基于关键链的项目进度管理方法研究

    0 引言项目经理圈子
    关键链项目进度管理方法是约束理论在项目管理中的应用。关键链是继关键路径法和计划评审技术之后项目管理领域取得的重要进展之一。关键链技术克服了传统进度计划管理局限性，考虑了时间和资源双重约束，利用聚合原理缩短项目工期，通过配置缓冲区域以消除不确定性。在项目实施过程中，通过对缓冲区的管理实现对项目进度管控。目前国内外学者，多从对缓冲区时间设置进行理论研究，集中于如何有效计算出缓冲区大小。主要的缓冲区计算方法的理论包括概率论与数理统计、模糊理论、灰色模型三种。而对于如何更有效利用缓冲区进行进度监控和管理，如何建立一整套完整的进度管理模型等问题，仍尚待完善。本文在相关研究基础上，重点研究如何把关键链在项目进度计划和进度控制两大模块上更有效结合起来，并给出缓冲区管理实施步骤，对目前基于关键链的项目进度管理模型加以分析和补充。
    1 关键链理论的基本思想
    关键链理论(critical chain)是以色列科学家高德莱特的约束理论TOC(theory of constrains)在项目管理上的运用结果，是项目管理技术新发展。关键链理论的基本思想是根据概率理论和组织行为学理论，基于“工程项目必须遵守整体优化而非局部优化”的思想，以概率50%估计每一道工序时间，将单个工序不确定因素统一放在项目缓冲区考虑。将关键链作为项目进度管理重点，通过项目缓冲区，输送缓冲区和资源缓冲区的管理来减少延误[1]。关键链理论就是在项目执行过程中，把每道工序节省下来的安全时间综合利用起来，通过设置项目缓冲(PB)、输入缓冲(FB)和资源缓冲(RB)来降低风险，保障项目顺利进行。项目管理培训
    1.1 约束理论
    TOC最先运用于制造业，它根植于OPT(原指最优生产时刻表，Optimized Production Timetables;后指最优生产技术，Optimized Production Technology)[2]。经过不断地研究和发展，TOC已经在生产、运输、营销等多个行业得到广泛应用，其核心思想是：任何组织或系统都存在约束，这些约束成为制约组织或系统实现其目标的瓶颈因素，因此，只要对这些约束进行系统调控就可以收到显著效果。TOC在项目管理，尤其是项目进度管理中的应用，促进了关键链方法的产生和发展[3]。
    1.2 关键链项目进度管理的思想
    项目管理实践过程中存在三个普遍问题：①项目进度延期;②项目成本超支;③进度计划变更。通常，项目经理们将这些问题归结于项目不确定性，但根据Goldratt的观点，这些问题产生于以下三方面原因。
    1.2.1 “学生综合症”blog.mypm.net
    有人总是等到最后一刻才开始努力，这种现象称为“学生综合症”，就像有的学生总是在作业提交截至时间前几天才开始做一样。如果这种综合症发生在项目活动中，项目组成员思想松懈，工作效率低下，那么项目或任务的延期将不可避免。
    1.2.2 多任务效应(Multiple tasks effect)
    多任务效应反映了共享资源对项目执行的约束作用。假设某项目成员(共享资源)同一时间内需要完成A、B和C三个任务，每个任务周期都为10天。但在多项目环境、情绪压力或人为干预等因素影响下，上述任务通常以轮换形式执行，那么每个任务周期将延长一倍。可见，项目的多任务效应将直接导致项目延误。
    1.2.3 工期变动效应的不对称性www.
