基于關鍵路徑的空調開發項目進度管理研究

摘要：針對空調開發項目中的研發流程，基于關鍵路徑技術對其進行進度管理研究。重點對空調樣機測試進行分析，結合實例繪制測試流程圖。通過工作分解結構進行工序分解，并使用三點估算法估算工序時間，建立空調性能及可靠性測試關鍵路徑。依此關鍵路徑進行進一步研究，總結并提出相應的改善方案。實際應用結果表明，這些措施切實可行，能夠有效提高項目工作效率，減少項目時間花費，可為后續類似項目提供參考。

關鍵詞：空調開發項目；關鍵路徑；進度管理

0 引言

目前，空調開發項目一般直接使用MS Project微軟項目軟件繪制項目進程圖，采用關鍵路徑法（Critical Path Method，CPM）進行項目進度管理。該方法可滿足一般空調產品開發項目的進度管理需求。利用網絡計劃技術進行進度管理，能夠清晰反映工程多個任務之間的邏輯關系，明確關鍵路徑，從而制訂合理的進度規劃；可以量化各個子任務的持續時間，明確并及時更新進度變化對整體進度的影響［1］。項目進度管理是項目管理三大核心之一，是各利益相關方最關注的內容，決定了項目是否成功。空調開發項目的管理工作借助各類項目進度管理技術，在一定程度上保證了進度目標的實現［2］。本文針對空調產品開發項目過程，具體討論空調樣機測試過程，并采用關鍵路徑法對空調樣機測試進度進行研究。

1 項目概況及進度管理現狀

1.1 項目概況

亞太工程技術中心作為世界三大獨立研發中心之一，自成立以來一直與美國總部合作共同開發空調產品。智能手機類產品的項目節拍即項目周期一般是1年，每年在固定時間召開發布會，推出新產品，以保證產品熱度。空調產品沒有特別嚴格的時間要求，一般一個全流程的新產品開發項目周期是1～2年，取決于項目的規模和復雜程度。項目會明確定義產品的性能參數、產品設計成本和產品發布時間，即項目管理核心三要素——質量、成本和進度。亞太工程技術中心通常參與項目的全生命周期，從概念設計開始，進行模擬仿真驗證、結構設計、樣機測試，直到最終產品發布。在項目開發過程中，項目會嚴格按照項目門徑管理流程進行，項目門徑管理流程如圖1所示。亞太工程技術中心所負責的環節主要集中在門徑2之后的階段3，即設計測試部分，一般也是資源消耗最多、時間持續最長的階段。本文根據空調新產品開發項目中研發中心主要負責的工作內容，著重對該部分的進度管理進行分析和論述。

1.2 進度管理現狀

筆者所負責的產品為北美家用空調產品，因此本文的論述以北美家用空調為藍本展開，下文統一簡稱為空調產品。空調產品作為家用電器的重要成員，目前已成為每個家庭的必需品之一。空調產品最重要的性能指標是可靠的制冷制熱及相匹配的能耗，在空調產品開發過程中需要經過一系列的相關測試確保其相應指標達標。測試主要包括焓差測試（性能及可靠性）、振動測試（模態分析發現有較大風險，或者選擇特定機型進行驗證確認）、噪聲測試、電加熱測試（當空調機可選配電加熱模組時）和燃氣測試（當空調機包含燃氣模組時）。其中，最主要且用時最長的測試是在焓差實驗室進行的焓差測試，具體包括性能測試1（DOE1）、性能測試2（DOE2）、可靠性測試（Evaluation or reliability test）和安規測試（UL or ETL test）。性能測試具體分為制冷性能、制熱性能（非單冷機器）；可靠性測試也包括制冷可靠性、制熱可靠性（非單冷機器）。性能測試2會在性能測試1之后重新搭建樣機進行，且性能測試2使用的樣機零部件應與量產使用的零部件基本保持一致。

經過分析總結，繪制空調產品的性能測試流程圖，如圖2所示。

性能測試顧名思義就是通過相關測試驗證空調的性能，確保空調在使用過程中滿足最終用戶的需求。所謂性能，是一個空調產品制冷量（制熱量）及能效的統稱。因此，一切測試的最終目的是保證空調性能達標。除性能外，還需保證空調的能效等級符合最初的產品市場需求定義，即該產品是哪一級別的空調。北美空調能效一般以SEER季節能效比進行定義。性能測試的目的是確保空調產品的性能和能效符合最初的設計要求，并與產品定義一致。

從圖2可以看出，性能測試基本為單線程工作，無法將任務并行來加快進度。同時，一旦出現性能或能效不達標的情況，可能會造成多次重新設計且重復返工測試。因此，產品最初的設計需保證相對充足的余量，避免出現性能不足的情況。然而，一旦保留過多余量，必然會造成產品成本增加，無法滿足當初項目對產品的定義。項目組會在階段2進行模擬仿真，分析空調在相應零部件配置情況下應該得到的性能數據。初期的選型和模擬一般會準備多個可選項的配置，以供后期有需求時進行替換使用。

因此，需對測試流程進行進一步分析，列出具體工序和所花費的時間。此處考慮使用工作分解結構，將具體工序進行整理，并依此采用關鍵路徑分析，從而進行深入研究。

2 空調產品開發項目的進度管理研究

本文針對的是空調產品開發項目，項目特殊性在于要求產品必須在季節高峰期前完成發布上市，項目的進度尤為重要。由于項目的復雜性，且需兼顧同行業競爭對手的產品現狀，公司需根據自身的實際情況解決項目管理中的進度問題［3］。

