基于關(guān)鍵鏈技術(shù)在座椅項(xiàng)目進(jìn)度管理中的應(yīng)用研究

吳先林 王洪超 李璐俊

摘要：基于某主機(jī)廠座椅新項(xiàng)目開發(fā)的實(shí)際情況，總結(jié)傳統(tǒng)的CPM方法帶來的問題，提出引入新的計(jì)劃進(jìn)度管理方法——關(guān)鍵鏈技術(shù)，通過考慮資源約束和設(shè)置緩沖優(yōu)化，對座椅項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃管理的改進(jìn)探索。對比CPM方法效果表明，關(guān)鍵鏈技術(shù)能夠更科學(xué)的制定座椅項(xiàng)目計(jì)劃并實(shí)現(xiàn)進(jìn)度優(yōu)化的目標(biāo)。

Abstract： This paper summarizes the problems caused by the traditional CPM methods based on the actual situation of the new project development of seats in a factory， and introduces a new planning schedule management method - critical chain project management， which improves the schedule management of seat project by considering the resource constraints and setting buffer management. Compared with the traditional CPM method， the critical chain technology can make more scientific seat plan and achieve the goal of progress control.

關(guān)鍵詞：CPM;關(guān)鍵鏈技術(shù);緩沖優(yōu)化

Key words： critical path method;critical chain project management;buffer sizing

中圖分類號：U468;F273 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）07-0075-04

0 ?引言

當(dāng)前汽車市場環(huán)境快速變化且競爭愈發(fā)激烈，在當(dāng)前汽車行業(yè)低速增加的情況下，各大自主品牌汽車面臨著巨大的競爭壓力，一方面壓力來自合資品牌和外資，另外一方面來自國內(nèi)其他自主品牌;為了使整車座椅品牌在市場上取得競爭力，各大主機(jī)廠整車座椅項(xiàng)目不斷的壓縮開發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量需求和控制開發(fā)成本，這給座椅項(xiàng)目管理人員帶來非常大的挑戰(zhàn)，通過運(yùn)用傳統(tǒng)的CPM項(xiàng)目管理方法，少數(shù)座椅開發(fā)項(xiàng)目在一定程度上起到縮短了開發(fā)周期和降低了成本，也保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。但是由于CPM只考慮邏輯關(guān)系，未考慮在實(shí)施過程中多任務(wù)情況下的資源約束和人的行為因素影響，導(dǎo)致大部分項(xiàng)目存在開發(fā)周期延誤和成本超支情況。因此，傳統(tǒng)的CPM項(xiàng)目管理方法已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代項(xiàng)目進(jìn)度管理的需求。

于是我們結(jié)合某主機(jī)廠的座椅項(xiàng)目實(shí)際研究情況，針對該項(xiàng)目研究過程中遇到的問題，對國內(nèi)外先進(jìn)的項(xiàng)目進(jìn)度管理方法進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)外許多學(xué)者在對一種新的管理方法-關(guān)鍵鏈[1]技術(shù)（Critical Chain Project Management，CCPM）進(jìn)行研究，謝會超[2]、胡國峰[3]、沈敏圣[4]等分別將關(guān)鍵鏈技術(shù)應(yīng)運(yùn)到造船企業(yè)、核電項(xiàng)目、科研項(xiàng)目管理中，尤其在緩沖優(yōu)化進(jìn)行改進(jìn)，并且在進(jìn)度管理方面取得了不錯的成績。因此，本文嘗試使用關(guān)鍵鏈技術(shù)進(jìn)行在座椅項(xiàng)目進(jìn)度管理中使用研究。