    在项目实施进程中，任务的延迟通常会由于工序的逻辑关系产生级联效应，但项目却很难从某些任务的提前完成中受益。例如:A、B、C是三个可并发执行的任务，D为A、B、C的紧后任务，A、B、C的任务周期为5天，D的任务周期为10天。通常，该项目需要15天的时间就可以完成。但是任务B在实施过程中出现了意外而推迟了3天完成，从而导致整个项目周期延期至18天。如果现在反过来思考，如果A、B、C能够提前2天完成，那么整个项目周期是否就变成了13天呢?事实上，答案是否定的。分析如下：首先，如果项目组成员提前完成了任务，他不会因此而得到奖励，反而却导致项目经理对类似任务的预估完成时间将减少，显然这对他没有好处，因此他不会愿意提前完工的。另外，即使A、B、C能够提前完成，但D也许因为资源尚未就位等原因而无法开始，所以项目就无法提前完成[3]。项目管理培训
    为克服项目实施过程中会出现的三种行为，Goldratt在TOC的基础上提出了关键链项目进度管理的基本思想。主要通过三个缓冲区的设置来解决三种约束，即项目缓冲区，输入缓冲区和资源缓冲区。bbs.mypm.net
    ①项目缓冲区。在传统的项目管理中，认为一个项目能否如期完成与每一个活动的完成日期有关，因此都会在每一个活动上加上很多的安全时间，来确保项目能准时完成。但人们因为有惰性，知道自己有充足的时间，开始时不全力以赴，等到时间变得紧迫时，才开始努力去做，这样使原本富裕的时间被浪费掉。由于安全时间大部分都会被浪费，而且不会累积到下一个活动，因此删减每个活动的预估时间，便会释放出足够的时间来设置项目缓冲PB。项目缓冲一般设置在关键链尾端，通过设置项目缓冲区将延误控制在预期范围内，保证项目如期交付，以关键链上各工序节省时间总和的一半作为其大小。
    ②输入缓冲区的设置。虽然关键路径有了项目缓冲，但当有非关键路径与关键路径会合时，就必须考虑到非关键路径有可能延迟关键路径上的活动，因此必须在非关键路径与关键路径汇合的地方插入输入缓冲FB。FB主要是保护关键路径，可以消化非关键链工序带来的工期延误。输入缓冲一般设置在非关键链与关键链的汇合处，主要是为了保证关键链上的工序如期开始而不会受非关键链上工序延误的影响，以非关键链上节省时间总和的一半作为其大小。项目管理者联盟文章
    ③资源缓冲区的设置。由于关键链上任何活动的延误都会引起整个项目的延误，关键链上的工序一般被赋予最高优先级。资源缓冲RB主要放置于有可能发生资源争用的活动上。资源缓冲是一种时间缓冲，本质上是一种预警机制，当关键链上的活动准备使用某瓶颈资源时，通过预告机制即在工序来临前发出预先警告提醒人们[4]。项目管理者可以通过对缓冲区的监控了解缓冲的剩余情况和项目的进展情况，进而及时采取措施进行调控。资源缓冲一般设置在关键链上，通过制定一定的前置时间来进行设置，以保证关键链上所需资源能按时到位[5]。bbs.mypm.net
    2 基于关键链的项目进度管理模型
    项目进度管理是在项目的进展过程中，为了确保项目能够在规定的时间内实现项目的目标，对项目活动进度及日程安排所进行的管理过程，主要包括两个模块，如图1所示：第一个模块为项目进度计划模块，第二个模块是依据前一模块的输出结果执行进度控制，两模块之间的桥梁为缓冲区间。本文的理论模型是基于关键链进行项目管理的优点所提出，利于缓冲区的桥梁作用，不仅考虑项目活动之间的逻辑关系，还考虑项目活动的资源约束。项目管理培训
    2.1 项目进度计划模块
    利用关键链理论进行项目进度计划的编制，其核心是项目整体优化而非局部优化，即将人为因素和不确定性因素引入到项目管理中，通过减少工序安全时间和设置缓冲来规避人为因素和其他风险，基于关键链的进度计划编制仍然以关键路径作为理论基础，通过网络图的绘制，缓冲区的设置来确定最终关键链。项目经理博客
    ①绘制网络图，找出关键工序。绘制网络图应首先应用工作分解结构(WBS)工具，根据项目需求按照实际情况将项目由粗到细分解为若干道工序，依照技术方案并找出工序之间的逻辑关系，绘制网络图，确定关键路径和关键工序。项目经理博客
    ②通过资源平衡化解资源冲突。关键链方法的重要突破在于考虑了资源受限因素对项目工期影响，此对有资源冲突的工序，即多道工序共用一种资源时，按照自由时间少的那道工序优先占用资源的原则，进行资源分配。按照资源使用优先顺序，重新安排进度。
    ③确定关键链。根据关键链的定义，在考虑工序进度和资源占用的情况下，找出路径最长的路径就是关键链。
    ④设置缓冲区。利用50%分法的原则，统筹考虑资源、工序约束，设置项目缓冲区、资源缓冲区、输入缓冲区。项目经理博客
