隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們對(duì)乳制品的要求越來(lái)越高,同時(shí)國(guó)家也通過(guò)頒布法律法規(guī)的方式嚴(yán)格規(guī)范乳制品的建設(shè)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn),使得其生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)也越來(lái)越向藥品標(biāo)準(zhǔn)靠近,從而導(dǎo)致相關(guān)建設(shè)工程項(xiàng)目的復(fù)雜程度越來(lái)越高,項(xiàng)目中涉及的活動(dòng)越來(lái)越多,各個(gè)活動(dòng)之間的聯(lián)系也越來(lái)越緊密。對(duì)于項(xiàng)目承包方來(lái)說(shuō),未知的風(fēng)險(xiǎn)也越來(lái)越多,因此項(xiàng)目的工期也變得更加難以控制,很容易導(dǎo)致項(xiàng)目工期的拖延。
本文利用關(guān)鍵鏈進(jìn)度管理方法,結(jié)合乳品行業(yè)項(xiàng)目的實(shí)際情況,對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度在單一資源約束下的計(jì)劃和控制進(jìn)行分析研究,并構(gòu)建基于關(guān)鍵鏈技術(shù)的進(jìn)度控制模型。通過(guò)對(duì)比關(guān)鍵鏈法和傳統(tǒng)進(jìn)度管理方法,證實(shí)關(guān)鍵鏈技術(shù)在進(jìn)度管理中的有效性和合理性,以此提升項(xiàng)目承包方的競(jìng)爭(zhēng)力。
隨著乳品行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越高,項(xiàng)目承包方不僅要提供優(yōu)質(zhì)高效的生產(chǎn)線設(shè)備,還需要具備高素質(zhì)的工程項(xiàng)目管理能力,只有這樣才能保證整個(gè)項(xiàng)目能夠?qū)崿F(xiàn)最終的目標(biāo)。從項(xiàng)目立項(xiàng)后,項(xiàng)目承包方需要經(jīng)歷國(guó)內(nèi)、國(guó)外的聯(lián)合設(shè)計(jì)階段、聯(lián)合制造階段、海外運(yùn)輸階段、國(guó)內(nèi)運(yùn)輸階段、安裝階段以及最后的調(diào)試運(yùn)行階段,每個(gè)階段既獨(dú)立又可能互相交叉,項(xiàng)目活動(dòng)之間的關(guān)系也比較復(fù)雜,所以需要建立詳細(xì)、有效的進(jìn)度計(jì)劃,以保證每個(gè)階段的工作都能夠按時(shí)達(dá)到既定的目標(biāo)。
不同于單一成套設(shè)備,乳品設(shè)備生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)需要經(jīng)過(guò)反復(fù)的驗(yàn)證,以減少出現(xiàn)錯(cuò)誤的可能性,避免在設(shè)備投產(chǎn)后出現(xiàn)重大的設(shè)計(jì)缺陷,延長(zhǎng)改造的時(shí)間。同時(shí),在設(shè)備制造階段也需要嚴(yán)格控制制造工藝和質(zhì)量,特別是對(duì)于大型設(shè)備,不僅不易運(yùn)輸,而且通常是在現(xiàn)場(chǎng)組裝,一旦出現(xiàn)制造質(zhì)量問(wèn)題,將會(huì)導(dǎo)致不可預(yù)估的延期,給業(yè)主和承包商自身帶來(lái)巨大的損失。另外,由于絕大多數(shù)設(shè)備、不銹鋼管道都會(huì)直接接觸產(chǎn)品,所以在安裝時(shí)需要對(duì)所有焊接處內(nèi)部做惰性氣體保護(hù)和拋光打磨處理,如果處理不徹底就會(huì)導(dǎo)致在投產(chǎn)后有金屬雜質(zhì)混入產(chǎn)品,造成整批產(chǎn)品的報(bào)廢。以上這些不確定性都會(huì)影響整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)度,因此需要項(xiàng)目承包方采取有效的進(jìn)度計(jì)劃和控制,充分考慮可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)并提前制定相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施和保留應(yīng)對(duì)時(shí)間,這樣才能保證項(xiàng)目能夠按照計(jì)劃順利進(jìn)行。
