關鍵鏈法在工程項目進度管理中的應用
——以某輸變電工程項目為例

(1.華北水利水電大學管理與經濟學院 河南 鄭州 450046;2.國網邯鄲供電公司 河北 邯鄲 056007)

關鍵鏈法在工程項目進度管理中的應用
——以某輸變電工程項目為例

陳俊奇1張輝2

(1.華北水利水電大學管理與經濟學院河南鄭州450046;2.國網邯鄲供電公司河北邯鄲056007)

關鍵鏈技術作為約束理論在項目進度管理中的應用，一方面考慮項目各個工序之間的關系，另一方面強調工序之間的資源沖突并解決資源沖突導致的瓶頸，以使計劃更加科學、合理。本文介紹了關鍵鏈法的原理、思想及實施步驟，并通過輸變電工程項目為例介紹了其在工程項目進度管理中的應用。

關鍵鏈；約束理論；項目進度管理

前言

工程項目進度管理是指在既定的工期內編制出最優的工程項目進度計劃，并將該進度計劃付諸實施。項目進度管理與管理決策的及時性和準確性、項目計劃的科學性以及資源的合理性等多個方面有密切關系，是項目管理的核心[1]。在最近十幾年的發展中，學者們研究了橫道圖、關鍵路徑法(CPM)、圖示評審技術(GERT)、計劃評審技術(PERT)等項目管理的方法和理論。盡管在過去的幾十年中傳統的這些理論和方法在項目管理和進度管理中發揮了很大的作用，但也并存著很多缺陷[2]。

隨著經濟社會的快速發展，現代工程項目日益復雜，規模越來越大，但卻要求周期更短、成本低、計劃更精準，因而對項目管理的要求更高，顯然傳統的項目進度管理方法必然在現如今的大部分項目實施過程中難以勝任。因此學者們研究出了一種新的理論來突破傳統的項目計劃管理方法——關鍵鏈項目管理。

一、關鍵鏈法相關理論及技術

(一)約束理論(TOC)

約束理論是由Goldratt博士在其著作《The Gold》提出，它也同時被稱為瓶頸理論。他發現在生產經營領域，交貨日期與生產能力之間存在著矛盾，如果僅實現各個部門之間的生產效率最優并不能實現整體目標，并且如果項目在某一段時間內推遲，只是取決于一部分關鍵資源的消極影響而并不是所有的資源的限制。所以，如果想要高效快速合理的實施項目，就必須充分發揮那些瓶頸資源的效益，使其能夠被充分合理的利用起來[3]。

應用約束理論解決資源約束問題有5個核心步驟：(1)分析并檢驗出系統的瓶頸或約束；(2)通過分析利用約束資源或突破項目的瓶頸從而實現效用最大化；(3)保證檢查系統整體性，能夠使得項目的其他資源或者決策與以上的決定相配套；(4)提高系統瓶頸的檢測能力和水平；(5)如果以上的原有的瓶頸消除且新的瓶頸出現，重新開始，直至這些約束全部消除。

(二)關鍵鏈項目管理的基本思想和內容

1997年，Goldratt博士出版《關鍵鏈》一書。關鍵鏈項目管理(CCPM)的概念是將關鍵鏈技術應用到普通項目管理之中的新型管理方法。和較傳統的項目進度管理方法相比較，關鍵鏈管理技術在項目中不僅考慮了人的主觀行為對項目進度的影響，同時還在項目進度管理中運用到約束理論、風險聚合原理等，這也在很大程度上解決了存在于傳統項目進度管理技術中的進度拖延、投資增加和進度計劃失效等諸多問題。

關鍵鏈技術的運用應該是一個在實踐中不斷改進和反復提高的過程，其核心內容就是將系統功能的限制性因素或資源加以利用并予以突破。關鍵鏈技術充分地考慮了對資源的束縛和人的行為的限制因素，這種方法的核心思想是基于“工程項目務必遵循整體優化而不是部分優化”，并以50%的概率估算每個工序的持續時間，在項目緩沖區集中安排工作活動的不確定因素，并以關鍵鏈為工程進度管理的重心，縮短工程的施工時間，減少目標工期的延遲。

