建筑企業多項目可更新資源優化配置及方法

李星花，周 嫻

(長沙理工大學交通運輸工程學院，湖南 長沙 410114)

0 前 言

建筑企業作為以項目形式運行的企業，隨著建筑企業的發展，企業逐漸從單項目管理轉變為多項目管理，使得企業不得不面對多項目環境下的協調問題，在多個項目間優化配置企業有限的資源，基于企業全局的角度來降低項目的成本、縮短項目的工期，以更好地實現企業的戰略目標，然而目前國內外對于建筑企業多項目資源配置的研究還比較有限。楊欣[1]在對建筑企業人力資源的探討中提到建筑企業存在人力資源緊缺與浪費并存的現象，提出建筑企業在人力配置上才矩陣管理和競聘上崗的模式，使得項目經理能夠從企業不同部門調取人力，從而減少人力資源的閑置，優化企業人力資源的配置。孫磊[2]建立了以關鍵鏈項目管理理論為基礎建立模型，以建筑公司的案例驗證了人力資源優化配置后能夠有效解決多項人力資源的沖突。文獻[1-2]均以人力資源為研究對象進行多項目資源配置的研究，這與建筑企業實際面臨的多項目管理下所遇到的資源配置優化并不完全符合，并不能很好解決建筑企業的問題。仲勇等[3]在對資源配置的研究中，考慮了項目特征及資源類別的因素，基于系統動力學進行建模和仿真，提出資金是貫穿項目最重要的資源，決定著物料和勞動力的使用，資金的安排必須對其余資源統籌平衡，不能把資金和其他資源定義為一組獨立隨機變量進行建模和研究。其研究雖是以大型建設項目為對象，但對于資源配置中資源類別及資源之間的關系為多項目資源配置的研究仍有很好的借鑒意義。朱翀[4]針對多項目管理中的關鍵資源沖突問題，加入考慮引入外協，以項目總成本最低和多項目工期最短為目標進行建模，并用改進的NSGA-II算法進行優化求解，提高了多項目管理的效率。文獻[3-4]對于多項目資源配置的研究多集中于模型算法的研究，而缺乏關注建筑企業資源特點的分析，本文通過對建筑企業多項目資源配置目標、約束條件以及資源分類等分析的基礎上，提出了多項目資源配置的方法，給建筑企業多項目資源配置提供借鑒。

1 多項目配置問題分析

建筑企業的任何一個項目都需要進行一系列的具體任務，這些任務之間一般都存在一些邏輯關系，如一些任務的執行需要完成一定的緊前任務。同時，各項任務的實施又要受特定資源有限性的約束。項目調度就是通過有效地分配有限種類、有限數量的資源，恰當地安排各項任務的執行時間，從而實現對一個或多個目標的優化。

1.1 多項目資源配置的目標

建筑企業中資源成本占據很大的比重，資源通常作為約束條件進行考慮，目前以資源類目標進行研究的文獻還比較少，主要有兩類[5]。

1)第一類目標是資源成本，即在不超過各個項目的工期要求下，對可更新資源的優化配置使得多項目資源總成本最小。

2)第二類則是在資源一定的條件下，不考慮資源成本問題的優化資源使用，即資源均衡問題：在滿足項目工期的限制下，設計一個可行的項目進度計劃，盡可能的均衡各類資源的需求狀況。資源均衡問題的目標函數可以有多種，通常以資源需求波動水平最小為目標，采用各時段資源需求與平均需求偏差的平方和作為目標函數，也可以簡化為各時段資源需求的平方和。

1.2 多項目資源配置的約束條件

經典的項目調度問題通常包括兩類約束，一是各項任務之間存在的邏輯約束，例如修建一條公路，進行路面的鋪筑工作必須在路基完成之后進行；另一種是資源稀缺性造成的資源約束。