1 ?關(guān)鍵鏈技術(shù)理論

關(guān)鍵鏈技術(shù)是由色列物理學(xué)家高德拉特博士于1997年的《關(guān)鍵鏈》一書中提出的，關(guān)鍵鏈技術(shù)是基于約束理論[5]（Theory of Constraints，TOC），在考慮資源約束問題和其他不確定問題的基礎(chǔ)上，從項(xiàng)目整理進(jìn)度控制出發(fā)，通過關(guān)鍵鏈識別、緩沖區(qū)設(shè)置和緩沖監(jiān)控來控制項(xiàng)目進(jìn)度的方法。其中緩沖區(qū)設(shè)置是CCPM管理的核心，它通過管理存在于各個項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)中的安全時間，以緩沖（Buffer）的形式進(jìn)行集中優(yōu)化管理。緩沖分為項(xiàng)目緩沖（Project Buffer，PB）、輸入緩沖（Feeding Buffer，F(xiàn)B）、資源緩沖（Resource Buffer，RB）3 種形式[1]。

2 ?關(guān)鍵鏈技術(shù)管理模型建立

根據(jù)關(guān)鍵鏈技術(shù)的核心，建議關(guān)鍵鏈項(xiàng)目進(jìn)度管理模型如圖1所示，確定關(guān)鍵鏈技術(shù)進(jìn)度管理的基本步驟如下：

①通過項(xiàng)目WBS進(jìn)行分解，繪制網(wǎng)路圖，計(jì)算未考慮資源限制的關(guān)鍵線路;

②分析當(dāng)前項(xiàng)目有限的資源情況，根據(jù)項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)的優(yōu)先級別，將存在資源沖突并行節(jié)點(diǎn)改為串行，直到所有并行節(jié)點(diǎn)無資源沖突情況為止，選取最長的線路作為關(guān)鍵鏈;

③應(yīng)用改進(jìn)后的緩沖計(jì)算方法計(jì)算PB、FB和RB，消除安全時間，得到項(xiàng)目計(jì)劃;

④根據(jù)關(guān)鍵鏈的項(xiàng)目計(jì)劃進(jìn)行項(xiàng)目進(jìn)度控制，通過設(shè)置緩沖區(qū)管理，實(shí)時監(jiān)控緩沖消耗情況，并根據(jù)消耗情況采取對應(yīng)措施，保障項(xiàng)目進(jìn)度目標(biāo)，直至項(xiàng)目順利結(jié)束;

⑤若項(xiàng)目緩沖區(qū)消耗過度，可預(yù)見無法通過相應(yīng)措施予以彌補(bǔ)，則根據(jù)反饋情況進(jìn)行關(guān)鍵鏈修正，形成新的關(guān)鍵鏈計(jì)劃。

3 ?基于改進(jìn)后的緩沖計(jì)算新方法

考慮到項(xiàng)目實(shí)施過程中50%法和根方差法實(shí)際操作存在一定的缺陷，容易造成估計(jì)的緩沖區(qū)大小不能有效解決鏈路中項(xiàng)目延期的情況。例如，50%法和根方差法要求項(xiàng)目工序的節(jié)點(diǎn)相互獨(dú)立且都服從正態(tài)分布。但是，在到實(shí)際項(xiàng)目中會存在資源沖突的情況，那么并行工序的鏈路上可能會存在延期風(fēng)險，因此緩沖時間應(yīng)該放大些;考慮到管理者經(jīng)過有一點(diǎn)的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)后，認(rèn)為項(xiàng)目一定要比原來的項(xiàng)目緩沖時間短，但是未考慮實(shí)際情況項(xiàng)目的復(fù)雜程度和高估開發(fā)人員的技術(shù)能力，可能導(dǎo)致項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)緩沖過小。鑒于此，為了改進(jìn)方法的不足，這里提出綜合考慮項(xiàng)目資源緊張度、項(xiàng)目復(fù)雜度、項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)持續(xù)時間比例、位置系數(shù)和供應(yīng)商能級（開發(fā)人員的技術(shù)能級）情況下，采用改進(jìn)法對緩沖區(qū)的大小進(jìn)行估算，定義了緩沖計(jì)算的一種新方法。

3.1 資源緊張度

其中，Rt為項(xiàng)目在t時段資源供應(yīng)限量，rkt為在t時段執(zhí)行的工序k所需的資源量，m 為在 t 時段執(zhí)行的工序總數(shù)，STi和Di分別為工序i的開始時間和節(jié)點(diǎn)。αi表示工序i 的資源緊張程度。

