運用管理學(xué)工具進行工程進度管理的研究

文/楊凱

近年來，我國在熟練掌握關(guān)鍵路線法和計劃評審技術(shù)等工程進度管理理論及方法等方面取得了長足進步，形成了大量的研究成果，對提升國內(nèi)工程進度管理水平產(chǎn)生了重要影響。但如何系統(tǒng)化、具體化地應(yīng)用管理學(xué)工具進行符合國情的工程進度管理，仍然存在很大難度。通過對工作結(jié)構(gòu)分解、關(guān)鍵路線法、甘特圖、偏差分析技術(shù)及帕累托圖分析法等管理學(xué)工具的研究，將有效解決管理學(xué)工具在工程進度管理中的運用難題。

一、工程進度管理的基本內(nèi)容及理論

（一）工程進度管理的基本內(nèi)容

工程進度管理[1]，是指根據(jù)合同條款和各方協(xié)商后制定的目標工期，編制出較為優(yōu)化的工程進度計劃，并實施計劃管理。當(dāng)工程進度計劃編制完成后，在實施中必須隨時檢測實際工作進展情況，并將其與原定方案加以對比。如發(fā)生偏差，須分析導(dǎo)致偏差的因素以及偏差的影響程度，繼而采用科學(xué)合理的糾偏措施，對工程進度計劃進行合理優(yōu)化。

工程進度管理的全過程包括活動定義、活動排序、活動資源估算、活動歷時估算、制定進度計劃、進行進度控制，工程進度管理的步驟如圖1所示。

圖1 工程進度管理步驟的示意圖

（二）工程進度管理的要素

工程進度管理的要素[2]有四個，即計劃、實施、監(jiān)測和調(diào)整。具體內(nèi)容如下：

1.工程進度計劃（Project Schedule）[3]是在完成某工程的工作結(jié)構(gòu)分解后，對該工程的各項活動所做出的具有邏輯活動關(guān)系的時間順序安排，是工程進度管理的第一要素。

2.在工程實施階段需要做好如下工作：一是預(yù)見可能會發(fā)生的影響因素；二是分析風(fēng)險程度及其對實際進度計劃結(jié)果的影響程度；三是進行合理可行的預(yù)防控制措施。

3.進行進度監(jiān)測是熟悉、掌握工程進度計劃在實施過程中的變化方向和偏差程度的有效方法。主要工作包括：實施動態(tài)跟蹤檢查；收集進度相關(guān)信息；將計劃實施結(jié)果與進度計劃進行比較分析。

4.工程進度計劃的調(diào)整，可概括為如下三條：一是分析產(chǎn)生進度誤差的影響原因和影響程度；二是對建設(shè)進度規(guī)劃做出優(yōu)化調(diào)整，確定進度調(diào)整的相關(guān)約束條件，制定出可行調(diào)整措施；三是進行優(yōu)化控制，使做出的偏差糾正措施能夠促進進度實施并使費用增加最小甚至不增加，并且達成優(yōu)化控制目標。

二、制定工程進度管理計劃的步驟和方法

（一）工作分解結(jié)構(gòu)（WBS）

1.工作分解結(jié)構(gòu)的定義

工作分解結(jié)構(gòu)[3]（以下簡稱為WBS），與數(shù)學(xué)里的因數(shù)分解原理類似，是按照特定的規(guī)則（通常是指以可交付成果為導(dǎo)向），將工程所包括的每一類離散型的關(guān)鍵因素進行分解及分組，使其成為活動內(nèi)容相互獨立、活動順序相互制約及聯(lián)系的活動、過程。WBS是制定工程進度計劃的重要基礎(chǔ)，應(yīng)作為計劃編制過程中的核心，分解活動可如圖2所示。

圖2 工作分解結(jié)構(gòu)示意圖

2.工作結(jié)構(gòu)分解的作用

WBS的作用在于：對某個工程繪制出工程工作結(jié)構(gòu)分解圖，使得該工程工作能夠由復(fù)雜轉(zhuǎn)變到簡單，預(yù)控困難到預(yù)控簡單；通過工作結(jié)構(gòu)分解，更加高效和簡易的對整個工程進行控制。