本文只針對單臺樣機的性能測試進行討論，進一步對單臺樣機的測試工序進行整理，定義每一道工序的名稱，即工作分解結構。工序名稱需保證唯一且清晰，并涵蓋所有工作內容［4］，工序時間估算表見表1。組織內部會議，根據經驗評估每一項工序所需花費的時間，包括最樂觀時間a、最可能時間m和最悲觀時間b。使用這種估算時間的方法進行工序時間的確認，可減少工期的不確定性［5］。

采用三點估算法計算各工序的估計工序時間t，t=a+4m+b6，以此數據為基礎進行網絡圖的繪制。根據網絡圖確定關鍵路徑，性能測試網絡如圖3所示，關鍵路徑為A-B-C-D-E-F-G-H-I-J-K-L-M-N-O-P-Q-R-S-T-U-V-…-AT-AU。

由圖3可知，由于樣機性能測試的特殊性，為連續的串行任務，所有任務子項皆在關鍵路徑上，很難進行拆解。這種關鍵路徑既簡單又存在極大隱患。簡單是指所有任務可以按照順序依次進行，無需過多擔心先后問題。極大隱患是指由于是單一路徑，一旦測試出現問題，就會直接影響整個測試進度。因此，一般會準備富余待測的測試樣機，以備測試問題長期無法解決時更換之用。但即使是通過這種方式進行更換，也會增加額外的拆裝機時間。如果不是由于樣機問題而需要額外的時間，例如更換關鍵零部件，但這些零部件需要重新預定才能解決，那么在一臺樣機尚未完成時不考慮進行更換。

此處是根據單臺樣機單班按照一天8小時工作時間進行測試的進度安排，與實際項目測試進度可能有所差異。

2.1 關鍵路徑分析

空調開發項目中的測試由于其特殊性，其所有任務皆無法有效轉換為并行任務。對單臺樣機測試的整個流程進行進一步分析，尋求可以加快進度的方法。觀察整個工序時間后發現，裝機中的工序所花費的時間較其他工序更長。并且，由于一個循環周期需要進行至少兩次裝機，相對其他工序可優化的空間更大。因此，考慮通過優化裝機涉及的工序流程，從而減少整個性能測試所花費的時間，以壓縮項目周期。

2.2 樣機改造優化

由于是新產品開發項目，所涉及的設計變更千差萬別，其樣機所需進行的改造也不盡相同。一般來說，我國的樣機改造需要安裝壓力點、流量計、熱電偶、傳感器；部分特殊需求則需要更換壓縮機、室內或室外馬達、熱力膨脹閥、室內或室外側盤管等類似關鍵零部件。其中一些樣機改造任務可以在焓差實驗室（psychrometric room）外面完成，這樣就可以在樣機進入測試實驗室之前進行部分改造，減少等待時間。同時，相應實驗員的培訓也可以提前完成，從而減少實際測試時發生的問題。即項目經理需保持關注團隊建設，確保團隊成員盡快融入團隊，能夠高效地完成項目工作。同時，還需要控制溝通渠道，保證團隊成員得到正確的信息。另外，進行樣機改造時，可以通過增加資源即增加人手來加快進程。這也是整個測試過程中極少的可以通過增加人員來追趕進度的工序任務。在進行樣機改造工作時，可以抽調其他時間相對富余的實驗員幫忙優先進行。通過分析確認，對一般能夠提前準備的部分進行總結。該總結包括工程師和實驗員需要在測試前分別準備的部分，見表2。

通過提前完成可以預先準備的任務，快速跟進，從而有效減少等待時間，壓縮整個項目測試周期。經推廣驗證，單臺樣機預計可節約2～3d（單班）的時間。經過總結，將測試前樣機準備工作部分標準化，應用于后續類似項目。該措施可減少測試等待時間，成功優化項目進度。

3 結語

本文分析了空調開發項目的項目管理流程，建立了項目測試流程圖，并針對單臺測試樣機建立了工作分解結構，依據工序時間規劃表生成了產品測試關鍵路徑。項目經理為保證項目按時交付，需定期及時關注項目進度，對其進行確認和糾偏。

對于空調產品開發項目，由于測試環節基本是串行任務，很難通過并行任務同時測試進行趕工，必須從源頭上即在模擬仿真時保證測試樣機有足夠的設計余量通過相應測試，否則可能會導致來回更換零部件，并伴隨大量額外重復測試。同時，如果使用成本更高的零部件增加設計余量，也會造成成本增加，無法完成項目成本指標。因此，需綜合考慮，保持成本和質量的相對平衡。另外，對于可以提前做準備的相對重復性工作，如樣機改造等，也可以通過綜合評估進行管理。針對類似產品開發項目中存在的同類問題，建議通過建立數據庫持續改善，優化項目管理流程。

參考文獻

［1］沈敏圣，王成程，張林，等．利用關鍵鏈技術進行科研項目計劃進度管理改進探索［J］．科技管理研究，2017（18）：173-179．

［2］潘廣欽．項目進度管理研究綜述［J］．價值工程，2014（31）：86-89．

［3］王成程，鄭萬國，武藝，等．以進度、質量與經費為核心的神光——Ⅲ項目管理與控制分析［J］．項目管理技術，2014，12（10）：144-148．

［4］譚澤濤．基于關鍵路徑法的項目進度管理研究［J］．建筑經濟，2019（9）：67-71．

［5］張繼忠．利用計劃評審技術的項目工期估算方法［J］．中小企業管理與科技（上旬刊），2016（4）：67-69．

PMT

收稿日期：2022-12-09

作者簡介：

黃成琪（1983—），男，設計主管（兼項目經理），研究方向：空調類產品結構設計及相關項目管理。