基于關鍵鏈的發動機生產線項目進度管理應用研究

喬文俊 金隼

(上海交通大學，上海 200240)

0 引言

近年來隨著汽車行業競爭的不斷加劇，國家對發動機排量的要求愈加嚴格，同時消費者對發動機動力性和燃油經濟性的需求不斷上升，這使得各汽車企業加速對發動機的更新換代，因此發動機生產線項目急劇增加。同時，隨著各種新技術、新工藝的大量使用，發動機生產線項目進度管理需要重點解決以下難題：如何科學有效地管理，各項目環節如何有序高效地合理安排，整體項目管理水平和新技術響應速度如何提高。

關鍵鏈是約束理論在項目管理學科上的應用和發展，在解決現代管理問題方面有它的獨到之處，其核心思想主要有：

(1)項目系統的瓶頸不是關鍵路徑，而是資源制約因素的關鍵鏈。

(2)消除多余的安全時間以提高效率。

(3)減少多任務對項目的影響。

(4)充分利用任務提前完成的時間。

(5)設置緩沖區以保護瓶頸工位，應對突發風險。

本文針對發動機生產線項目建設中的項目管理問題，應用關鍵鏈法，解決實際工藝、新技術以及資源約束制約下的管理問題，優化項目進度管理，提高項目管理效率。

1 基于剪切粘貼法的緩沖區設置和關鍵鏈管理方法

基于關鍵鏈分析方法的項目進度管理通常包括三個內容：關鍵鏈的識別、緩沖區的設置，以及緩沖區的管理。

1.1 關鍵鏈的識別

關鍵鏈通過關鍵路徑和資源約束共同確認，關鍵路徑的計算方法這里不予贅述。

對于解決資源沖突的方法，本文主要采取排隊等待法，具體方法是：首先，畫出任務甘特圖，將任務完成所需時間輸入；其次，把資源各個任務與各個任務對應；再次，根據各個任務需求量給予相應資源，在單位時間內未有資源匹配的任務，在下一個單位時間內優先匹配;最后，資源分配完成。

1.2 基于剪切粘貼法的緩沖區設置

為了消除安全時間的無意浪費和人的惰性，關鍵鏈方法提出以盡量樂觀的估計時間作為項目進度計劃編排的時間，然后加入項目緩沖(PB)、匯入緩沖(FB)和資源緩沖，用以抵消項目進行當中遇到的不確定因素。緩沖區大小的設置對于整個項目進度的長度以及項目進行的可完成率有重要作用。緩沖區設置得過小，項目的抗不確定因素變弱，項目延期的風險加大；緩沖區設置得過大，則會影響效率，使得學生綜合癥和帕金森綜合征產生，進而影響項目進度。由此可見，緩沖區大小的研究對于基于關鍵鏈的項目進度管理十分重要。

剪切粘貼法是將最保險的時間減去最有可能的工序時間得到安全時間，將任務鏈中的安全時間全部相加，然后取其和的一半作為緩沖區。即

式中，Dij是保守估計的工序工期；dij是最有可能的工序工期。

剪切粘貼法的優點是簡單易掌握，緩沖區長度和任務鏈長度呈線性。但對于所有情況的處理方法都過于一致，難以適用于新技術、新工藝帶來的差異化管理。針對新技術間的差異化，在剪切粘貼法的基礎上，改進緩沖區大小的計算。即

(1)

(2)

(3)

該方法對新技術的緩沖時間估算做出了區別對待，分別是新技術在關鍵鏈上時，采用90%置信水平和70%置信水平差值的3/4作為緩沖大小；新技術在非關鍵鏈上時，采用90%置信水平和60%置信水平差值的1/2作為緩沖大小。成熟技術采用的是，90%置信水平和50%置信水平差值的1/2作為緩沖大小。

1.3 緩沖區的管理

關鍵鏈法對于項目的監控重點在于對緩沖區的監控和管理。通常來講，緩沖管理會根據緩沖的消耗情況對項目進行監管。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，表示任務的執行遇到了困難，項目管理者需要檢查問題發生的原因，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。

2 關鍵鏈法在發動機生產線項目中的應用

2.1 項目資源與設置

以發動機生產線項目中某設備安裝工程為實例進行分析，應用關鍵鏈法，考慮新工藝、新方法應用過程中的差異化，實現差異化的緩沖區設置，進而實現多項目的管理優化。發動機生產線項目的設備安裝工程活動共有11項，各工作的前后關系及持續時間見表1。

表1 發動機生產線項目設備安裝的工作活動表

表1中，工作名稱代表了每個工序的大致工作內容；代號是每道工序的簡稱；緊前工作代表了各個工序之間的關系；估計時間分別排列了50%置信水平的完工時間，60%置信水平的完工時間，70%置信水平的完工時間以及90%置信水平的完工時間。