實行工作結(jié)構(gòu)分解的主要方式，一般為：（1）自上而下法，該方法從某工程中最大的高級單位入手并逐層分解成較低級的子單位。（2）自下而上法，需要在工程項目啟動執(zhí)行前就盡量的明確該工程項目的每一個具體實施工作任務(wù)，并且將每一項具體實施工作任務(wù)加以整合，最終整合到對應(yīng)的上一層活動中去。（3）對比法，要求選擇一種相似工程項目，并根據(jù)該建筑的工作各項任務(wù)劃分為結(jié)構(gòu)，來編制出目標工程的工作分解結(jié)構(gòu)和WBS圖的方法。

通常要求，進行工作結(jié)構(gòu)分解后，每個末級任務(wù)包通常包含的內(nèi)容應(yīng)如表1所示。

表1 工作結(jié)構(gòu)分解后末級任務(wù)包所包含內(nèi)容

（二）網(wǎng)絡(luò)計劃（NPT）

網(wǎng)絡(luò)計劃[4]是通過網(wǎng)絡(luò)計劃圖把某一個工程的任務(wù)集合直觀的表示出來，以反映各項任務(wù)之間的邏輯活動關(guān)系。在活動網(wǎng)絡(luò)計劃圖中，還可以說明對各個活動所要投放的資源、活動所持續(xù)的時間等；同時，通過連接線對節(jié)點編號進行連接后可反映活動的前后關(guān)系。網(wǎng)絡(luò)項目圖表[5]的繪制必須建立在項目活動邏輯關(guān)系和活動時間預(yù)測的基礎(chǔ)上。

活動持續(xù)時間估算[6]的方法有多種，廣泛使用的有經(jīng)驗類比和專家判斷兩種方法。在編制進度計劃時，歷史經(jīng)驗數(shù)據(jù)和類似工程經(jīng)驗，對任務(wù)時間估算有很重要的參考意義。

（三）關(guān)鍵路徑分析(CPM)

關(guān)鍵路徑分析系統(tǒng)(Critical Path Method)[7]是隨工程的發(fā)展而不斷更新的動態(tài)系統(tǒng)，在網(wǎng)絡(luò)計劃的所有網(wǎng)絡(luò)線路中必然存在著線路最長的路徑，該路徑所有活動持續(xù)時間的總和就是該工程的總工期，這條線路被稱為該工程的關(guān)鍵路徑。

為了在時間網(wǎng)絡(luò)計劃中找出關(guān)鍵路徑即找出總時差數(shù)為零的路線，首先要確定每項活動的ES(最先開始時間)、EF(最先完成時間)、LS(最遲開始時間)、LF(最遲完成時間) ，計算出TF(總時差)、FF (自由時間) ，再根據(jù)公式TF=LS-ES=LF-EF，計算出總時差TF。

綜上所述，編制進度計劃的工作步驟應(yīng)如圖3所示。

圖3 進度計劃編制步驟圖

三、工程進度分析

工程進度分析[8]是在計劃規(guī)定的活動時間內(nèi)，了解工程實際進度與計劃進度的差異，分析出實際進度與計劃進度間出現(xiàn)的誤差。在工程進度計劃的執(zhí)行過程中，進度計劃的實施條件必然會發(fā)生變化，但這種變化又是相對的。因此，工程實施條件的平衡是短暫的，不平衡才是常態(tài)。為適應(yīng)這種特點，工程進度分析通常會用到橫道圖、偏差技術(shù)分析、帕累托圖分析法。

（一）橫道圖 (Gantt Chart)

橫道圖也被稱作甘特圖(Gantt chart)[9]，它是以進度橫條圖的方式體現(xiàn)某個工程的活動順序及持續(xù)工期的進度控制方法，它既是一種完美地用條狀圖形表示進度的時間管理系統(tǒng)，能夠直觀地看到任務(wù)列表和時間刻度；也是一種直接的比較方法，生產(chǎn)管理者可將表示實際進度的橫道圖與原計劃橫道圖做出對比，直觀地找出進度差異。因甘特圖具備形象、簡單、直觀、易編制的特點，常被應(yīng)用于國內(nèi)外的工程管理中，最終成為最廣泛的進度控制方法之一。