    ⑤将缓冲区作为进度管理的工具。缓冲区为项目管理者提供了项目当前进行状况的指示表，通过对剩余缓冲区的观察就可以对项目的当前执行情况一目了然，并在需要时采取必要的措施。
    2.2 缓冲区确定
    关键链法在项目管理领域的突破之处在于加入了缓冲区这一概念，但对于缓冲时间的设置问题，目前仍然没有更好的方法。目前为止，对缓冲时间的确定总共有三种方法，概率与数理统计、模糊概论和邓聚龙提出的灰色理论。其中概论与数理统计方法要求活动的完成时间必须服从某种概率分布，然后项目的一次性特征性特征无法提供足够的历史数据来刻画这种时间分布。模糊理论研究对象的外延具有不确定性，项目活动却又时间的限制，即外延确定;灰色理论正是一种研究外延确定而内涵不确定的系统方法，但计算过程较为复杂，不利于实际应用。因此本文借用高德拉特对缓冲时间的最原始估计方法，即50%分法确立缓冲时间。
    首先估计每道工序的完成时间，然后对每道工序的时间按照50%的概率进行重新估计，找出项目最长任务链，确立为关键链。将每道工序剩余的50%的时间放到关键链最后的缓冲区里考虑，来缩短工期。在关键链后设置的项目缓冲区在项目计划中是以工序的形式出现，只是不需要消耗任何资源，项目缓冲区的时间为每道工序剩余的50%的时间总和;在非关键链到关键链的输入点设置输入缓冲区，输入缓冲区以非关键链上节省时间总和的一半作为其大小[6]。
    2.3 项目进度控制模块
    基于关键链的进度管理，是将缓冲区作为监控项目进度的有效工具，缓冲区是进度计划与进度控制间的桥梁。用缓冲区来评价项目工序链的实施业绩，这个过程衡量和评价方法使得项目人员向完成目标努力。blog.mypm.net
    ①关键链管理实施准备，项目组织分层次管控项目进度。将项目团队分为三个层次进行管控，顶层为项目决策层，中层为项目控制层，底层为项目执行层。项目的正常执行和监控由项目执行层负责;当项目进度超过实际计划进入缓冲区后，超过缓冲区的某一个百分比，则项目控制层要介入管理，采取应急方案;当进度缓冲区中更高的百分比后，项目决策层进行项目干预，提供支持。
    ②缓冲区管理。基于关键链的进度管理是将缓冲区作为进度管理的工具，因此合理应用和控制缓冲区十分重要。本文将缓冲区分为30%，30%，40%三个风险区间，设置两个预警点，黄色预警点和红色预警点。当工序占用的缓冲区到达第一个黄色预警点，即消耗了30%的缓冲区时，项目控制层应予以重视并采取相应措施。当工序占用的缓冲区到达第二个红色预警点，即消耗了40%的缓冲区时，项目决策层应尽量调配系统资源，重点监控该工序，确保进度正常进行。
    ③激励机制。项目经理在项目开始之前设立激励机制，防止学生综合症的发生，确保项目有效实施。
    3 案例应用项目经理圈子
    某土建施工项目的子项目网络计划如图4所示。根据实际方案需求，确定B、C、F三项工作共用同一台资源设备进行施工，则依据关键链技术编制进度计划。
    3.1 确定关键工序
    本项目有4条路径：①A-B-E-G;②A-C-E-G;③A-C-F-G;④A-D-F-G。4条路径的持续时间总和分别是32、26、28、30天，其中最长的路径是A-B-E-G。根据关键路径的定义得到，关键路径是A-B-E-G，因此A、B、E、G这四道工序即为本项目关键工序。
    3.2 确定资源顺序，重新安排进度
    根据实际要求，B，C，F这3项工序共用一台设备。由上一步骤得知这3道工序中B工序是关键工序，为了保证工期首先安排B工序，再安排C，F工序。因此重新安排进度如图5所示，其中图中的虚箭线代表资源使用顺序。
    3.3 确定关键链项目管理者联盟文章
    分别是：A-B-E-G;A-B-C-E-G;A-B-C-F-G;A-C-E-G;A-C-F-G;A-D-F-G。其中最长的路径是A-B-C-F-G。因此，根据关键链的定义得到A-B-C-F-G即为关键链。
    3.4 设置缓冲区
    将工序时间缩减一半，并把关键链和非关键链上节省的时间按50%原则，计算缓冲时间，如图6所示。
    4 结论
    本文将关键链作为项目进度计划模块与项目进度控制模块联系的桥梁，通过对缓冲区的有效设置，确保了项目计划的有效性和可行性，避免了项目不确定性因素所带来的风险;同时利用预警机制，设置报警线并结合组织层次对缓冲区进行有效监控和管理，防止项目在实施过程中风险的发生。然而作为一种新的管理方法，仍然有很多地方是需要补充和完善的。本文的研究假设是基于高德拉特所提出的三种约束因素，即适用于项目执行者符合所述的三种约束因素的项目。如果抛开三种约束假设，对于缓冲区大小的设置和缓冲区如何有效监控仍需进一步研究。