掙值管理在工程項目管理過程中的應(yīng)用研究

吳慶巖 WU Qing-yan；薛涵 XUE Han；王佳 WANG Jia

（①桂林電子科技大學(xué)基建處，桂林 541004；②大連海事大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院，大連 116026；③交通運(yùn)輸部海事局，北京 100000）

0 引言

船舶建造工程是一項技術(shù)密集型的復(fù)雜系統(tǒng)工程。它具有工程規(guī)模龐大、建造工期較長、設(shè)計制造與管理之間關(guān)系密切、工序工種繁多、建造成本較高等特點(diǎn)。要想提高造船行業(yè)的核心競爭力，就需要對項目執(zhí)行過程實(shí)施有效的管理。目前我國大部分船廠對船舶建造進(jìn)行項目進(jìn)度管理，普遍采用的仍是憑管理層經(jīng)驗(yàn)編制生產(chǎn)計劃，此管理方法無法有效地解決項目工期冗長、生產(chǎn)成本過高、資源利用較為低下等一系列問題。要想解決這些問題，就需要引入先進(jìn)的現(xiàn)代項目管理方法，掙值管理這一方法被廣泛應(yīng)用于工程項目中。

國內(nèi)外學(xué)者關(guān)于船舶建造進(jìn)度管理和掙值管理做出了很多研究。關(guān)于船舶建造進(jìn)度管理方面的研究，盛正山[1]分析船舶建造的進(jìn)度控制現(xiàn)狀及控制原理，選擇掙值法為本文的進(jìn)度控制基本方法。以掙值法在精益化船舶制造模式下的應(yīng)用為目的，從船舶建造的先行階段的工作分解開始優(yōu)化研究；然后基于BOM（Bill of Material，物料清單）的任務(wù)包制定生產(chǎn)計劃；并以小日程計劃為基準(zhǔn)，運(yùn)用適應(yīng)船舶制造模式的掙值法進(jìn)行船舶建造的先行階段的建造進(jìn)度控制；蘇海洋[2]從國內(nèi)船舶建造進(jìn)度管理狀況出發(fā)，創(chuàng)建船舶的工作分解結(jié)構(gòu)，在有限的資源條件下對關(guān)鍵鏈技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，該方法在船舶建造進(jìn)度管理中是十分有效的；Braglia M.et al.[3]對項目管理技術(shù)應(yīng)用在現(xiàn)代船舶建造模式設(shè)計問題上的前景進(jìn)行了探討；Tokola H.et al.[4]對造船過程中的分段合攏與吊裝計劃問題進(jìn)行探討。關(guān)于掙值管理方面的研究，王柳燕[5]以BIM-5D 為平臺在建筑項目中運(yùn)用掙值法（EVM）對項目進(jìn)度和成本進(jìn)行動態(tài)控制。建立BIM-5D 與掙值管理聯(lián)合模型，完善掙值管理流程，利用BIM 技術(shù)優(yōu)勢彌補(bǔ)掙值管理的缺陷，進(jìn)一步提高了掙值管理在實(shí)際工程應(yīng)用中的可操作性。Meng yuan Zhao等[6]將掙值管理和平滑指數(shù)相結(jié)合，預(yù)測項目的最終成本，結(jié)果表明該方法對最終成本估算有較好的性能。任振等[7]以關(guān)鍵線路方法為基礎(chǔ)，對掙值法進(jìn)行改進(jìn)，同時運(yùn)用改進(jìn)后的掙值管理在某大型項目中進(jìn)行應(yīng)用，驗(yàn)證了良好的效果。

1 船舶建造項目工藝流程與進(jìn)度管理

1.1 生產(chǎn)工藝流程

生產(chǎn)流程包含七個基本要素，包括輸入、過程、輸出、客戶、供應(yīng)商、資源、績效。這七個基本要素相互連結(jié)和組合，構(gòu)成了生產(chǎn)流程的完整過程。除了基本要素，生產(chǎn)流程同時還具備五個基本屬性，即范圍、績效、分類、規(guī)模、分級。

代船舶建造的生產(chǎn)流程可以分為鋼板預(yù)處理、鋼板下料、分段小組、分段舾裝、分段涂裝、設(shè)備安裝、總段合攏、船舶下水、交船等一系列環(huán)節(jié)。