甘特圖繪制步驟[10]：

1.明確工程所包含的每項活動。每項活動內(nèi)容包括工程名稱（按順序）、開始時間、持續(xù)活動時間、結(jié)束時間，任務(wù)類型（依賴/決定性）和任務(wù)搭接關(guān)系。

2.創(chuàng)建甘特圖草圖。將所有活動按照開始日期、持續(xù)活動時間、結(jié)束時間輸入到甘特圖時間參數(shù)中。

3.確定活動邏輯關(guān)系。按照活動的類型將活動進行關(guān)聯(lián)，并計劃工程進度。應(yīng)確保只有完成所有前置任務(wù)的活動，才能夠按計劃繼續(xù)執(zhí)行下一項活動。

4.計算單項活動任務(wù)的活動持續(xù)時間。

5.確定單項活動任務(wù)的投入資源并及時按需調(diào)整活動持續(xù)時間。

6.計算整個工程時間。

（二）偏差分析技術(shù)(Earner Value)

偏差值分析技術(shù)[11]也被稱之為贏得值法、掙得值法(Ear-ner Value)，該方法可以對工程進度與生產(chǎn)成本之間實現(xiàn)有效的綜合管理。掙得值法中所涉及的三個基礎(chǔ)技術(shù)參數(shù)和四項指標[12]，分別為：

1.預(yù)計工作量的預(yù)算成本（簡稱BCWS）：指到當(dāng)前日期或狀態(tài)按進度計劃應(yīng)發(fā)生的預(yù)算累計花費。

2.已實現(xiàn)工作量的現(xiàn)實成本（簡稱ACWP）：指到當(dāng)前日期或狀態(tài)實際發(fā)生已經(jīng)完成工作量的實際花費。

3.已完成實際工作量的預(yù)算成本支出（簡稱BCWP）：指為當(dāng)前時間或狀態(tài)下已完成實際任務(wù)的項目成本支出。

4.預(yù)算成本與實際成本之差（簡稱CV）：指以當(dāng)前時間或狀態(tài)為時間節(jié)點，在BCWP和ACWP之間的差額。計算方法為，CV=BCWP-ACWP；計算結(jié)果為負值時表示投入超前，為正值時表示投入滯后。

5.執(zhí)行預(yù)算與按進度預(yù)算成本之差（簡稱SV） ：指以當(dāng)前時間或狀態(tài)為時間節(jié)點，BCWP和BCWS之間的差額。計算方法為SV=BCWP-BCWS；當(dāng)計算結(jié)果為負數(shù)時表示速度緩慢，為正時表示速度較快。

6.進 度 績 效 指 數(shù)（簡 稱SPI）：適用于評價工程項目的實 際 完 成 時 間。指BCWP和BCWS之間的比值。計算方法為SPI=BCWP/BCWS；計 算 結(jié) 果大于或等于1時表示工程實際完成的工作量大于或等于計劃工作量，小于1時則情況相反。

7.成 本 績 效 指 數(shù)（簡 稱CPI）：指以當(dāng)前日期或狀態(tài)為時間節(jié)點，BCWP與ACWP之間的比值。計算式為CPI=BCWP/ACWP；計算結(jié)果小于或等于1時表示實際成本小于或等于計劃成本，大于或等于1時則恰好相反。

（三）帕累托圖分析法

帕累托圖分析法[13]也被叫做ABC分析法，是以維弗雷多·帕 累 托（Vilfredo Pareto）的名字進行命名的。它是根據(jù)發(fā)生次數(shù)大小排列，運用數(shù)學(xué)學(xué)科中的統(tǒng)計原理對影響事件的主要因素進行直方圖繪制的方法，是尋找關(guān)鍵影響因素的管理技術(shù)方法。根據(jù)帕累托圖分析法，所有主要因素累計的比例在80%以內(nèi)；次要因素累積的比例約80～90%；而一般因素累積的比例則在90～100%。

