MS Project軟件在艦船設計中的應用初探

崔 騰

（中國船舶及海洋工程設計研究院 上海 200011）

1 開展艦船設計過程精細計劃管理的必要性

1.1 艦船設計的流程及特點

與大部分工程項目一樣，艦船裝備的完整研制流程大致包括立項論證、方案設計、深化方案設計（必要時）、技術設計、施工設計、生產設計、施工建造、試驗試航、交付后的專項試驗和設計定型等階段，其中艦船總體設計研究所主要負責艦船裝備生產設計之前的設計研究工作。

艦船裝備是一個復雜的龐大系統，涉及總體布置、流體動力和靜力性能、船體結構、甲板機械設備、推進及動力保障系統、電力系統、消防損管等安全保障系統、空調冷藏通風、給排水、防污染等船舶輔助系統、觀通導航操縱控制等航行保障系統以及完成特定功能使命的任務系統，涵蓋的專業面非常寬，各種參數、性能、系統、設備之間彼此關聯又相互制約。

艦船裝備各階段的設計工作就是反復權衡其主要功能和次要功能的要求及其實現代價，使各參數、性能、系統、設備之間的相互關系達到最佳平衡，最終實現艦船裝備的整體最優化［1］。因此，艦船裝備設計必然是一個反復迭代修正、逐步近似與螺旋上升的過程，如圖1所示。

圖1 艦船裝備設計基本流程

1.2 當前艦船設計項目管理存在的主要問題

當前，艦船裝備設計主要是由包含船、機、電等各個專業的項目團隊協同完成，團隊成員基本了解各自承擔的設計任務以及與相關專業之間的關聯。

整個項目進展主要根據經驗進行規劃和管理:

首先由各專業開列設計圖樣文件清單及工作安排表，項目負責人或項目管理根據項目整體計劃要求確定關鍵節點，并對項目中每一項任務的完成情況進行跟蹤和監督，發現問題及時調整執行計劃。這一項目管理模式對于成熟艦船裝備的設計（且項目管理和團隊成員具有較豐富的艦船設計實踐經驗的情況）基本上是合適的。但是不可否認，經驗管理模式過于粗略，而且隨著艦船裝備技術復雜程度越來越高、船東要求變化等不可知因素越來越多，以及艦船設計人員日趨年輕化，目前僅依據經驗進行項目管理將逐漸難以適應對艦船裝備設計項目的進度、資源、質量控制的高要求。

目前，艦船設計項目管理的主要問題包括以下三個方面:

（1）在經驗模式下，項目負責人和項目管理主要制定項目執行的關鍵節點，對項目每一任務之間的技術和進度銜接關系沒有給出詳盡明確的計劃；團隊內的專業設計人員僅負責排定專業內的設計任務及其銜接關系。雖然有經驗的專業設計人員基本了解跨專業的技術接口關系，但并不負責跨專業進度接口協調，因此，極易導致項目總體計劃制定不合理而無法執行，或者必須加大資源投入才能完成。

（2）由于沒有界定項目中每一任務之間的技術和進度銜接關系，項目管理人員不了解項目執行過程的關鍵途徑，導致在過程控制中要么只關注關鍵任務完成情況，要么基于預先設定的關鍵節點去監督每一項任務的執行情況，眉毛胡子一把抓，缺乏重點且效率很低，而對項目執行過程中的安全余度及風險卻缺乏了解。

（3）艦船裝備設計過程較長，期間經常存在船東要求變化、系統設備裝船條件變化、內外協作不到位、性能指標未滿足要求等不可知因素，往往會導致某項或多項任務脫期。這時需要及時判斷其對整個項目執行計劃的影響并進行進度、資源的動態調整，僅憑經驗模式則無法完成該項任務。

綜上所述，由于艦船裝備本身的復雜性、設計上反復迭代螺旋上升的特點，以及受不確定因素影響較多等原因，采用基于經驗的傳統項目管理方法已經越來越不能適應高效運作的要求，而借助計算機輔助軟件的現代管理技術來開展艦船裝備設計項目的精細化管理將成為一種必然的選擇。

2 MS Project軟件簡介

MS Project軟件可以完成項目信息的編制和組織、任務分解、為任務分配資源、關鍵路徑自動識別、項目（任務）時間和資源的統計計算、進度跟蹤和監控、項目整體計劃動態調整和優化、分析和報表等工作，并以圖形和表格的形式來描述項目信息，清晰直觀，可使項目所有參與人員對于項目的理解達成共識，協調一致地工作并完成項目［2］。

MS Project軟件依據的主要項目管理理論和方法體系為［2］:

（1）任務分解結構技術

任務分解結構技術根據樹形圖將一個項目先分解為子項目，再逐級分解成若干個相對獨立的工作單元，并確定每個工作單元任務及其從屬的工作（或稱之為活動），從而實現對項目靈活和有效的控制。

（2）甘特圖

甘特圖由美國人亨利·甘特于第一次世界大戰期間所創造。他在標有時間的表格上用橫道表示各項作業的起止時間和延續時間，從而表達出一項工作的全面計劃安排。甘特圖已成為國內外最廣泛應用的項目進度計劃管理方法之一。