1.2 船舶建造項目進(jìn)度管理的主要內(nèi)容

船舶建造項目進(jìn)度管理主要就是設(shè)置年度計劃、月度計劃和日程計劃。

1.2.1 年度計劃的具體制定過程

①生產(chǎn)管理部負(fù)責(zé)一、二工場年度生產(chǎn)計劃的編制的組織工作，生產(chǎn)管理部負(fù)責(zé)匯總企業(yè)年度生產(chǎn)計劃，企業(yè)策劃部負(fù)責(zé)審定，并以“企”字文件下發(fā)。②企業(yè)年度計劃正式下發(fā)時間為每年12 月末以前。生產(chǎn)管理部應(yīng)從每年的10 月份開始組織編制下一年度的年度計劃。③企業(yè)年度生產(chǎn)計劃由年度安全工作計劃、質(zhì)量工作計劃、未來三年的線表、線表說明、已承接產(chǎn)品的塢位布置、第二年的生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)安排、實(shí)物量統(tǒng)計、生產(chǎn)難點(diǎn)分析與措施、年度生產(chǎn)準(zhǔn)備計劃、年度各產(chǎn)品各制造部計劃安排、建設(shè)項目計劃、生產(chǎn)保障計劃等內(nèi)容。④生產(chǎn)管理部負(fù)責(zé)組織提出一、二工場年度生產(chǎn)計劃，包括年度線表建議、節(jié)點(diǎn)、實(shí)物量、生產(chǎn)分析與措施要求等等。安技環(huán)保一、二部負(fù)責(zé)提出年度安全管理工作計劃、質(zhì)量管理部負(fù)責(zé)提出年度質(zhì)量管理工作計劃、生產(chǎn)保障部負(fù)責(zé)提出年度設(shè)備大修計劃、規(guī)劃建設(shè)部負(fù)責(zé)提出年度基建重點(diǎn)計劃。⑤生產(chǎn)管理部在編制年度計劃時，應(yīng)按照企業(yè)計劃體系的管理原則，編制出全年的實(shí)物量分配、節(jié)點(diǎn)安排、船臺及船塢船位安排并提出完成全年生產(chǎn)任務(wù)的關(guān)鍵性問題與措施，發(fā)至各相關(guān)部門進(jìn)行討論、溝通，推動解決。⑥生產(chǎn)管理部負(fù)責(zé)組織編制全年生產(chǎn)需求計劃，編制的原則是按照自下而上的原則，由下道工序向上道工序提出需求計劃，由生產(chǎn)管理部綜合平衡后，形成企業(yè)的全年的需求計劃。這其中重點(diǎn)是分段需求計劃、大型舾裝件和設(shè)備單元需求計劃。設(shè)計和物資年度重點(diǎn)需求計劃由各產(chǎn)品項目組提出。⑦匯總后的年度計劃應(yīng)在12 月中旬編制結(jié)束并適時提交總經(jīng)理辦公會討論通過、下發(fā)。

1.2.2 月度計劃的具體編制過程

①生產(chǎn)管理部負(fù)責(zé)編制一工場和二工場三個月滾動生產(chǎn)計劃，由生產(chǎn)管理部負(fù)責(zé)組織匯總。②各個項目組根據(jù)產(chǎn)品中日程計劃，在每月10 日提出三個月實(shí)物量及月度重點(diǎn)計劃，報生產(chǎn)管理部綜合計劃科并發(fā)各制造部、總裝部、非船部、舾裝公司、設(shè)計所和物資部。規(guī)劃建設(shè)部、生產(chǎn)保障部提出建設(shè)項目、設(shè)備大修項目的施工計劃。各總裝部12 日提出分段需求計劃。③分段制造部在17 日反饋分段需求計劃意見，（含鋼材需求計劃）反饋給項目組、總裝部和鋼材提供部門。生產(chǎn)管理部20 日牽頭組織節(jié)點(diǎn)、分段需求進(jìn)行綜合平衡討論。④各制造部、總裝部根據(jù)討論結(jié)果21 日重新確定分段需求計劃，23 日對技術(shù)準(zhǔn)備、物資準(zhǔn)備舾裝件托盤等向前道工序提出需求計劃，于每月27 日前反饋生產(chǎn)管理部和項目組。生產(chǎn)管理部牽頭進(jìn)行綜合平衡。⑤各產(chǎn)品生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)安排，由綜合計劃科負(fù)責(zé)提出，組織各項目組、各總裝部確認(rèn)，在審定會前報工場長、企業(yè)主管生產(chǎn)副總經(jīng)理認(rèn)可。⑥由生產(chǎn)管理部部長（或副部長）主持，每月最后一周的星期一組織召開工場月度計劃審定會，正式確認(rèn)三個月的滾動計劃。月度計劃審定會按一工場和二工場分別組織召開。⑦由生產(chǎn)管理部牽頭，在兩個工場的月度計劃審定后，匯總編制下發(fā)企業(yè)的三個月滾動生產(chǎn)計劃。企業(yè)的三個月滾動生產(chǎn)計劃，由工場長審定，企業(yè)主管生產(chǎn)副總經(jīng)理批發(fā)。⑧月度小結(jié)。