關(guān)鍵鏈項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃的編制核心仍是基于關(guān)鍵路徑的理論,不同之處在于需要充分考慮項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中的資源約束的問(wèn)題,因此在確定關(guān)鍵鏈之前需要首先進(jìn)行資源的分配和平衡,并重新安排項(xiàng)目活動(dòng)的次序和邏輯關(guān)系,這一過(guò)程可以稱作資源受限項(xiàng)目調(diào)度問(wèn)題(Resource Constraint Project Scheduling Problem)。本文研究了項(xiàng)目在單一資源約束下,采用基于一定優(yōu)先規(guī)則的優(yōu)化調(diào)度方案,以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的進(jìn)度計(jì)劃和控制,具體步驟為:
步驟1:目前CCPM的研究主要還是以工期最短為目標(biāo),這時(shí)可對(duì)單個(gè)資源受限項(xiàng)目調(diào)度問(wèn)題作數(shù)學(xué)描述,其目的是對(duì)項(xiàng)目所包含的活動(dòng)集合的邏輯關(guān)系做一定的約定。
步驟2:基于不同優(yōu)先規(guī)則的啟發(fā)式算法可被用于求解該數(shù)學(xué)描述,而影響算法性能的主要因素有調(diào)度生成方案和優(yōu)先規(guī)則。目前沒(méi)有一種優(yōu)先規(guī)則對(duì)所有的實(shí)際問(wèn)題都能求出令人滿意的解,不同的優(yōu)先規(guī)則與調(diào)度方案的配合會(huì)得出不同的調(diào)度結(jié)果,并且該結(jié)果還要受到網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性、資源因素的影響,因此對(duì)于項(xiàng)目活動(dòng)的不同階段和遇到的不同問(wèn)題,可以選用不同的組合方案或者選用多種組合,從中選出最優(yōu)的調(diào)度方案。這里選擇采用MINSLK (最小自由時(shí)間)這種優(yōu)先規(guī)則,并采用串行調(diào)度方案。有很多學(xué)者對(duì)此做了研究,認(rèn)為基于MINSLK優(yōu)先規(guī)則的項(xiàng)目調(diào)度計(jì)劃的完成效果最好。
步驟3:基于生成的可行調(diào)度計(jì)劃,通過(guò)以下識(shí)別流程可以得出項(xiàng)目在資源約束下的關(guān)鍵鏈,如圖1所示。實(shí)際上該算法是一種識(shí)別關(guān)鍵鏈的通用算法,不同的調(diào)度計(jì)劃會(huì)有不同的關(guān)鍵鏈,僅僅依靠對(duì)調(diào)度計(jì)劃進(jìn)行左移或者右移是無(wú)法判別得出的關(guān)鍵鏈?zhǔn)欠袷亲顑?yōu)的。
關(guān)鍵鏈技術(shù)通過(guò)減少安全裕度時(shí)間和增加緩沖時(shí)間的方法減少人為因素和其他未知風(fēng)險(xiǎn)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃編制的影響,并以此設(shè)置緩沖區(qū)來(lái)保證項(xiàng)目最終能夠在計(jì)劃時(shí)間內(nèi)完成。傳統(tǒng)的緩沖區(qū)計(jì)算方法如Goldratt法、剪切法、均方差法雖然簡(jiǎn)潔方便,但是都沒(méi)有區(qū)分不同類(lèi)型的項(xiàng)目活動(dòng)特點(diǎn)以及這些活動(dòng)不同的持續(xù)時(shí)間的概率分布特性。另外,這些方法也沒(méi)有考慮到項(xiàng)目管理者不同的風(fēng)險(xiǎn)偏好,因此不能很好地覆蓋項(xiàng)目進(jìn)度管理的全部過(guò)程,特別是對(duì)于項(xiàng)目的全過(guò)程、精細(xì)化進(jìn)度估算無(wú)法做到面面俱到。
本文在蔡晨等提出的基于PERT的三點(diǎn)估計(jì)方法的基礎(chǔ)上,賦予關(guān)鍵鏈活動(dòng)和非關(guān)鍵鏈活動(dòng)不同的完工概率,并引入了位置權(quán)數(shù)和風(fēng)險(xiǎn)權(quán)數(shù)來(lái)計(jì)算出緩沖區(qū)的大小,這樣做的目的就是盡量區(qū)別對(duì)待不同重要性的活動(dòng)以及體現(xiàn)項(xiàng)目的一些緩沖影響因子對(duì)緩沖區(qū)大小的影響。