四、工程進度控制與優(yōu)化

（一）工程進度控制

工程進度控制理論[14]是指，通過以科學(xué)的方式先設(shè)定時間目標后再制定時間規(guī)劃，在與工期安全、品質(zhì)、成本等目標相互平衡的前提下實施時間管理控制，最后達到所設(shè)定的工期目標。在建筑工程實施的過程中，工程目標和工程承包范圍都非常明確，但仍然存在很多不可量化和無法預(yù)計的工作。建筑工程的主要資源投入是勞動力和建筑材料，這類資源的不確定和干擾因素往往很多。所以，在工程施工過程中應(yīng)該適時觀察并了解施工方案的具體實施狀況，并同項目進度進行比較研究。如果出現(xiàn)錯誤應(yīng)該及時分析問題并采取相應(yīng)的組織措施、經(jīng)濟措施和技術(shù)措施，確保進度按計劃順利達成，達到按期完工的目的。工程進度控制的具體程序應(yīng)如圖4所示。

圖4 工程進度控制的具體程序

（二）工程進度優(yōu)化

工程進度優(yōu)化研究重點主要是關(guān)于下列兩方面的內(nèi)容：

1.工期與費用平衡研究

即將工程進度和總工程成本都當(dāng)作研究對象，從而同時實現(xiàn)了項目進展速度和總成本這二種目標的相對最優(yōu)。進行工程工期-費用優(yōu)化，將主要解決兩方面的問題：一方面，在有非常嚴格工期要求的情況下，使實施工程所投入的總費用最低；另一方面，在無嚴格工期要求的情況下，使實施工程所投入費用最低的基礎(chǔ)上確定最優(yōu)工期。

通過掙得值法核算和管理了計劃工作的成本費用、已進行工作的實際成本和已進行工作的計劃成本費用之后，能夠得到實際進度與計劃進度的偏差結(jié)果。使用該方法分析工程進度與成本執(zhí)行狀況，達到對工程進度進行有效管理的目的。

掙得值法的具體應(yīng)用步驟如下：

（1）確定計劃值

計劃值是以進度規(guī)劃和合同計劃價值為基礎(chǔ)而制定的，具體應(yīng)完成工作結(jié)構(gòu)分析和工作費用分解。

（2）確定測量掙值

測量掙值為測量者已完成工作量和所對應(yīng)的預(yù)算費用的總數(shù)量。在工程中，獲得測量掙得值的一個重要方式是每月工程款申報的審批結(jié)果。

（3）實際費用的計算

在工程中，許多原因會致使完成價值超過預(yù)算價值。進行月度工程款申請審核后，就能夠了解本月產(chǎn)生的實際成本費用，再根據(jù)投標報價文件和進度款項繳納狀況，就能夠?qū)嶋H的生產(chǎn)成本費用做出對比分析和管理。

2.資源約束下的進度優(yōu)化

資源優(yōu)化[15]包括了在固定資源的情形下，設(shè)計工期最短的優(yōu)化；在固定工期要求下，資源均衡的優(yōu)化。在工程進度計劃管理流程中，應(yīng)當(dāng)先行制定適合于工程項目實際狀況的工程項目進展計劃，然后再根據(jù)此計劃進行資源調(diào)度與工期管理；與此同時，必須考慮工程建設(shè)各種內(nèi)在要求以及影響工程建設(shè)實施的外部環(huán)境各種因素的制約，在符合工期要求的基礎(chǔ)上，客觀安排活動時間與配置資源，從而盡量使實施工程所需的資源處于合理消耗范圍，并且使經(jīng)濟效益能夠最佳，這就是資源約束下的進度計劃的優(yōu)化。

通過帕累托圖法，運用其雙直角坐標系，通過對收集而成的資料進行整理、分析，為管理者提供已分類的數(shù)據(jù)。尋找出發(fā)生頻率最高的重要因素，采取合理的組織措施、經(jīng)濟措施以及技術(shù)措施，從而在固定資源的情形下，達到工期最短的優(yōu)化結(jié)果；或者在固定工期要求下，達到資源均衡的優(yōu)化結(jié)果。

五、結(jié)論

通過對工程進度管理基本理論和國內(nèi)外在工程進度管理方面所形成的研究成果的分析，得出了工程進度計劃和工程進度控制的理論方法和實施過程，提出應(yīng)使用工作分解結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵路線法、甘特圖、偏差分析技術(shù)及帕累托圖分析法等管理學(xué)工具進行工程進度管理，從而促使工程進度管理水平的提高。