1.2.3 日程計劃的編制過程

①制定鋼材訂貨期量及分段批量生產(chǎn)設(shè)計計劃。包括訂貨期量、批量及月度加工批量號、批量包含的分段號及分段數(shù)、批量的結(jié)構(gòu)重量（首制產(chǎn)品可以預(yù)估）、鋼材訂貨清單下發(fā)日期、鋼材到廠日期、批量生產(chǎn)設(shè)計出圖期。②制定設(shè)計及主要設(shè)備納期計劃。設(shè)計納期根據(jù)批量計劃，按照專業(yè)按圖號提出詳細(xì)設(shè)計、生產(chǎn)設(shè)計每份圖紙的納期計劃；設(shè)備納期要求按照總體設(shè)備及材料、空冷通風(fēng)設(shè)備、電氣設(shè)備和系統(tǒng)、機(jī)泵艙設(shè)備（分平臺）、樓子內(nèi)裝設(shè)備材料等分類；明確該項目主要設(shè)備最終到廠期，并在備注中簡要標(biāo)注設(shè)備安裝工序時機(jī)。③制定船體分段制造計劃。按照船體分段加工的前后順序，即鋼料加工（含大小組）、構(gòu)件制作、分段予舾裝、大（中）組立、分段涂裝（含打砂噴漆）、分段總組舾裝、分段總組、合攏計劃；編制各工序的施工計劃。④系統(tǒng)安裝及制定系泊調(diào)試計劃。內(nèi)容包含下水前的交艙計劃、合攏后的系統(tǒng)安裝、完整性計劃、系統(tǒng)上電、調(diào)試計劃等；各項目組根據(jù)各自產(chǎn)品施工特點(diǎn)，按系統(tǒng)及艙室區(qū)域完整進(jìn)行編制，要求編制工序間的邏輯關(guān)系及起止時間。水下安裝及系泊調(diào)試計劃的編制以區(qū)域、艙室、系統(tǒng)為編制基準(zhǔn)。

1.3 現(xiàn)行項目進(jìn)度管理中存在的問題

從項目的節(jié)點(diǎn)計劃管理、中日程計劃管理、進(jìn)度測量點(diǎn)和船舶建造進(jìn)度管理四方面總結(jié)船舶建造過程中存在的問題。

現(xiàn)行節(jié)點(diǎn)計劃的管理是通過記錄實(shí)際節(jié)點(diǎn)完成時間，對比計劃和實(shí)際的偏差，據(jù)此得出項目進(jìn)度狀況的結(jié)論。這種方法只能知道節(jié)點(diǎn)是否完成，如果未完成或提前完成的話無法確定對項目的整體進(jìn)度產(chǎn)生多少影響，也就無法確定后續(xù)的糾正措施。

現(xiàn)行中日程計劃的管理也是通過逐條對比實(shí)際完成日期和計劃日期來實(shí)現(xiàn)的。該方法僅能知道項目進(jìn)度是處于提前、按計劃還是拖后，并不知道該狀態(tài)對項目的整體計劃的影響程度。同時，由于沒有具體數(shù)據(jù)做依托，每個分析周期（如：每周）的數(shù)據(jù)沒法橫向?qū)Ρ取?/p>