3.2 項(xiàng)目復(fù)雜度

用Np和RT分別表示工序所在鏈路上工序的緊前關(guān)系數(shù)和鏈路上的工序總數(shù)，則項(xiàng)目的復(fù)雜度可用下式表示：

3.3 項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)持續(xù)時間比例

項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)持續(xù)時間比例（P）若一個工序的持續(xù)時間較長，則說明該項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)對進(jìn)度的影響較大，因此也應(yīng)該考慮配予較多緩沖。

3.4 位置系數(shù)

任務(wù)的不確定性與任務(wù)在項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃中所處的位置有一定關(guān)系，一般而言，距離現(xiàn)在越遙遠(yuǎn)的事務(wù)越難預(yù)測，因此距離項(xiàng)目開始時間越遠(yuǎn)的任務(wù)不確定性越大;反之，距離項(xiàng)目開始時間越近的任務(wù)不確定性越小。

本文計(jì)算緩沖區(qū)時加入位置權(quán)數(shù)δi，通過δi值來反映任務(wù)由于在項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃中所處的位置差異而表現(xiàn)出來的不同的不確定性。位置權(quán)數(shù)的計(jì)算如下：

I——各項(xiàng)任務(wù)的時間中點(diǎn)與項(xiàng)目開始時間的距離;

L——項(xiàng)目的時間長度，即關(guān)鍵鏈開始時間到關(guān)鍵鏈結(jié)束時間之間的距離。

3.5 供應(yīng)商能級

這里的供應(yīng)商能級主要是指開發(fā)人員的技術(shù)能力，開發(fā)人員的技術(shù)能力直接影響到開發(fā)時間進(jìn)度，能力強(qiáng)的人需要的時間周期短，能力相對弱的人需要的時間長，供應(yīng)商能級根據(jù)專家打分或者是以往項(xiàng)目合作作為參考，如表1所示。

根據(jù)上面分析，在綜合考慮資源緊張度αi、項(xiàng)目復(fù)雜度βi、項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)持續(xù)時間比例Pi、位置系數(shù)δi、供應(yīng)商能級k、每個項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)i所消減的安全時間Δti可以計(jì)算每條鏈路上的緩沖區(qū)大小，鏈路緩沖時間估計(jì)如下式所示：

4 ?某座椅項(xiàng)目計(jì)劃案列研究

4.1 項(xiàng)目介紹

以某主機(jī)廠整車臨時新增座椅項(xiàng)目開發(fā)需求為例，該項(xiàng)目有如下特點(diǎn)：①時間緊：座椅開發(fā)的時間周期只有19個月，共計(jì)502天，而座椅正常開發(fā)周期需要24個月，無形中壓縮了5個月的開發(fā)周期，無論是從開發(fā)難度還是開發(fā)時間都給予座椅的開發(fā)團(tuán)隊(duì)帶來非常大的挑戰(zhàn);②多部門合作接口多：造型、工程、SVE、采購、財(cái)務(wù)、物流、質(zhì)量、ME、供應(yīng)商等組成，涉及開發(fā)部門眾多，導(dǎo)致接口關(guān)系復(fù)雜，實(shí)施管理困難;③工作任務(wù)交叉多：座椅各子零件（骨架、塑料件、發(fā)泡、面套、電器等相關(guān)零件）并行同步開發(fā)，現(xiàn)場工作串并結(jié)合，工作任務(wù)交叉多，計(jì)劃調(diào)度困難大。

4.2 實(shí)例分析

4.2.1 繪制網(wǎng)絡(luò)圖

按照座椅開發(fā)WBS分解，梳理出各節(jié)點(diǎn)的持續(xù)時間及相互邏輯關(guān)系，列出項(xiàng)目工作列表（如表2所示）。

根據(jù)列表畫出該子任務(wù)網(wǎng)絡(luò)圖（如圖2所示），可以得到項(xiàng)目的關(guān)鍵線路為：A-C-D-E-F-H-I-J-K-L-M-O-P-S-V-W-X-Y，運(yùn)用關(guān)鍵路徑法，并且未考慮資源限制的條件下，537天的零件產(chǎn)品開發(fā)周期無法滿足該項(xiàng)目給出的502天的開發(fā)時間要求。

