methods] By analyzing a case study of a 110 kV substation project， this study elaborates on the specific application process of CPM， including identifying project critical paths， optimizing resource allocation， and predicting deviations in schedule and cost.[Findings] The research results show that using CPM can significantly improve the accuracy of project management， provide timely and effective decision support for project teams， and thus enhance the efficiency and quality of the entire construction process.[Conclusions] This study not only provides scientific management strategies and methodologies for similar power transmission and transformation projects， but also has important reference value for promoting theoretical development and practical innovation in the field of engineering management. Through this empirical analysis， this study emphasizes the necessity of using CPM in substation construction， providing a feasible path for the standardization and refinement of future engineering management， and also pointing out the direction for addressing risks and challenges in complex engineering projects.

Keywords： critical path earned value method; 110 kV substation; construction management; cost schedule control

收稿日期：2024-09-09

作者簡(jiǎn)介：陽(yáng)山（1983—），男，本科，高級(jí)工程師，研究方向：輸變電工程施工、智能電網(wǎng)工程管理、招標(biāo)咨詢。

0 引言

輸變電工程作為國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，其施工管理涉及較大的資金投入，且技術(shù)要求高、資源協(xié)調(diào)復(fù)雜等。此外，該類項(xiàng)目通常具有規(guī)模大、建設(shè)周期長(zhǎng)的特點(diǎn)，且易受外部政策因素影響。在這一背景下，變電站項(xiàng)目的建設(shè)進(jìn)度和成本控制顯得尤為重要，這將直接關(guān)系到整個(gè)輸變電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益［1］和社會(huì)影響［2］。

傳統(tǒng)的掙值法（Earned Value Management，EVM）作為一種廣泛用于項(xiàng)目績(jī)效分析的方法，在很大程度上依賴于貨幣度量來評(píng)估項(xiàng)目進(jìn)展。然而，該方法在區(qū)分關(guān)鍵線路與非關(guān)鍵線路工作對(duì)項(xiàng)目整體影響方面存在不足，可能導(dǎo)致項(xiàng)目管理者對(duì)項(xiàng)目健康狀況產(chǎn)生誤判，從而采取不恰當(dāng)?shù)墓芾泶胧；诖耍狙芯坎捎没陉P(guān)鍵路徑的掙值法（Critical Path Method，CPM）對(duì)輸變電工程的項(xiàng)目進(jìn)度和成本進(jìn)行管理，以期提高項(xiàng)目管理精確性和有效性。

本研究首先概述了關(guān)鍵路徑掙值法的原理，并通過實(shí)際案例詳細(xì)闡述其在110 kV變電站工程施工中的應(yīng)用；其次，重點(diǎn)探討CPM在進(jìn)度控制、成本管理中的優(yōu)勢(shì)，旨在為類似工程項(xiàng)目提供一種更為科學(xué)、系統(tǒng)的項(xiàng)目管理策略。通過這種方式，為輸變電工程領(lǐng)域的項(xiàng)目管理者提供有益參考，促進(jìn)工程管理理論與實(shí)踐的創(chuàng)新發(fā)展。

1 關(guān)鍵路徑掙值法的原理

基于關(guān)鍵路徑的掙值法（CPM）是一種先進(jìn)的項(xiàng)目管理技術(shù)［1］，通過工作分解結(jié)構(gòu)（Work Breakdown Structure，WBS）將項(xiàng)目細(xì)分為小任務(wù)，并建立任務(wù)間的邏輯關(guān)系。該方法利用項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)圖來確定每個(gè)任務(wù)的開始時(shí)間，并識(shí)別出關(guān)鍵路徑，即對(duì)項(xiàng)目完成時(shí)間影響最大的任務(wù)序列。CPM幫助管理者監(jiān)控關(guān)鍵任務(wù)進(jìn)度，并及時(shí)調(diào)整計(jì)劃［3］、優(yōu)化資源分配［4］，確保項(xiàng)目能按時(shí)完成［5］。

1.1 傳統(tǒng)掙值法評(píng)估指標(biāo)