（3）項目評審技術

項目評審技術是由美國海軍特別項目辦公室提出的一種項目管理技術，其主要特征是采用概率統計方法計算工期期望。

（4）關鍵路徑法

關鍵路徑法的基本思想是先把項目需要進行的每個任務及其工期、依賴關系列出來，根據任務的相互關系和持續時間計算每條路徑上總的持續時間，其中持續時間最長的路徑即為關鍵路徑，而串成關鍵路徑的任務為關鍵任務。如要縮短整個項目的工期，就必須將注意力集中到那些關鍵任務上。關鍵路徑法是項目時間管理中最重要的方法。MS Project所提供的甘特圖，可直接顯示項目的關鍵路徑。

由上述對MS Project軟件功能的簡單介紹可以看出，該軟件應用于艦船裝備設計的項目管理時，能較好地解決傳統經驗項目管理模式存在的不足，對于提升艦船裝備設計項目的管理效能有所助益。

3 MS Project在艦船裝備方案設計中的應用實例

如前所述，艦船裝備十分復雜，其技術設計階段需要完成的設計任務往往就有數百項，施工設計階段更可能達到成千上萬項，完整地構建艦船裝備技術設計、施工設計階段的MS Project項目管理計劃工作量十分巨大。限于篇幅，本文僅以艦船裝備方案設計階段船、機、電專業的主要設計任務為對象，構建MS Project項目管理計劃。

應用MS Project軟件創建項目管理計劃非常方便，其基本過程主要包括定義項目、定義常規工作時間、創建任務列表、確定任務工期、確定任務銜接關系、給每項任務分配資源等，其重點在于任務分解和賦予任務各項屬性，相當于一個建模過程。上述工作完成后，MS Project將自動給出項目甘特圖、網絡圖、關鍵路徑和任務等信息。

作為示例，方案設計階段船、機、電專業的主要設計任務及每項任務的緊前、緊后任務、預期工期、分配資源如表1所示，相應的甘特圖如圖2所示。關鍵任務則由網絡圖或者關鍵任務報表給出，本例中包括線型圖、總布置圖、質量質心估算、完整穩性計算、不沉性和破損穩性計算、耐波性估算、總體說明書、結構規范計算、典型橫剖面圖、結構質量質心估算。

表1 艦船裝備方案設計階段船機電專業主要設計任務示例

圖2 艦船裝備船機電專業方案設計甘特圖示例

通過表1和圖2，項目組整體成員可以十分清晰地了解項目的總體計劃以及每項任務與其他任務的相互關系及完成時間，如項目的起始時間為4月10日，完成時間為5月23日；完整穩性計算的完成人員為Z2，其前置任務為線型圖、艙容計算、續航力與自給力計算、受風面積計算和質量質心估算，起始時間為5月11日，完成時間為5月15日。項目管理人員則可以將更多的精力投入到對關鍵任務完成情況的監控，同時掌握其他非關鍵任務存在的安全余度，如受風面積計算有5個工作日的余度，續航力與自給力計算有1個工作日的余度等。

當某項任務脫期，通過修改該項任務工期，MS Project可以十分方便地給出項目的調整計劃，并重新給出關鍵任務。如:當機械設備估算書延期2天完成，相應項目的完成時間將延至5月24日，其甘特圖將如圖3所示，關鍵任務則變更為線型圖、總布置圖、艙容計算、續航力與自給力計算、質量質心估算、完整穩性計算、不沉性和破損穩性計算、耐波性估算、總體說明書、電力負荷估算、機械設備估算以及輪機電力負荷估算。

圖3 艦船裝備船機電專業方案設計計劃調整甘特圖示例

如項目的總體計劃不能調整，也可以方便地通過調整資源配置來滿足項目總體計劃的要求。在本例中，假定可以由設計人員L1和L2共同完成機械設備估算書，則仍可在5月23日完成整個項目，如圖4所示。

圖4 艦船裝備船機電專業方案設計資源調整甘特圖示例

以上僅對MS Project軟件的基本功能在艦船裝備方案設計項目管理上的應用進行初步嘗試。事實上，該軟件在基于成本-進度的項目策劃方案優化、進度跟蹤控制、資源使用統計分析等方面同樣具有突出優點，應用于艦船裝備設計項目管理將會獲得更大的收益［3］。

4 結 論

應用現代管理技術和計算機技術提高艦船裝備設計項目的管理效能是必然趨勢，其中MS Project軟件可以非常方便且清晰直觀地執行任務分解、甘特圖和網絡圖繪制、關鍵路徑識別、資源配置優化，并具有過程監控和強大的統計分析報表功能。

本文應用MS Project軟件建立了艦船裝備船機電方案設計項目管理的初步模型，給出了設計過程的甘特圖，并運用該模型就任務脫期、資源調配等因素對項目整體計劃的影響及其調整進行分析和快速重構，證明在艦船裝備設計中靈活運用MS Project等軟件能改善傳統經驗管理模式的不足，提高管理效率，有利于艦船裝備設計項目的精細化管理。

［1］中國船舶工業總公司.船舶設計實用手冊（總體分冊）［M］.北京:國防工業出版社，1998:521-522.

［2］褚曉虹.施工企業運用MS Project進行工程項目管理初探［J］.科技廣場，2010（3）:251-252.

［3］蔣磊，陸金銘，姚壽廣.仿真技術在艦船設計研究中的應用［J］.船舶，2006（3）:41-43.