航天器分系統研制項目進度動態檢測方法研究

劉大禮、彭宏剛、李壩清、馬國輝、廖志波 /北京空間機電研究所

隨著我國社會和國民經濟各領域對各類型航天器需求的不斷增多，航天科研院所面臨的多型號并行研制的強度持續增大。北京空間機電研究所在已經實現航天光學遙感器分系統和回收著陸分系統研制項目進度管理信息化、動態化基礎上，基于里程碑浮時分析的動態進度檢測方法，通過科學、量化的分析實現對項目進度實時動態感知，提升了進度管理中對進度問題、進度風險、關重資源需求變動等的動態響應能力。

一、分系統研制項目進度檢測的要求

航天器分系統研制項目是典型的復雜裝備研制項目。隨著我國社會和國民經濟各領域對各類型航天器需求的不斷增多，核心分系統研制技術難度的不斷加大，研制過程中技術風險、質量風險等因素導致的進度不確定性更加突出。因此，對項目級和組織級進度管理的動態響應能力要求也越來越高，主要表現在：

在項目級進度管理方面，能夠及時掌握項目的進度、發現主線和輔線上的進度問題并快速采取糾正措施，動態把握項目的進度趨勢并制定專項計劃化解進度風險，動態上報關鍵資源需求和對外協單位的協調需求。

在組織級進度管理方面，能夠綜合多項目的進展，動態監測企業戰略目標的實現偏差，及時發現重大進度風險并指導化解風險，動態感知關鍵資源需求的變化并進行統籌，動態感知外部協作單位的配套風險并進行協調。

要滿足這些動態響應要求，首先要建立一種動態進度檢測方法，實時反映項目的進度狀態，其基本要求是：（1）能夠直觀反映項目進度管理情況、反映進度問題、進度風險、預測進度趨勢；（2）能夠直觀反映項目級和組織級的進度管理重點、難點及其完成情況、完成風險；（3）能夠全面反映從策劃、執行到完成全周期內項目進度的發展變化。

二、基于里程碑浮時分析的動態進度檢測方法

在項目管理中，進度檢測主要有掙值分析法和里程碑檢查法。掙值分析法適用于工作內容和流程固定、工期估算精確的項目，在建筑工程領域應用廣泛。它是在項目工作分解結構（WBS）的框架下，自上而下分解工作包，構建進度檢測體系，然后自下而上匯總工作包進展，得出項目進度的方法。里程碑檢查法是在項目的計劃流程網絡編制后，根據項目特點和項目管理要求在流程中設置有特殊重要性的標志性事件或者觸發某些工作啟動的觸發性事件，構建層次分明、相互關聯、彼此協同的里程碑事件構建進度檢測體系，然后按照清單進行檢查的方法。如果在項目實施過程中所有里程碑事件都能按進度完成，那么項目就一定能夠按時完成。

比較而言，掙值分析法面面俱到，計算精密，適用于單項目的進度分析和控制；里程碑檢查法方法簡單，提綱挈領，指向性強，適合時間風險具有高度可變性的研發項目，因而在客戶需求多樣、產品構成復雜、制造流程復雜、產品技術難度大、項目管理要求高的復雜裝備研制項目中廣泛應用。

根據航天器項目進度管理的要求和進度管理的實踐經驗，將進度管理事項、項目管理重點難點以及上級計劃節點設置為里程碑，并將里程碑與分系統的動態計劃流程網絡關聯，可以將對項目工作內容的檢測轉化為對里程碑的檢測，從而實現一種量化動態的進度檢測方法。