發動機生產線項目設備安裝工程的項目活動各工作資源需求見表2。

表2 發動機生產線設備安裝的各工作資源需求表

表2中，工作名稱代表了每個工序的大致工作內容，代號是每道工序的簡稱，所需專業人員a(人數)代表專業人員a的人力資源需求，所需專業人員b(人數)代表專業人員b的人力資源需求。其中，專業人員a總共3人，專業人員b總共3人。

資源緩沖的長度設置為取資源準備所需時間加7d。資源緩沖預警的設置分別在時間段的100%預警一次，50%預警一次，20%預警一次，10%預警一次。當資源緩沖時間被消耗殆盡時，不管手頭上的工作是否做完，都必須將資源調配到關鍵鏈的工序上，以確保關鍵鏈不受影響。

2.2 緩沖區設置與項目網格繪制

(1)繪制項目網絡。結合表1和表2中發動機生產線項目設備安裝中項目和資源列表，繪制項目網絡圖，確定項目工序以及各工序所需資源類型和數量，見圖1。

圖1 項目網絡圖

(2)考慮各項目之間的關聯關系以及資源配置需求情況，合理地設置緩沖區。增加緩沖區后的項目網絡圖見圖2。

圖2 增加緩沖后的網絡圖

2.3 項目管理計算與分析

發動機生產線項目設備安裝的關鍵鏈為：B—A—C—J—I—K。通過圖1和圖2的管理網絡圖，帶入項目緩沖計算公式(式(1)～式(3))可得，發動機生產線項目設備安裝工程的項目緩沖期為10.5d。項目匯入緩沖周期分別為：FB1為4.5d；FB2為4.5d；FB3為1.5d。

由此根據關鍵鏈法計算的項目進度總時間為33.5d，而根據關鍵路徑法所得的項目進度總時間是46d，可知基于關鍵鏈法的項目管理方法可以使發動機生產線項目設備安裝工程的項目進度縮短27%，極大地提高項目管理效率。同時，關鍵鏈法充分考慮了安全時間，并且對項目中的瓶頸工序進行了比較全面的保護，這包括項目緩沖、匯入緩沖和資源緩沖，從而可以使項目進度的管控更加科學合理。

3 結語

本文針對發動機生產線項目過程中的新技術應用和多項目管理問題，采用基于剪切粘貼法的緩沖區設置方法，解決了發動機由于采用新技術、新工藝等帶來的管理差異性問題，對不同的新技術和新工藝區別分析；同時基于關鍵鏈的分析方法，建立了新技術下的緩沖區網絡圖，并進行了實際案例的分析和計算。案例分析結果表明，提出的基于剪切粘貼法的緩沖區設置關鍵鏈管理方法，可以有效地實現發動機生產線多項目進度控制，并使整個項目周期縮短27%，大大提高項目管理效率。這些都為今后發動機生產線項目過程中新技術應用的進度控制，提出了新的方法和思路。

[1]艾利·高德拉特.關鍵鏈[M].羅嘉穎，譯.北京：電子工業出版社，2006.

[2]Leach L P. Critical chain project management[M].Norwood：Artech House Professional Development library,2000.

[3]楊小平，高攀.關鍵鏈項目管理時間緩沖的定量研究[J].上海管理科學,2012,34(3):62-66.

[4]賈靜.關鍵鏈項目管理方法中設置緩沖的新思路[J].項目管理技術,2011,9(3):30-33.

[5]楊琴，李金奇，廖斌.關鍵鏈上可被部分替代的受限資源動態調度[J].工業工程,2013,16(3):72-76，88.

[6]李蘇.關鍵鏈法在汽車線束加工項目進度計劃中的應用[J].項目管理技術,2012,10(11):115-118.

[7]閆文周，劉振超，任格葉.關鍵鏈的隨機性及在工程項目工期優化中應用研究[J].西安建筑科技大學學報(自然科學版),2015,47(4):609-611.

[8]趙振宇，游維揚，呂乾雷.工程項目進度計劃編制的關鍵鏈法研究[J].鐵道工程學報,2009,26(5):98-102.

[9]李波，翁東風，韋灼彬.工程進度控制關鍵鏈法應用分析[J].工程管理學報,2012,26(3):71-74.

[10]李俊亭，王潤孝，楊云濤.基于資源沖突調度的關鍵鏈項目進度研究[J].西北工業大學學報,2010,28(4):547-552.

[11]崔南方，劉娟.基于Project 2003的關鍵鏈啟發式算法[J].工業工程與管理,2009,14(3):60-64.

[12]李俊亭.關鍵鏈項目緩沖區對網絡計劃技術的影響及設定研究[J].項目管理技術,2016,14(1):30-34.PMT