(1)建立WBS分解并估算各項(xiàng)工作的持續(xù)時(shí)間以及資源分配,如圖2所示。
(2)繪制網(wǎng)路圖,確定關(guān)鍵路徑。在CPM/PERT中往往采用最悲觀時(shí)間作為項(xiàng)目活動(dòng)的計(jì)時(shí)估計(jì),即90%概率的完工時(shí)間。根據(jù)項(xiàng)目活動(dòng)的邏輯關(guān)系和資源需求繪制基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)圖,如圖3所示。最終得出關(guān)鍵路徑為:A—W—AK—AR—AT—AU—BA—BB—BE—BF—BM—BS—BU—BV—BX—B Y—CC—CD。
(3)分配資源,生成調(diào)度計(jì)劃,識(shí)別關(guān)鍵鏈。按照現(xiàn)有的人力資源分配給項(xiàng)目活動(dòng),并根據(jù)最小自由時(shí)間的優(yōu)先規(guī)則和串行調(diào)度方案進(jìn)行調(diào)整,生成一個(gè)可行的左齊調(diào)度計(jì)劃,然后對(duì)該調(diào)度計(jì)劃進(jìn)行右移操作得到該調(diào)度計(jì)劃的關(guān)聯(lián)右齊計(jì)劃,此時(shí)進(jìn)度計(jì)劃中的全部活動(dòng)都處在滿足資源約束條件下的最遲開(kāi)始時(shí)間。計(jì)算TS=0的活動(dòng)并得出關(guān)鍵鏈為:A—W—AK—AR—AS—AT—AU—BA—BB—BE—BF—BG—BM—BN—BO—BP—BQ—BK—BJ—BS—BU—BR—BT—BV—BX—BW—BY—CB—C A—CC—CD。
為了避免由于學(xué)生綜合癥和帕金森定律等負(fù)面影響對(duì)安全時(shí)間的浪費(fèi),本文基于以往同類(lèi)型項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn),對(duì)關(guān)鍵鏈上的工序與非關(guān)鍵鏈上的工序區(qū)別對(duì)待,賦予關(guān)鍵鏈上工序60%的完成概率,非關(guān)鍵工序50%的完工概率。其公式如下:
關(guān)鍵鏈上工序的消減時(shí)間
非關(guān)鍵鏈上工序的消減時(shí)間
式中,c是關(guān)鍵鏈上的活動(dòng)集合;f是非關(guān)鍵鏈上的活動(dòng)集合。
基于關(guān)鍵鏈技術(shù)的項(xiàng)目進(jìn)度管理消減了多余的安全時(shí)間,并通過(guò)一定方式將縮減后的安全時(shí)間置于項(xiàng)目緩沖、輸入緩沖中來(lái)吸收項(xiàng)目中的不確定性。
(1)計(jì)算彈性系數(shù)
(2)計(jì)算位置系數(shù)
(3)計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)緩沖時(shí)間。首先建立風(fēng)險(xiǎn)影響矩陣,然后通過(guò)專家判斷和歷史經(jīng)驗(yàn)識(shí)別關(guān)鍵鏈上的工序可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)以及該風(fēng)險(xiǎn)的影響和發(fā)生概率,并在此基礎(chǔ)上計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)緩沖時(shí)間和
(4)基于以上的三個(gè)系數(shù)利用Excel公式最終計(jì)算得到的項(xiàng)目緩沖為
(5)計(jì)算輸入緩沖。輸入緩沖一般設(shè)置在與關(guān)鍵鏈活動(dòng)有緊前關(guān)系的非關(guān)鍵鏈活動(dòng)之后,且關(guān)鍵鏈活動(dòng)的開(kāi)始時(shí)間減去非關(guān)鍵鏈活動(dòng)的結(jié)束時(shí)間要小于計(jì)算出來(lái)的該非關(guān)鍵鏈上的輸入緩沖時(shí)間,即生成的進(jìn)度計(jì)劃中如果這兩個(gè)活動(dòng)之間本身就有足夠大的安全時(shí)間,則無(wú)需在非關(guān)鍵鏈活動(dòng)后面設(shè)置專門(mén)的輸入緩沖區(qū)。該項(xiàng)目滿足以上條件的地方總共有六處,分別位于U和BF之間,Z和AT之間,AJ和AS之間,BD和BE之間,BI和BK之間,BZ和CB之間。計(jì)算結(jié)果如下