1.里程碑進度檢測模型

里程碑進度檢測模型如圖1 所示，圖中三角形表示里程碑，膠囊形狀表示任務作業，圓形表示節點，粗線表示關鍵路徑。模型以開展分系統研制的執行計劃流程網絡圖為基礎，通過設定里程碑，約束計劃流程在規定時間應完成的工作量。計劃流程采用緊前關系網絡圖法編制，通過研制活動的工期以及活動與活動、活動與節點之間的邏輯關系，全程、完整、清晰地表明研制任務的范圍和各項活動間的驅動關系。里程碑無工期，它設置在計劃流程中主線和輔線的關鍵路徑上，決定其緊前關鍵路徑上的最后一項任務作業或節點的最晚完成時間。里程碑與該任務作業或節點關聯“完成—完成”邏輯，這樣里程碑就與執行計劃流程密切關聯，并且里程碑之間也建立了內在的聯系。以圖1 中里程碑T1 為例，在T1 的要求完成時間進行檢查，若T1尚未完成，則說明T1 緊前路徑上M1、M2 發生了進度問題或者輔線A1 發生意外，后續M3 作業將推遲開始，導致T2、T3 都將推遲完成。若按推遲天數壓縮M4 和M5 的總工期，或者使M5 不等待M4 完成即提前開展，則T3 仍能夠按時完成。可見根據該模型，里程碑對任務作業的工期和邏輯極為敏感。因此，通過作業狀態更新和進度計算就可以使里程碑的狀態隨計劃流程中任務作業的完成情況、流程的調整而實時、動態變化，反映項目進度及偏差、問題并預測進度趨勢。

圖1 里程碑進度檢測模型示例圖

2.基于里程碑浮時分析的進度檢測方法

里程碑從設置到最終完成會形成3 種時間：一是完成不晚于日期，即要求里程碑必須完成的最晚日期，在設置里程碑時生成。完成不晚于日期始終不變，是進度管理的目標，也是檢查比較基準。二是計劃完成日期，是根據計劃流程網絡計算出來的里程碑預計完成的最早日期，通過進度計算更新。計劃完成日期動態變化，反映了進度趨勢。三是實際完成日期，即里程碑實際完成的日期，在里程碑確認完成時生成。實際完成日期是進度管理的結果。

通過統計固定的時段內里程碑的數量，可以得到時段內里程碑完成量，用來檢測項目在該時段內的進度。對一定時期內各時段的里程碑完成量加和，得到該時期內里程碑累計完成量，用來檢測項目在該時期內的進度，從項目開始到結束將里程碑累計完成量連起來，構成進度曲線，如圖2 所示。

單純依據是否完成進行數量統計，不考慮延期、按時、超前這些情況，會存在誤判。

以每15 天進行一次統計為例，一個要求1 日完成的里程碑延期到15 日完成，在統計中與按期完成并無區別；一個要求15 日完成的里程碑延期到16 日完成，在統計中視為延期15 天。統計的時間間隔越大，這種誤差越大，不利于準確分析進度問題和進度風險。

根據進度管理的有關理論，這里引入浮時分析方法，解決上面的問題。

浮時分析方法以里程碑或任務活動的總浮時為指標，實時動態監控項目進度。未完成里程碑的總浮時等于完成不晚于日期與計劃完成日期的差值，反映了里程碑緊前關鍵路徑上作業的總工期余量，并沿著后續關鍵路徑傳遞給后續里程碑，在關鍵路徑的最后一個里程碑上積累。已完成里程碑的總浮時（即延時）等于完成不晚于日期與實際完成日期的差值，反映了里程碑的緊前關鍵作業總的延期情況，并沿著后續關鍵路徑傳遞給后續未開始的里程碑。因此，項目進度管理中，根據總浮時就可以判斷當前進度、計劃安排是否符合目標預期，是否存在進度問題。

采用里程碑總浮時為依據的權重代替單純的計數，能夠將浮時信息引入進度曲線，使進度曲線對進度問題、進度風險的感知更為敏感。圖3 所示為階躍式浮時權重，圖中權重都大于零，避免因延期過長的里程碑不被統計而造成結論錯誤。