4.2.2 考慮資源沖突設(shè)置緩沖

為了防止不確定因素的影響，運(yùn)用關(guān)鍵鏈進(jìn)度管理方法在項(xiàng)目末尾引入PB，并且在非關(guān)鍵工作匯入關(guān)鍵工作的入口處引入FB，從而形成設(shè)置緩沖區(qū)的關(guān)鍵鏈網(wǎng)絡(luò)圖。設(shè)置緩沖區(qū)后的關(guān)鍵鏈網(wǎng)絡(luò)圖，如圖3所示。

4.2.3 計(jì)算緩沖區(qū)大小

根據(jù)公式（1）～（4）計(jì)算得出資源緊張度、項(xiàng)目復(fù)雜度、項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)持續(xù)時間比例、位置系數(shù)和供應(yīng)商能級，如表3所示。

根據(jù)公式（5）計(jì)算得出PB和FB：

運(yùn)用本章優(yōu)化后的關(guān)鍵鏈緩沖計(jì)算管理方法，計(jì)算得出的G90座椅項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)是494.8天。比起項(xiàng)目給出的目標(biāo)時間503天提前了8天時間，相比于傳統(tǒng)的關(guān)鍵路徑法的537天提前了42.2天，滿足項(xiàng)目進(jìn)度同時也保證了產(chǎn)品的質(zhì)量;本論文通過方法的優(yōu)化，充分的驗(yàn)證了采用改進(jìn)后的關(guān)鍵鏈技術(shù)是可行的，為企業(yè)的項(xiàng)目進(jìn)度管理帶來非常重要意義。

4.2.4 設(shè)置緩沖區(qū)監(jiān)控

首先將緩沖區(qū)分為三個相等的區(qū)間，然后在緩沖區(qū)中設(shè)置三個預(yù)警指針，即藍(lán)色預(yù)警指針（0、1/3）、黃色預(yù)警指針（1/3、 2/3）和紅色預(yù)警指針（2/3、 1）。當(dāng)任務(wù)鏈的緩沖消耗還沒有達(dá)到1/3 時，通常認(rèn)為任務(wù)可控，保持觀察即可，無需制訂預(yù)案; 當(dāng)緩沖消耗到達(dá)1/3與 2/3 之間時，表示任務(wù)的執(zhí)行遇到了困難，項(xiàng)目管理者需要檢查問題發(fā)生的原因，并制訂相關(guān)預(yù)案;當(dāng)消耗大于2/3時，說明項(xiàng)目遭遇了嚴(yán)重的問題，需立刻采取行動。

5 ?總結(jié)

本文結(jié)合座椅項(xiàng)目的運(yùn)用，將改進(jìn)后的CCPM與傳統(tǒng)的CPM進(jìn)行比較，可以明確的知道，①CCPM制定的計(jì)劃周期比CPM短;②CCPM考慮了資源約束和不確定因素，避免項(xiàng)目開發(fā)過程中的資源沖突，更加符合實(shí)際情況;③CCPM通過緩沖區(qū)設(shè)置和建立建立監(jiān)控體系，在全局把控上更加合理。

總之，CCPM很好地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)CPM的理論缺陷，從理論和實(shí)際上解決了座椅項(xiàng)目中資源因素和不確定導(dǎo)致進(jìn)度延期的問題，為類似座椅項(xiàng)目的進(jìn)度管理提供了新的解決辦法，值得在新的座椅開發(fā)項(xiàng)目中推廣使用。當(dāng)然，本文只是某企業(yè)對關(guān)鍵鏈技術(shù)進(jìn)行了研究，其他企業(yè)的開發(fā)模式不同是否適合在其它企業(yè)中應(yīng)用尚需進(jìn)一步研究。

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