(6)設(shè)置緩沖區(qū)。將項(xiàng)目緩沖區(qū)置于活動(dòng)路徑的最后,同時(shí)將輸入緩沖區(qū)插入到右齊調(diào)度計(jì)劃中去,同時(shí)對(duì)插入輸入緩沖區(qū)的非關(guān)鍵鏈上的活動(dòng)進(jìn)行左移操作,如果沒(méi)有發(fā)生資源沖突,則調(diào)整后的調(diào)度計(jì)劃就可作為基于關(guān)鍵鏈技術(shù)的進(jìn)度管理計(jì)劃。最終得到增加了緩沖的項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)圖如圖4所示,其中虛線代表資源的流向,深灰色活動(dòng)代表關(guān)鍵鏈上的活動(dòng)。
在本案例中,專業(yè)的人力資源成為了項(xiàng)目實(shí)施的關(guān)鍵瓶頸,如何正確合理的安排這些資源成為項(xiàng)目能夠?qū)嵤┑年P(guān)鍵。雖然基于CPM/PERT技術(shù)的方案計(jì)劃的總時(shí)長(zhǎng)更短,但是可以看出原方案在現(xiàn)有資源條件下能夠按時(shí)實(shí)施的可能性幾乎沒(méi)有,除非增加相應(yīng)的資源。同時(shí)原方案沒(méi)有考慮一些未知的風(fēng)險(xiǎn),一旦遇到導(dǎo)致延期的事件發(fā)生就會(huì)使整個(gè)進(jìn)度被動(dòng)的調(diào)整,無(wú)法達(dá)到全局的優(yōu)化。而且原方案的活動(dòng)中考慮了過(guò)多的安全時(shí)間,在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中會(huì)由于人的一些行為特征,例如“學(xué)生綜合癥”“帕金森定律”等導(dǎo)致安全時(shí)間的浪費(fèi)。以上這些原因都會(huì)導(dǎo)致項(xiàng)目實(shí)際周期遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原方案計(jì)劃的時(shí)間。而基于關(guān)鍵鏈的進(jìn)度計(jì)劃充分考慮了資源的限制性,在計(jì)劃初始階段就考慮了資源對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度安排的巨大影響,并根據(jù)一定的優(yōu)先原則分配資源,以確保這些活動(dòng)能夠按計(jì)劃實(shí)施,并以此為基礎(chǔ)制定了具有可行性的進(jìn)度計(jì)劃。另外,將關(guān)鍵鏈技術(shù)引入緩沖區(qū),既消除了多余的安全時(shí)間,又充分保護(hù)了關(guān)鍵鏈上的活動(dòng),通過(guò)緩沖區(qū)的消耗來(lái)應(yīng)對(duì)未知的延期和風(fēng)險(xiǎn),不會(huì)導(dǎo)致進(jìn)度計(jì)劃的盲目更改。通過(guò)對(duì)緩沖區(qū)的管理可以使項(xiàng)目管理人員更有效地面對(duì)各種未知的事情,消除一些不確定的風(fēng)險(xiǎn)事件對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度的負(fù)面影響,增加項(xiàng)目進(jìn)度控制的彈性,有效保護(hù)已有的進(jìn)度計(jì)劃。
本文主要是在分析目前關(guān)鍵鏈技術(shù)的基礎(chǔ)上提出一些改進(jìn)和應(yīng)用的方法,即關(guān)鍵鏈的識(shí)別、緩沖區(qū)的計(jì)算以及緩沖區(qū)的設(shè)置,并以此建立了項(xiàng)目進(jìn)度管理模型。通過(guò)該模型在乳品工程生產(chǎn)線建設(shè)項(xiàng)目中的應(yīng)用,分析了關(guān)鍵鏈技術(shù)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度管理的改進(jìn)和優(yōu)化,以及該技術(shù)是如何較好地確保了項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃的有效性和可行性。特別對(duì)于大型工程而言,其資源的限制和項(xiàng)目本身的大量不確定性都對(duì)進(jìn)度控制有著巨大的影響,而關(guān)鍵鏈技術(shù)充分考慮了這些影響因素,有效地確保了項(xiàng)目的進(jìn)度。借助不斷發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)平臺(tái),關(guān)鍵鏈技術(shù)也將有著更廣闊的發(fā)展和應(yīng)用。
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