進(jìn)度測量點(diǎn)沒有和成本相關(guān)聯(lián)，無法衡量該測量點(diǎn)的進(jìn)度情況與實(shí)際的差值。只知道項目進(jìn)度是正常、提前還是落后，沒有個具體值，不能分析每周或每月進(jìn)度狀況是改善還是惡化，不知道所采用的預(yù)防和改進(jìn)措施是否有效。而且，進(jìn)度測量點(diǎn)時得出的結(jié)論即便是按計劃完成，由于沒有和成本關(guān)聯(lián)，不知該點(diǎn)位的計劃使用成本是多少，無法和該點(diǎn)位發(fā)生的實(shí)際成本進(jìn)行對比，不能判定進(jìn)度正常的情況下所發(fā)生的成本是否正常。

此外，船舶建造進(jìn)度管理共分為了五級計劃，其中部分部門在五級計劃中都有參與，也有相關(guān)部門沒有參與到進(jìn)度管理五級計劃之中，因而多層的進(jìn)度管理計劃冗雜并且無法考慮到全部部門的工作內(nèi)容，不能全面反映造船的系統(tǒng)性工作。

2 基于掙值管理的船舶建造管理模型

2.1 創(chuàng)建工作分解結(jié)構(gòu)WBS（Work Breakdown Structure）

把項目可交付成果和項目工作分解成較小的、更易于管理的組件。對于船舶建造項目可以將一個分段制作的所有工作作為一個最小單位，也就是工作包。

2.2 編制基準(zhǔn)計劃

根據(jù)WBS 進(jìn)行計劃的編制。按照分段小組、中組、大組、涂裝、總組、合攏的施工順序編排建造計劃。

2.3 相關(guān)數(shù)據(jù)的搜集與分析處理

記錄每一分段的每一道工序的節(jié)點(diǎn)計劃、節(jié)點(diǎn)的實(shí)際完成時間和節(jié)點(diǎn)計劃相應(yīng)的預(yù)算分配并將船體建造分段，分為總段、預(yù)組段和分段。

2.4 分析項目進(jìn)度分析

進(jìn)行掙值管理相關(guān)的指標(biāo)和參數(shù)的計算，然后對船舶建造進(jìn)行掙值管理方面的分析，具體步驟可以分成三部分：

①進(jìn)行成本偏差和進(jìn)度偏差計算，進(jìn)行成本績效和進(jìn)度績效指標(biāo)計算，同時根據(jù)偏差找出導(dǎo)致偏差的原因。

②根據(jù)分析出的偏差原因，選擇適合船舶建造項目的合理科學(xué)的估算方法與原則，對船舶建造項目的完工工期和完工成本展開預(yù)測。

③預(yù)測結(jié)束后，根據(jù)實(shí)際情況和掙值法，繪制趨勢圖，進(jìn)一步完善并完成掙值分析的報告，使船舶建造的管理人員了解建造進(jìn)度以及未完成的船舶建造工作，并對存在的問題進(jìn)行及時的調(diào)整。

根據(jù)進(jìn)度偏差（SV）、成本偏差（CV）、進(jìn)度績效指標(biāo)（SPI）和成本績效指標(biāo)（CPI）的具體數(shù)值對項目的進(jìn)度和成本情況進(jìn)行判斷。對成本偏差和進(jìn)度偏差的關(guān)系進(jìn)行比較，綜合成本使用情況和進(jìn)度開展情況，得出綜合原因。

2.5 完成成本和工期預(yù)測

根據(jù)項目績效，對完工估算（EAC）進(jìn)行預(yù)測，對比預(yù)測的結(jié)果和完工預(yù)算（BAC）。如果BAC 已明顯不再可行，則應(yīng)考慮對EAC 進(jìn)行預(yù)測。

在計算EAC 時，通常用已完成工作的實(shí)際成本，加上剩余工作的完工尚需估算（ETC）。進(jìn)行的自下而上EAC估算，公式：EAC=AC+自下而上的ETC。將估算的EAC 與計算得出的一系列EAC 作比較。計算基于EVM 數(shù)據(jù)的EAC 值的方法如下：