圖2 某分系統研制項目輔線進度曲線

單個里程碑的完成值為：里程碑的完成值=里程碑的浮時權重×篩選函數

這里篩選函數取值為0 或1，用于進行主線/輔線篩選。

基于里程碑浮時分析繪制的某型號分系統研制項目進度曲線如圖4、圖5、圖6 所示。

其中，目標里程碑完成量是各個時段（圖中為每15 天）應完成的里程碑數量，是各時段進度控制的基準。計劃完成量是各時段可能的完成值，實際完成量是各時段實際的完成值。目標進度曲線數據是各時點項目應達到的總進度，它是全年進度控制的基準，始終不變。實際進度曲線反映了截止到當前項目的實際進展，計劃進度曲線反映了在當前進展和當前計劃流程網絡下后續進度的趨勢。通過對全項目、主線、輔線的進度曲線和里程碑完成量柱狀圖進行分析，能夠獲知項目總的以及主線、輔線上準確的進展和趨勢。

圖3 總浮時及其權重

進展方面，圖4 中從年初到4 月的實際進度曲線明顯高于目標進度曲線，說明項目運行良好，但是4 月以后，實際進度曲線低于目標進度曲線，但高于計劃進度曲線，說明實際進度要好于預期，改善趨勢明顯。圖5 主線上實際進度曲線不低于目標進度曲線，說明主線進展正常。圖6 中實際進度曲線低于目標進度曲線，但高于計劃進度曲線，說明對輔線所采取的糾偏措施效果明顯，輔線進度問題正在逐步緩解。

趨勢方面，圖4 中從4 月起計劃進度曲線明顯偏離目標進度曲線，說明項目存在進度問題，但9月30 日及以后的計劃完成量和目標完成量相等，說明項目后期無進度問題和進度風險，能夠按時完成。圖5 主線上計劃進度曲線與目標進度曲線一致性高，說明主線未受輔線進度延期的影響，無進度風險，能夠按期完成。圖6 中輔線進度問題在4 月發生，預計到9 月末才能解決，比目標推遲1 個月完成。綜合分析可知，該項目總體進展良好，能夠在11 月底按時完成。在實際項目進度管理中，一般遵照“輔線等待主線”的要求提前開展輔線研制工作，這是輔線延期但未影響主線工作的根本原因。若輔線未提前開展或發生超出余量的重大進度問題，則圖 4 中主線上計劃進度曲線與目標進度曲線在后期也會呈現相應的偏離。

圖4 某分系統研制項目進度曲線

與圖2 相比，圖6 輔線進度曲線能夠直觀反映出輔線存在的進度問題，并將里程碑是否延期準確顯示出來，有利于定位進度問題的起因。

增加更多的篩選函數，可以實現對管理重點、難點的分析。圖7 反映了該項目中主線上標記為上級節點的里程碑分布和完成情況，可見6 月30 日以前上級節點提前或按時完成，后續上級節點預計能夠按時完成。

總的來說，利用浮時對計劃網絡實際進展和未來趨勢的敏感性，基于里程碑浮時分析的進度檢測方法能夠動態量化反映項目進展及后續趨勢，能夠靈敏感知進度問題。該方法對計劃網絡的固定性無要求，能夠適應航天器分系統研制不確定因素多、計劃流程網絡頻繁調整的實際，計算簡單，能夠實時圖形化呈現，能夠根據管理需要對里程碑進行篩選，是一種有效的指導項目進度管理工作的工具。為了彌補進度曲線不能反映具體里程碑信息的不足，可使用數據穿透功能展示相關柱狀圖所代表的里程碑名稱以及完成不晚于、計劃完成、實際完成時間和浮時等信息。

圖5 某分系統研制項目主線進度曲線

圖6 某分系統研制項目輔線進度曲線

三、動態進度檢測方法的實施和應用

動態進度檢測方法對計劃網絡的編制和狀態更新要求高，各項作業間邏輯關系要準確、任務作業工期設置要合理，并及時進行完成狀態確認和進度計算。鑒于Primavera P6 軟件強大的進度計劃管理功能，及其在國內外諸多大型項目中的成功應用，研究所構建了基于P6 軟件的信息化項目進度管理系統，并進一步開發科研生產一體化管控平臺，實時提取多項目的里程碑數據，為動態進度檢測方法的實施和應用奠定了基礎。