1.2.1 邏輯約束

建筑企業項目的一系列任務以及相互關系可以用網絡圖來表示，網絡圖中，每一個節點表示一個任務，箭線則表示任務之間的邏輯關系(如圖1所示)，其中節點2和節點3之間的箭線表示任務2完成以后任務3才可以開始，也就表示著任務2和任務3之間存在著優先關系，任務2為任務3的緊前任務，任務2的緊后任務是任務3，一項任務的緊前任務可以有多個，如任務5的緊前工作有任務3和任務4，也就是任務5必須在任務3和任務4完成后才能開始，同樣一個任務也可以有多個緊后任務，如圖1中的任務3。

圖1 一個項目的網絡計劃圖

通常情況下，為了方便資源配置算法，需要對項目網絡中的各節點依次編號，并且編號小的任務可以是編號大的任務的緊前任務，且編號大的任務不可以是編號小的任務的緊前任務。

1.2.2 資源約束

建筑企業多項目進行過程中，資源約束是非常重要的約束。建筑企業資源的類別多，如果對所有的資源進行研究，則會增加資源配置的復雜性，且過分細化的研究也會增加配置資源的成本。因此，對建筑項目的資源進行合理的分類研究是非常必要的。在項目管理領域的文獻研究中，由于研究的關注點和研究角度不同，對資源的分類也有所不同。根據對資源調度文獻的整理，項目資源基本上可以分為可更新資源、不可更新資源兩類[6]。

1)可更新資源。可更新資源是指資源被占用以后，隨著任務的結束又可以重新被釋放出來，不會隨著項目的進行而被消耗，例如固定的勞動力、一般的機器設備、場地、人力資源等。

2)不可更新資源。不可更新資源，是指消耗資源，通常應在項目啟動時就準備充分的消耗性資源，這種資源隨著項目的進展逐漸被消耗，例如建筑項目所需的各種原材料等就是不可再生資源。

2 多項目資源配置的方法研究

通過對多項目資源配置的目標以及多項目資源類別的分析，本文針對不同類別的資源進行分別考慮，分別設計不同的配置方法。

2.1 不可更新資源的分配方法

由于不可更新資源也就是消耗性資源如原材料等，資源隨著項目的進行逐漸消耗，因此，此類資源在多項目資源配置過程中應該準備充足，并且考慮建立一個資源共享庫。分配原則如下。

當同一時間段內，多個項目的多個任務的資源需求不存在沖突時，可將資源庫中的各種原材料資源分別分配給不同的任務。當不同任務資源配置存在沖突時，則按照各任的優先順序進行依次優先分配，同一項目間不同任務，關鍵鏈上的任務優于非關鍵鏈上任務，不同項目間的任務，則根據對項目工期影響最小為原則優先配置任務，例如，項目1中任務3和項目2中任務4同時需要從資源庫中獲得某種有限的資源，而由于預測失誤對此類資源的準備不足，如果優先配置給項目1中的任務3，則對項目2造成工期延誤4天，而優先配置給項目2中的任務4，對項目1的工期沒有影響或是延誤時間小于4天，那么選擇優先將資源分配給項目2中的任務4。

2.2 可更新資源的分配方法

在多項目環境下對可更新資源的合理配置比不可更新資源的配置更加復雜。可更新資源主要是指人力資源、施工設備，對于可更新資源而言，如果過分充足地將資源配置給所有的項目或者任務，則會大大增加多項目的資源成本，根據多項目的進度計劃制定合理的人力資源及設備資源的調配則可以大大減少多項目資源的成本，給建筑企業帶來更大的收益。