①假設(shè)將按預(yù)算單價完成ETC 工作。公式：EAC=AC+（BAC-EV）。

②假設(shè)以當(dāng)前CPI 完成ETC 工作。公式：EAC=BAC/CPI。

③假設(shè)SPI 與CPI 將同時影響ETC 工作。公式：EAC=AC+[（BAC-EV）/（CPI×SPI）]。CPI 和SPI 的值為賦予的權(quán)重，可取80/20、50/50 或其他比率。

2.6 調(diào)整建議制定與執(zhí)行

在進(jìn)行偏差分析之后，根據(jù)船舶建造過程中實(shí)際存在的問題和產(chǎn)生偏差的原因，提出調(diào)整建議，并責(zé)成對應(yīng)的生產(chǎn)建造部門嚴(yán)格執(zhí)行。根據(jù)計算出的偏差結(jié)果以及造船項目偏差的程度，按照臨界標(biāo)準(zhǔn)做出相應(yīng)調(diào)整。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)設(shè)定臨界標(biāo)準(zhǔn)的分類如下：①在指數(shù)屬于0.8～1.2 之間時，為偏差的允許范圍，此時造船項目中出現(xiàn)的偏差可忽略，項目負(fù)責(zé)人也不需要做出任何的調(diào)整。②在指數(shù)屬于0.6～0.8 或者是屬于1.2～1.4 之間時，相關(guān)造船負(fù)責(zé)人需要引起注意，在必要時要及時的對偏差進(jìn)行分析以便及時提出解決措施。③當(dāng)指數(shù)范圍在0.4～0.6 或1.4～1.6 時，負(fù)責(zé)人要采取適當(dāng)科學(xué)的措施，在不影響整體造船工程的進(jìn)度的情況下，及時對出現(xiàn)的偏差進(jìn)行調(diào)整，使其對整個工程不會帶來嚴(yán)重的影響。④當(dāng)指數(shù)在0.4 以下或者大于1.6 時，此時偏差情況較嚴(yán)重，相關(guān)負(fù)責(zé)人要盡快分析偏差原因，及時采取調(diào)整措施，否則則會影響最終造船的完成。

3 實(shí)例分析

以XXX 船建造項目為例，應(yīng)用基于掙值理論的船舶建造管理模型對其建造過程的進(jìn)度和成本進(jìn)行管理。

3.1 掙值管理指標(biāo)的計算

項目的總預(yù)算成本為8500 萬美元，總工期從2016 年7 月至2017 年8 月共14 個月。從船舶艏鋪底開始，每個月月末定為報告時點(diǎn)，共計9 個報告時點(diǎn)。將整個造船工程的總預(yù)算與對應(yīng)工作量的百分比相乘，得到各個節(jié)點(diǎn)在每個報告時點(diǎn)的掙值，計算結(jié)果如表1 所示。

表1 船舶建造掙值

3.2 項目成本/進(jìn)度偏差的實(shí)時調(diào)控

根據(jù)上述掙值的計算，以及公式CV=EV-AC，SV=EV-PV，可以計算得出在各報告時點(diǎn)的成本偏差和進(jìn)度偏差。（表2）

表2 偏差計算表

其次，對造船項目的績效指標(biāo)進(jìn)行計算。績效指標(biāo)主要包括成本績效和進(jìn)度績效，計算公式為CPI=EV/AC，SPI=EV/PV，計算結(jié)果如表3 所示。

表3 績效指標(biāo)計算表

最后所要做的指標(biāo)計算是完工總成本和完工工期的預(yù)測，預(yù)測完工總成本計算公式為EAC=BAC/CPI，完工時間預(yù)測為ETTC=OD/SPI，所得結(jié)果如表4 所示。

表4 EAC 與ETTC 預(yù)測表

通過以上的參數(shù)和指標(biāo)計算，可以看到成本偏差（CV）只有在第四個報告時點(diǎn)出現(xiàn)了負(fù)值，相對應(yīng)的在第四個報告時點(diǎn)的成本績效值低于1，但在總體來看，成本偏差大多為正值，且績效值大于1，說明在項目進(jìn)展過程中，成本方面的執(zhí)行情況良好，都在原計劃范圍之內(nèi)，且最終完工成本的預(yù)測也都在合理范圍之內(nèi)。