掙值法是一種用于比較項(xiàng)目計(jì)劃與實(shí)際執(zhí)行情況之間差異的績(jī)效管理方法，通過三類指標(biāo)（基本指標(biāo)、絕對(duì)指標(biāo)和相對(duì)指標(biāo)）來監(jiān)控項(xiàng)目的運(yùn)行情況，指標(biāo)的具體含義見表1。

由表1可知，絕對(duì)指標(biāo)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行定量分析，相對(duì)指標(biāo)則對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行定性分析。然而，無論是定性分析還是定量分析，其對(duì)最終結(jié)果并沒有本質(zhì)影響。因此，本研究主要使用相對(duì)指標(biāo)來分析項(xiàng)目的實(shí)施情況。

1.2 關(guān)鍵比

在項(xiàng)目實(shí)施過程中，可能存在多條關(guān)鍵線路，且受不同因素影響，關(guān)鍵線路可能會(huì)發(fā)生變化。因此，對(duì)關(guān)鍵線路和非關(guān)鍵線路的綜合分析是非常有必要的。關(guān)鍵線路上的關(guān)鍵工作因消耗的資源不同而對(duì)線路的影響也有所不同。為了提高項(xiàng)目掙值分析結(jié)果的精確性及在項(xiàng)目調(diào)整時(shí)更有針對(duì)性，本研究引入一個(gè)新的參數(shù)，即關(guān)鍵比（Critical Ratio，CR）。

關(guān)鍵比（CR）是根據(jù)關(guān)鍵工作對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度的影響程度來定義的。具體而言，關(guān)鍵比是指關(guān)鍵工作持續(xù)時(shí)長(zhǎng)與其所在關(guān)鍵路徑中工作持續(xù)時(shí)長(zhǎng)最大值的比例。關(guān)鍵比的計(jì)算見式（1）

[CRi=ti/tmax] （1）

式中：[ti]為關(guān)鍵工作[i]的持續(xù)時(shí)長(zhǎng)；[tmax]為該關(guān)鍵路徑中所有工作中持續(xù)時(shí)長(zhǎng)的最大值。

通過引入關(guān)鍵比CR，項(xiàng)目管理者能更精準(zhǔn)評(píng)估每個(gè)關(guān)鍵工作對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度的影響，從而在項(xiàng)目監(jiān)控和調(diào)整過程中做出更有效的決策。

1.3 關(guān)鍵路徑掙值法的項(xiàng)目進(jìn)度分析

為了能更精準(zhǔn)評(píng)估項(xiàng)目績(jī)效，本研究在傳統(tǒng)掙值法的基礎(chǔ)上，提出區(qū)分關(guān)鍵路徑與非關(guān)鍵路徑的方法。在此基礎(chǔ)上，引入關(guān)鍵線路已完工作預(yù)算成本、關(guān)鍵線路計(jì)劃工作預(yù)算成本和關(guān)鍵線路已完工作實(shí)際成本這三個(gè)新的基本指標(biāo)，可計(jì)算出關(guān)鍵路徑上的進(jìn)度績(jī)效指數(shù)和成本績(jī)效指數(shù)。

SPIcp反映了關(guān)鍵路徑上的進(jìn)度情況。當(dāng)SPIcp大于1時(shí)，表示關(guān)鍵路徑上的工作進(jìn)度領(lǐng)先于計(jì)劃；當(dāng)SPIcp小于1時(shí)，表示關(guān)鍵路徑上的工作進(jìn)度落后于計(jì)劃。

CPIcp反映了關(guān)鍵路徑上的成本控制情況。當(dāng)CPIcp大于1時(shí)，表示關(guān)鍵線路上的工作成本低于預(yù)算，有成本結(jié)余；當(dāng)CPIcp小于1時(shí)，表示關(guān)鍵線路上的工作成本超出預(yù)算，存在超支的情況。進(jìn)度控制對(duì)項(xiàng)目的合理監(jiān)控至關(guān)重要?；陉P(guān)鍵線路建立的進(jìn)度績(jī)效指數(shù)SPIcp有四種分析情況，具體見表2。