關鍵鏈項目管理實施步驟如下：

(1)分解任務，確定工序邏輯關系，找出關鍵路徑；(2)按照關鍵工序優先規則對工序進行初步資源分配；(3)估算工期，剔除安全時間，分析資源沖突和瓶頸，確定關鍵鏈；(4)設置緩沖區；(5)根據計劃進行監控、分析、調整等。

二、關鍵鏈法在變電站項目進度管理中的應用

(一)工序邏輯關系和工序歷時估計

表1 HD電網220千伏輸變電工程項目工序歷時估計

(二)繪制工程項目網絡計劃圖

運用PERT/TOC方法，結合工程實際施工狀況，繪制出HD電網220千伏輸變電工程項目的初始網絡進度計劃圖，見圖1。

圖1 HD電網220千伏輸變電工程項目初始網絡進度計劃圖

關鍵路徑具有最長的總工期，并決定了整個項目的最短完成時間。由圖可知，項目的關鍵路徑為A—B—G—H—N—O—P—Q—R,期望工期為：

12+26+10+179+81+41+21+9+6=385天

(三)識別工程關鍵鏈

在實際中任務的工期有可能服從 ( a , b , r , s)分布，因此簡單的減半法就已經滿足不了工程建設的需要了，在這種情況下通過采用最樂觀值法來消除安全時間，此時消除的安全時間為：Δi=ti-ai

可得項目的關鍵路徑A—B—G—H—N—O—P—Q—R削減安全時間的施工工期為：9+20+7+166+73+34+18+7+5=339天根據工序歷時估計表和網絡計劃圖，結合資源配置情況，按照最晚完成時間來制定工程項目的進度計劃，可得到進度計劃如圖2所示：

圖2 HD電網220千伏輸變電工程項目進度計劃配置圖

在確定初始關鍵路徑之后，產生資源沖突時，本著關鍵鏈工序優于非關鍵工序的原則，將資源分配給關鍵鏈工序，保證項目進度的正常不受影。由圖可得關鍵鏈：A-B-E-G-H-M-N-O-P-Q-R

關鍵鏈的工期為：9+20+35+7+166+31+73+34+18+7+5=405天

(四)設置緩沖區

彈性系數法不僅具有剪切法和根方差法的優點和特定，并且還充分考慮了工序的特質，能夠使求算的緩沖區發揮它應有的作用[4]。該方法的基本思路和過程是：以PERT技術的三點估計(a,m,b)作為基礎，采用兩點估計替換三點估計,把時間估計m應用到工序彈性系數 K 中，通過計算彈性系數 K值來計算緩沖區的大小。

其中關鍵鏈的項目緩沖 P.B用每個工序的彈性系數 Km來計算

M為關鍵鏈上所有工序的集合，m為該集合的某個工序。

非關鍵鏈的輸入緩沖 F.B用每個工序的彈性系數 Kn來計算

N為非關鍵鏈上所有工序的集合，n為該集合的某個工序。

計算得出關鍵鏈緩沖時間P.B為49天，將P.B插入關鍵鏈中，得到總工期為405+49=454天。由訪談得知項目實際工期476天，較為接近且比實際工期短22天，比直接關鍵路徑法要更為契合實際。

[1]張思. 論電力建設工程項目施工中的進度管理[J]. 廣東科技, 2010, 6: 136-137.

[2]洪青, 董雄報. 關鍵鏈技術在項目進度管理中的應用研究[J]. 輕紡工業與技術, 2017, 46(2): 30-31.

[3]張靜文, 李若楠. 關鍵鏈項目調度方法研究評述綜述與評論[J]. 控制與決策, 2013, 28(9): 1281-1287.

[4]劉士新,宋健海,唐加福.基于關鍵鏈的資源受限項目調度新方法[J].自動化學報,2006, 32(01):60-66

陳俊奇(1990-)，男，漢族，河北保定人，碩士研究生，華北水利水電大學管理與經濟學院，研究方向：服務創新、項目管理；張輝(1981-)，男，漢族，山東蓬萊人，高級工程師，工程碩士，國網邯鄲供電公司，研究方向：項目管理。