關(guān)鍵鏈法在汽輪機通流改造項目進度管理中的應(yīng)用

王力華

摘 要：為解決燃煤機組汽輪機通流改造項目實施過程中進度拖期嚴(yán)重的問題，采用關(guān)鍵鏈的方法系統(tǒng)的對項目進度計劃進行優(yōu)化和分析，制定基于資源約束的項目進度計劃，并采用蒙特卡洛方法進行大量的模擬仿真驗證。結(jié)果表明，關(guān)鍵鏈方法應(yīng)用在此類項目中更有優(yōu)勢，可以有效的縮短工期，保證項目及時完工。

關(guān)鍵詞：關(guān)鍵鏈法;汽輪機

隨著社會對生態(tài)文明建設(shè)的要求越來越高，國家對燃煤發(fā)電機組的供電煤耗提出了更高的要求。汽輪機通流改造項目就是通過對燃煤機組汽輪機通流部分進行重新設(shè)計、更換，升級改造為出力效率高、煤耗更低的機組，近年來發(fā)展十分迅速，未來一段時間也將保持平穩(wěn)的數(shù)量，但是在進度管理過程中存在著一定的困難，用傳統(tǒng)的進度管理方法已不能滿足項目建設(shè)要求，亟須改進以適應(yīng)市場需求。

目前國內(nèi)關(guān)鍵鏈項目進度管理研究主要圍繞幾個方面，首先是關(guān)鍵鏈的識別與確定，第二個方面是對緩沖區(qū)設(shè)置的研究，另外還有一些學(xué)者對多項目多資源配置條件下的關(guān)鍵鏈管理研究。關(guān)鍵鏈項目管理中的關(guān)鍵鏈不僅考慮項目活動之間的相互關(guān)系，還考慮項目活動的資源約束[1]。

關(guān)鍵鏈的方法起源于國外，在實際應(yīng)用領(lǐng)域也有一定的創(chuàng)新和實際應(yīng)用，但是對關(guān)鍵鏈的批評者也不是沒有，他們認(rèn)為在對資源平衡基于特別關(guān)注的前提下，CCPM技術(shù)要么與眾多類型的項目不配套，要么就是對已深入理解的進度編制技術(shù)的簡單再概念化[2]。雖然CCPM為項目進度編制增加了規(guī)范性，但是在公司項目群中應(yīng)用這種技術(shù)的方法并不詳細(xì)。它似乎只在項目的基礎(chǔ)上獲得了收益，但在大型項目水平上的有用性并沒有得到證明[3]。

1 電站汽輪機通流改造項目進度管理現(xiàn)狀分析

1.1 通流改造項目進度管理現(xiàn)狀

一般來講，電站汽輪機通流改造項目的建設(shè)規(guī)模較大，建設(shè)周期較長，一般需要13～16個月，且普遍存在著項目管理水平低以及缺乏科學(xué)管理手段的現(xiàn)象，容易造成項目進度失控以及成本超支、資源浪費嚴(yán)重的現(xiàn)象發(fā)生。

通流改造項目的進度管理主要分為兩個部分：設(shè)備制造階段和施工階段。設(shè)備制造主要設(shè)備是汽輪機，由汽輪機制造廠負(fù)責(zé)，現(xiàn)場施工需進行施工招標(biāo)后確定施工分包單位，在設(shè)備生產(chǎn)制造的同時進行施工單位的招標(biāo)工作。設(shè)備制造階段又主要分為三個環(huán)節(jié)，部套設(shè)計環(huán)節(jié)、毛坯采購環(huán)節(jié)以及加工制造環(huán)節(jié)。

在項目的現(xiàn)場施工階段，影響施工順利推進的因素有很多，人力是否充足，工器具是否滿足，技術(shù)問題能否及時解決，安全、健康、環(huán)境因素的考量，天氣的好壞等都是影響施工進度的潛在因素。通流改造項目的現(xiàn)場施工工作與設(shè)備制造廠的部分設(shè)備的加工制造是交叉進行的，常常因為交叉作業(yè)的影響導(dǎo)致項目工期拖延。

1.2 電站汽輪機通流改造項目進度管理問題分析

根據(jù)以往項目的追溯分析，發(fā)現(xiàn)通流部分項目有80%的項目進度有延期，進一步分析發(fā)現(xiàn)，項目進度延期的主要原因大致為項目管理方面、設(shè)備生產(chǎn)制造方面和施工階段幾個方面的問題所致。

1）項目管理方面的問題：缺乏科學(xué)的管理理念和優(yōu)秀的管理團隊，工期安全因素考慮過多導(dǎo)致計劃工期過長，溝通協(xié)調(diào)不夠和溝通協(xié)調(diào)效率較低導(dǎo)致工期時間增加。