但在進(jìn)度控制方面，可以看到進(jìn)度偏差大多數(shù)都呈現(xiàn)出了負(fù)值的狀態(tài)，進(jìn)度績效大多數(shù)值低于1，且在最終對完工工期進(jìn)行的預(yù)測當(dāng)中，有一半的報告時點(diǎn)處出現(xiàn)了超期的情況，這說明進(jìn)度的管控沒有得到很好的執(zhí)行，出現(xiàn)了一些偏差，但此時計算出來的偏差都是出于允許范圍之內(nèi)，通過實(shí)時的監(jiān)測和記錄，可以發(fā)現(xiàn)此時出現(xiàn)的偏差可能是由于部分零部件的不合格導(dǎo)致的，返工導(dǎo)致進(jìn)度的延后。尤其在造船過程中的第四個報告期，進(jìn)度出現(xiàn)了偏差，此時正在進(jìn)行的是鋪底和艉成型工作，零部件帶來的返工帶來進(jìn)度的少許滯后，造船的相關(guān)負(fù)責(zé)人可以做出兩方面考慮，即一方面如果客戶對時間要求上特別緊，工程時間急迫，則可以通過增加成本的方式來提高進(jìn)度，通常可以選擇增加人力或者是原材料的供應(yīng)；另一方面，如果工期要求不高，客戶可以允許有幾天的延后，則不需要通過成本的增加來調(diào)節(jié)，此時需要通過調(diào)整后續(xù)工作的預(yù)算來彌補(bǔ)在第四個報告點(diǎn)因零部件的失誤帶來的成本損失。

3.3 掙值管理應(yīng)用效果的對比分析

通過上述掙值管理的分析，可以看出掙值管理對于船舶建造在整個過程中的成本與進(jìn)度的管控十分的重要，也十分有效。以XXX 船船體中日程計劃監(jiān)控為例，運(yùn)用掙值管理后可以對原有的進(jìn)度和進(jìn)行一次調(diào)整，使其在進(jìn)度上能夠提前。圖1 是運(yùn)用掙值法得出的大組完工曲線。由該曲線可以看到，大組的進(jìn)度比計劃提前了2 周，使整個造船項目的進(jìn)度持續(xù)加速，達(dá)到理想的效果。

圖1 運(yùn)用掙值法的大組完工曲線

4 結(jié)語

本文從掙值管理的相關(guān)理論基礎(chǔ)出發(fā)，對船舶企業(yè)現(xiàn)行的進(jìn)度管理中存在的問題進(jìn)行了詳細(xì)的分析，發(fā)現(xiàn)以往的進(jìn)度管理都不能有效的將進(jìn)度和成本相關(guān)聯(lián)，也很難對未完工部分的成本和工期進(jìn)行合理的預(yù)測。因此，本文引用XXX 船的建造項目實(shí)例，通過對計劃值的記錄，每個報告時點(diǎn)的實(shí)際成本進(jìn)行追蹤記錄以及對整個工期的全方位把握，計算出了該造船項目的成本偏差、進(jìn)度偏差、成本績效指數(shù)和進(jìn)度績效指數(shù)，同時也對完工總成本和完工總工期進(jìn)行了預(yù)測，在出現(xiàn)偏差時，發(fā)掘在該報告時點(diǎn)影響進(jìn)度的原因，通過成本增加或者調(diào)整后續(xù)未完成工作的預(yù)算進(jìn)行全局調(diào)整。最后，運(yùn)用掙值法進(jìn)行項目建造實(shí)例進(jìn)度的調(diào)整，發(fā)現(xiàn)在運(yùn)用掙值法進(jìn)行調(diào)整之后的項目進(jìn)度相比于原進(jìn)度都得到了提速，并且整個工程都呈現(xiàn)出持續(xù)加速的趨勢，再一次印證了在船舶建造中采用掙值管理方法的可行性和有效性。

但由于掙值管理本身不能回答出當(dāng)前成本和進(jìn)度績效形成的原因，此外對于船舶建造過程中完工量的估算，是根據(jù)已完成工作量占總工作量比進(jìn)行估算的，存在一定的人為因素。此方面需要進(jìn)一步完善。