如果關(guān)鍵線路沒有時(shí)差，即當(dāng)進(jìn)度偏差為負(fù)值時(shí)，表明項(xiàng)目進(jìn)度落后，需要加強(qiáng)施工以提高進(jìn)度；反之，當(dāng)進(jìn)度偏差為正值時(shí)，并不意味著項(xiàng)目進(jìn)度提前。如果非關(guān)鍵路徑的延誤超過總時(shí)差，仍會(huì)導(dǎo)致工期延誤，并可能使原本的非關(guān)鍵線路轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)鍵線路。

在使用本研究提出的方法進(jìn)行分析時(shí)，需要注意兩個(gè)方面：一是項(xiàng)目可能存在多條關(guān)鍵路徑，關(guān)鍵路徑與非關(guān)鍵路徑在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)換；二是項(xiàng)目路徑的變化會(huì)影響施工進(jìn)度。因此，管理者必須對(duì)關(guān)鍵線路進(jìn)行有效監(jiān)控。當(dāng)工期發(fā)生變化時(shí)，必須重新識(shí)別關(guān)鍵路徑，以確定項(xiàng)目整體是否受到影響。在檢查時(shí)，應(yīng)詳細(xì)討論關(guān)鍵路徑的績(jī)效掩蓋問題，即進(jìn)行掙值績(jī)效分析。

進(jìn)度偏差包括滯后和提前這兩種情況。項(xiàng)目進(jìn)度滯后通常是因施工效率低下或資源使用不當(dāng)；項(xiàng)目進(jìn)度提前則可能是因?yàn)槭┕ば矢?、資源充足和使用率高。在實(shí)際操作中，導(dǎo)致施工項(xiàng)目進(jìn)度延遲的原因復(fù)雜且多樣，但總體上是由人員、材料、機(jī)械、環(huán)境和管理問題引起的。例如，管理人員能力不足、設(shè)計(jì)誤差、操作人員不足、機(jī)械設(shè)備不完善、雨季過長(zhǎng)、與承包商溝通問題等均有可能導(dǎo)致項(xiàng)目延誤。同樣地，項(xiàng)目提前可能是因?yàn)楣芾砣藛T監(jiān)管不嚴(yán)導(dǎo)致質(zhì)量下降，或是因?yàn)楦咄度胭Y金。因此，管理人員要根據(jù)實(shí)際情況，深入探索項(xiàng)目施工過程中存在的問題，并及時(shí)改進(jìn)和完善，確保項(xiàng)目進(jìn)度［6-8］。

2 應(yīng)用案例

2.1 案例介紹

上海市某110 kV變電站整體為地下一層、地上二層，工程占地面積為1 025 m2，建筑面積為2 442 m2，建筑總高度為12.10 m，地上部分采用鋼結(jié)構(gòu)，地下部分采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。工程的建筑物屋面防水等級(jí)Ⅰ級(jí)，耐久年限為50 a，抗震設(shè)防烈度為7度，屬丙類建筑。項(xiàng)目涉及的分包商、供應(yīng)商較多，專業(yè)分包復(fù)雜，交叉作業(yè)和專業(yè)銜接協(xié)調(diào)難度大，工期緊、任務(wù)重、建設(shè)管理要求高。計(jì)劃工期為215 d，其中，土建部分要求2024年5月底之前完成。土建施工計(jì)劃圖和網(wǎng)絡(luò)圖分別如圖1、圖2所示。

該案例的關(guān)鍵路徑有01-02-03-04-05-06-07-08-09-10-11-12-13-14-15-16-17-18-19-22-23和01-02-03-04-05-06-07-08-09-10-11-12-13-20-21-22-23兩條。

2.2 監(jiān)控點(diǎn)的改進(jìn)掙值計(jì)算實(shí)例

在第21周周末對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行監(jiān)控，即任務(wù)14：CR = 0.140、BCWP = 92.32、BCWS = 92.32、ACWP = 90.03；任務(wù)16：CR = 0.023、BCWP = 28.5、BCWS = 28.5、ACWP = 27。

關(guān)鍵路徑2的任務(wù)數(shù)據(jù)為任務(wù)20：CR = 0.563、BCWP = 361.25、BCWS = 362.25、ACWP = 363.10。