2）設(shè)備生產(chǎn)制造階段的進度問題：由于汽輪機主要設(shè)備的加工精度要求高、工藝復(fù)雜，為保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量，所有關(guān)鍵部套如轉(zhuǎn)子、高中壓內(nèi)缸、靜葉持環(huán)等均在汽輪機車間加工，當(dāng)多項目同時開工時就造成了機床設(shè)備、技術(shù)工人等資源的沖突，導(dǎo)致制造進度無法與項目進度計劃匹配。

3）施工階段的進度問題：施工階段影響項目進度的因素有幾點：設(shè)備交貨不及時，在關(guān)鍵工序開展時設(shè)備未及時到貨，導(dǎo)致后續(xù)工序停滯延期;施工工序設(shè)計不合理，現(xiàn)場管理混亂，輔線工期超過主線工期;交叉作業(yè)的影響，使得人力以及設(shè)備的不滿足;施工單位人力不足，準(zhǔn)備不充分，技術(shù)力量不足等。

2 電站汽輪機通流改造項目進度計劃制定

通過上一節(jié)的分析可知，在多分包方、多路徑、多資源約束這種復(fù)雜項目環(huán)境下，有效的識別出項目進度中的關(guān)鍵路徑是非常重要的。關(guān)鍵鏈法相對于關(guān)鍵路徑法的最大的區(qū)別就是更多的考慮資源的管理以及人為因素造成拖期的規(guī)避。

2.1 電站汽輪機通流改造項目分解

項目經(jīng)理依據(jù)以往項目的實際經(jīng)驗，并考慮各種可能的不確定因素，給出項目各工序的歷時估計，該估計有較高的安全裕度。通過設(shè)置WBS控制節(jié)點，得出一個典型通流改造項目WBS分解及進度計劃表。其中項目開始時間為2018年3月1日。

圖1為制造階段甘特圖，標(biāo)紅色的工序為關(guān)鍵路徑，制造階段關(guān)鍵路徑計劃工期為116天。

施工階段主要分為施工單位的招標(biāo)環(huán)節(jié)和現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)。圖2為施工階段甘特圖，圖中紅色任務(wù)為關(guān)鍵路徑，施工階段關(guān)鍵路徑計劃工期為117天。

從圖2和圖3可以得到，整個項目的關(guān)鍵路徑是制造階段工序4-8-12-16-17-18-19，施工階段工序20-21-22-23-25-26-27-30-32-33-34-35-36-37，項目的計劃總周期是233天。

2.2 對工序歷時的估計

關(guān)鍵路徑法中，團隊成員出于穩(wěn)妥起見，項目活動的歷時估計往往被人為的不成比例的延長，預(yù)留了過多的安全時間。由于每項活動的歷時估計并非均值估計，而是非對稱概率分布。為了適當(dāng)削減預(yù)留過多的安全時間，采用三點估計法。三點分別是：

To：活動樂觀歷時，由于本項目部分工序的特殊性，不能過度壓縮工期，所以取原估計歷時的50%，這樣才有較高的置信度，原估計歷時為項目經(jīng)理依據(jù)過去項目經(jīng)驗給出。

Tp：活動悲觀歷時，取原估計歷時的90%。

Tm：活動最可能歷時，參照往年類似項目活動歷時，通過項目部多個項目專家進行打分，得出工序的最可能歷時。

活動的歷時公式

期望

（1）

標(biāo)準(zhǔn)差

（2）

基于以上公式，得出如表2所示的各個時間估計值，本文制定關(guān)鍵鏈進度計劃時對歷時的估計主要針對施工階段。

2.3 基于關(guān)鍵鏈的項目進度計劃優(yōu)化及緩沖區(qū)的設(shè)置

關(guān)鍵鏈法以不確定的歷時估計和完成時間的形式聚合所有項目的風(fēng)險[4]，理論上項目的整體風(fēng)險由于聚合風(fēng)險的引入而降低了。

文獻[5]中彈性系數(shù)法依據(jù)PERT的三點估計為基礎(chǔ)，依據(jù)各活動相對延期可能性的大小，設(shè)置不同的彈性系數(shù)，根據(jù)彈性系數(shù)的不同，給予各活動時間不等的緩沖。項目緩沖為關(guān)鍵鏈上的各活動緩沖時間的和。具體實施步驟如下：

步序1：基于CMP方法，確定關(guān)鍵路徑，平衡資源后，確定關(guān)

鍵鏈。

步序2：基于PERT的三點估計法，考察Tm點與To、Tp兩點距離的遠(yuǎn)近，與To點越接近（與Tp點越遠(yuǎn)離），表明活動延期的可能性越小，即彈性系數(shù)越小，表達(dá)式如下;反之與To點越遠(yuǎn)離（與Tp點越接近），表明活動延期的可能性越大，即彈性系數(shù)越大。彈性系數(shù)用KB表示，公式如下：