圖7 某分系統研制項目主線進度曲線（上級節點）

圖8 動態進度檢測在項目級和組織級進度管理中的實施和應用流程

圖8 所示為動態進度檢測在項目級和組織級進度管理中實施和應用的流程。細箭頭為單項目進度管理過程，粗箭頭是組織級進度管理過程。這是一個進度編制、執行、檢測、分析、糾偏的動態控制流程，單項目動態更新里程碑的計劃完成時間和實際完成時間為進度檢測提供基礎數據，項目進度管理者和組織級進度管理者根據實時檢測分析的結果開展相應工作。

1.里程碑的設置

對于航天器分系統，里程碑要能反映項目的運行狀態和管理的重點、難點，內容應包括主線和輔線上從設計到驗收交付的過程控制節點，與組織級進度管理相關的管理控制點，完整覆蓋研制項目。對有重要意義的節點，如經費撥付節點及上級要求的系統級節點，要特別標識。這樣就通過里程碑實現了型號項目的研制計劃流程與上級研制計劃、組織級進度管理要求之間的關聯。為了實現更精細地分析，可對里程碑分類標記。具體如表1 所示。

2.進度數據更新

計劃流程編制調整到位后，作業執行人通過P6 的進度報告模塊知悉任務作業的詳情并開展工作，直接向P6 的項目管理模塊反饋任務作業的狀態和實際開始日期、期望完成時間、實際完成日期。計劃主管負責確認任務作業的完成情況，并更新里程碑的作業狀態和實際完成時間。計劃狀態確認更新后，通過進度計算更新未完成里程碑的計劃完成時間。

表1 里程碑分類標記

在進行月/周計劃細化和流程調整時，要注意使調整涉及到的里程碑與對應任務作業仍保持“完成—完成”邏輯，維護里程碑對計劃流程的控制。

3.動態進度檢測的應用

在單項目進度管理中，項目計劃主管可以根據項目進度曲線、主線進度曲線和輔線進度曲線綜合分析項目的偏差和風險，定位發生問題或風險的里程碑，從全局上了解項目問題的影響和項目的進度趨勢，彌補單純在P6 中分析里程碑浮時“只見一斑，不見全豹”的不足。以圖4、圖5、圖6 為例，由進度曲線可知輔線的進度問題并沒有上升為影響項目按時完成的嚴重問題，并且有充足的時間余量，故可以采取一般的糾正措施。項目進度管理的主要工作仍然在主線上。對于在圖6 中識別的進度問題，可在P6 軟件中通過邏輯跟蹤在里程碑的緊前關鍵路徑上定位問題的起因和責任方，在里程碑的后續關鍵路徑上分析問題的影響，確定可優化的途徑，就能夠有針對性地開展糾偏工作。

在組織級進度管理中，綜合計劃主管可以篩選全部項目上級節點，了解全廠所內項目的總體進展；可以篩選年度目標、全周期目標，按總浮時進行餅圖統計，了解全廠所內項目的總體趨勢；也可以按里程碑分類標記，開展相應的組織級進度管理工作，如篩選關重資源保障控制點，了解全廠所需求的變化情況，調整資源計劃，也可對關鍵技術風險控制點、重大短線控制點、關重資源保障控制點、關鍵外協配套控制點進行監測。

基于里程碑浮時分析的動態進度檢測方法，適應了航天器分系統研制項目按階段滾動式開展的進度管理的實際、任務作業工期和局部具體流程細節多變的特點，實現了對單項目和多項目進度的靈敏、量化分析。在此基礎上，北京空間機電研究所開發了科研生產一體化管控平臺，通過里程碑浮時餅圖、里程碑階段分類柱狀圖、項目進度曲線圖等形式的實時圖表，提升了對項目進度和管理控制點的動態感知能力，滿足了項目級和組織級進度管理的動態響應需求。▲