2.2.1 可更新資源的特征

考慮到施工設備資源在建筑施工總成本中所占比例較小，因此，本節主要對于可更新資源中的人力資源在多項目中配置方法進行研究。人力資源具有自我學習能力，即能夠通過自己或者別人的經驗中學習，不斷提高自己的能力，如施工人員在施工過程中隨著經驗的累積，施工效率會逐漸提高；自我激勵能力，即在得到重視和表彰時能夠發揮更大的能力和價值[7]。同時人的行為因素還包括Golddratt[8]在1977年提出的學生綜合癥，即時間不管定的多長，總是在完成時間到達時才開始努力，例如，老師布置給學生一個作業，原本是一周可以完成的，結果學生要求兩周再交作業，此時，如果老師同意學生的請求，那么多數學生會在第二周才開始寫作業，甚至拖延更多的時間，使得作業不能按時完成，或是在最后加班加點完成，造成完成作業效果不好。這就是人的本質心理因素，在項目中這種認為因素會導致項目任務的完工效率不高，甚至逾期。另外，還包括1958年社會學家提出的帕金森定律，在項目管理中的表現為：工作會自動膨脹占用完所有的時間，即所給的工作時間越充裕，完成一定任務所需的時間越長，直到占用完所有的時間。例如一個需要2小時的工作任務，在時間允許的情況下可能占滿半個工作日或一個工作日，也就是說帕金森定律會導致所有的富裕時間都被浪費掉了。

考慮到這些因素，建筑企業應該建立有效的激勵政策，調動勞動力的積極性，比如樹立以能為本的管理理念等，充分調動人員的工作熱情和專業開拓能力。

2.2.2 可更新資源的配置方法

建筑企業的人力資源存在著很大的差別，比如一些較容易被取代的普通施工人員和不容易被取代的項目經理是不能一概而論的。對于普通的勞動力由于其可替代性較強，該勞動力可以在不同的項之間進行調用，并且人員備用不足時可通過臨時聘用的可獲得力較高，因此，對于此類人力的配置不做具體的研究。

通常情況下，項目經理屬于稀缺資源，并且所有的項目經理由于工作經驗和知識儲備能力等的不同，其對項目的勝任力也不盡相同，如何進行合理、有效的配置以滿足各個項目的需求是非常重要的。基于此，可以將不同的項目和不同的人力資源進行分類，對人力資源的能力進行打分作為能力值得分[9]，然后根據不同項目規模及復雜性的不同進行分類，本文將項目規模分為三個等級，等級越高的項目規模越大，所需項目經理能力值對應也就越高。計算不同項目對應的項目經理能力值大小的需求，然后基于計算出的結果將項目經理分別分配給每個項目，且分配給每個項目的項目經理能力值應大于等于各項目所需項目經理能力值大小。

假設建筑企業不同能力值大小項目經理及其數量如表1所示。

表1 不同能力值得分的項目經理數量表

假設建筑企業在建項目各項目所需項目經理能力值如表2所示。

表2 不同規模項目對項目經理能力值的需求數量表

通過簡單的計算可得，建筑企業各個項目的項目經理配置結果如表3所示。

表3 建筑企業各個項目的項目經理分配情況表 單位：個

通過以上簡單的例子可知，通過提出對建筑企業在建項目進行分類以及對于建筑企業稀缺人才項目經理進行能力值賦值，計算各項目所需項目經理能力值，提出的方法使得建筑企業的20個項目經理恰好的分配給了三個項目，且滿足了多個項目對項目經理的需求，通過該定量分析，有效避免了定性分配造成的誤差，使得部分項目分配過多造成資源浪費，或是部分項目分配不足阻礙項目的順利進行。

3 結論與展望

本文通過對建筑企業多項目資源配置問題的分析和探討，首先對建筑企業資源配置問題進行分析，提出對建筑企業資源的一個分類，即將建筑企業資源分為不可更新資源和可更新資源，然后針對不同的資源選用不同的配置方法，對于不可更新資源提出建立一個資源共享庫，供多個項目共同選用；對于可更新資源則進行了主要的分析與對策研究，以項目經理為研究對象，提出對建筑企業的項目經理能力進行賦值，定量項目經理的能力，并對建筑企業多項目進行復雜性分類分為不同等級，定量項目對項目經理的能力值需求，然后根據能力值進行項目經理的配置，并通過一個假設的案例證明提出的方法能很好地解決建筑企業多項目中以項目經理為例的人力資源的配置問題。本文研究的不足之處在于，對于人力資源的賦值并未給出具體的計算方法以及如何確定建筑企業各項目所需項目經理能力值的方法，對此方面的研究可作為下一步的研究內容進行探索。