根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算可得[T=215、T0=147、T-T0=68]。

項(xiàng)目關(guān)鍵路徑1掙值具體計(jì)算過程如下。

[（ BCWPCP1 ?CRi）=92.32×0.140+28.5×0.023=13.300 3]

[（ BCWSCP1 ?CRi）=92.32×0.140+28.5×0.023=13.300 3]

[（ACWPCP1?CRi）=90.03×0.140+27×0.023=13.225 2]

[SPICP1=BCWPBCWS=5.018 035.018 03=1]

[CPICP1=BCWPACWP=13.300 313.225 2=1.005 7]

項(xiàng)目關(guān)鍵路徑2掙值具體計(jì)算過程如下。

[（BCWPCP2?CRi）=0.563×361.25=203.383 75]

[（BCWSCP2?CRi）=0.563×362.25 =203.946 75]

[（ACWPCP2?CRi）==0.563×363.1=204.425 3]

[SPICP2=BCWPBCWS=203.383 75203.946 75=0.997 2]

[CPICP2=BCWPACWP=361.25363.10=0.994 9]

上述計(jì)算結(jié)果表明，關(guān)鍵路徑1的進(jìn)度和成本均在控制范圍內(nèi)，成本有小幅結(jié)余，表現(xiàn)良好。但關(guān)鍵路徑2顯示進(jìn)度和成本都落后，要采取措施以提高效率和控制成本。這樣的掙值管理分析對(duì)項(xiàng)目經(jīng)理來說是非常寶貴的，能幫助其及時(shí)調(diào)整策略和資源分配，確保項(xiàng)目成功。

2.3 應(yīng)用結(jié)果

應(yīng)用CPM后，項(xiàng)目管理者能更好監(jiān)控關(guān)鍵任務(wù)進(jìn)度，優(yōu)化資源分配，確保項(xiàng)目按時(shí)完成。在變電站工程案例中，CPM的應(yīng)用能顯著提高項(xiàng)目管理的精準(zhǔn)度和有效性。

2.4 存在的問題和挑戰(zhàn)

在實(shí)際應(yīng)用中，CPM面臨項(xiàng)目路徑變化、多條關(guān)鍵路徑等挑戰(zhàn)。項(xiàng)目路徑變化可能導(dǎo)致關(guān)鍵路徑需要重新識(shí)別，影響項(xiàng)目整體進(jìn)展。此外，進(jìn)度偏差和費(fèi)用偏差分析也需要綜合考慮多種因素，如人員、材料、機(jī)械、環(huán)境和管理問題等［4］。

2.5 優(yōu)化CPM應(yīng)用的建議

為了優(yōu)化CPM的應(yīng)用，建議定期更新項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)圖和關(guān)鍵路徑信息，以適應(yīng)項(xiàng)目進(jìn)展變化。同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)進(jìn)度偏差和費(fèi)用偏差的深入分析，綜合考慮多種因素的影響。此外，結(jié)合其他項(xiàng)目管理工具和方法，如敏捷管理、精益管理等，以提高項(xiàng)目管理的效能。

3 結(jié)語(yǔ)

本研究通過案例分析，展示了關(guān)鍵路徑掙值法（CPM）在110 kV變電站工程施工管理中的應(yīng)用效果。CPM通過識(shí)別關(guān)鍵路徑、優(yōu)化資源分配和預(yù)測(cè)進(jìn)度成本偏差，顯著提高項(xiàng)目管理的精準(zhǔn)度和有效性，并引入關(guān)鍵比（CR）這一參數(shù)來進(jìn)一步提高項(xiàng)目掙值分析的精確性。盡管存在項(xiàng)目路徑變化、多條關(guān)鍵路徑等挑戰(zhàn)，但CPM為輸變電工程項(xiàng)目提供科學(xué)的管理策略，對(duì)推動(dòng)工程管理理論與實(shí)踐發(fā)展具有參考價(jià)值。未來，可探討CPM在不同工程項(xiàng)目中的應(yīng)用，并結(jié)合其他管理工具，提高項(xiàng)目管理效能。

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