（3）

步序3：將關(guān)鍵鏈上的各活動的緩沖時間聚合為項目緩沖，表示如下：

（4）

P表示關(guān)鍵鏈上工序的標(biāo)號集合;PB表示關(guān)鍵鏈上工序的緩沖時間之和;PBn表示關(guān)鍵鏈上第n項工序的緩沖;KBn表示關(guān)鍵鏈上第n項工序的彈性系數(shù)。

將非關(guān)鍵鏈上的同為串聯(lián)工序的緩沖時間聚合為支路緩沖，表示如下：

（5）

F表示非關(guān)鍵鏈上各組串聯(lián)工序的標(biāo)號集合;FB表示非關(guān)鍵鏈上各組串聯(lián)工序的緩沖時間之和;表示非關(guān)鍵鏈上各組串聯(lián)工序里第n項工序的緩沖;表示非關(guān)鍵鏈上各組串聯(lián)工序里第n項工序的彈性系數(shù)。

本文采用彈性系數(shù)法，由公式3計算得出通流改造項目施工階段的彈性系數(shù)，由公式（4）計算得出施工階段的項目緩沖：

由公式（5）計算得出施工階段的各支路緩沖為：FB1=1天：低壓缸解體;FB2=7天：發(fā)電機及勵磁機檢修;FB3=8天：汽門檢修;FB4=7天：低壓缸部分安裝。

將項目緩沖和匯入緩沖添加到項目各個工序中，得到了解除資源約束下的關(guān)鍵鏈項目進度甘特圖，項目總工期為如圖3所示。

從圖3中可以看出，加入緩沖后關(guān)鍵鏈項目進度計劃總工期為229天，施工階段工期為97天。關(guān)鍵進度計劃相比于傳統(tǒng)的關(guān)鍵路徑進度計劃方式匯聚了項目的不確定，減少了安全時間的浪費。

3 仿真計算與結(jié)果分析

運用蒙特卡洛的方法對上一章節(jié)關(guān)鍵鏈分析的可靠性、穩(wěn)定性進行仿真和驗證，本章節(jié)僅對施工階段進行仿真。

3.1 蒙特卡洛模擬

假設(shè)關(guān)鍵鏈上每一項單獨的活動的歷時均相對獨立，且符合正態(tài)分布由于活動的歷時是離散的，所以其概率以數(shù)值出現(xiàn)的頻度近似代替。本項目根據(jù)隨機變量的函數(shù)式，計算目標(biāo)值后，得到500組項目完成歷時。最大值為89天，最小值為72天。對完成歷時從小到大出現(xiàn)的次數(shù)進行統(tǒng)計，將得到的次數(shù)除以500，得到各個歷時的概，然后計算累積概率。

圖4 累積分布函數(shù)圖

如76天，在500組模擬中共出現(xiàn)32次，則其概率為32/500=0.064，表示如果76天完成項目，概率是6.4%。它的累積概率是將項目歷時不大于76天的各個歷時的概率相加，表示項目在76天內(nèi)（含76天）完成的概率，其值為14.6%。出現(xiàn)概率和累積概率分布函數(shù)的圖像如圖4所示。

由圖4可見，隨著項目歷時的增加，完成項目的概率也在增加，當(dāng)項目歷時85天，完成項目的概率已經(jīng)達(dá)到99%，當(dāng)項目歷時89天時，完成項目的概率可以達(dá)到100%。

3.2 結(jié)果分析

本項目在應(yīng)用關(guān)鍵鏈法之前，項目的計劃完成時間依賴于關(guān)鍵路徑上的歷時，施工階段的歷時為關(guān)鍵路徑上的活動歷時的總和，為117天，應(yīng)用關(guān)鍵鏈法加入緩沖后施工階段的工期為97天。根據(jù)項目歷時的累計概率運用蒙特卡洛模擬得出整個項目在歷時89天時完成概率達(dá)到了100%，比關(guān)鍵路徑法縮減28天，工期壓縮23.9%，比加入緩沖后的關(guān)鍵鏈計劃縮減了8天。

4 結(jié)語

本文通過關(guān)鍵鏈進度管理方法與汽輪機通流改造類項目的特點高度結(jié)合運用，實證研究了關(guān)鍵鏈理論在解決汽輪機通流改造項目建設(shè)過程中的進度矛盾，提升了工作效率，減少了項目工期，降低了人力成本。

從筆者多年工作的實際出發(fā)，項目進度管理的方法應(yīng)更多的著眼于整個系統(tǒng)的可控、穩(wěn)定以及管理的有效性，切實有效的管理方法應(yīng)通過逐步的摸索、實踐逐步推廣到項目管理過程中，要全員參與，整體提升管理意識。理論的研究與實際的應(yīng)用應(yīng)該互相推動、互相促進，才能夠讓我們的管理水平逐步提升，使得好的管理方法為我們的企業(yè)管理服務(wù)。

參考文獻

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