關(guān)鍵鏈法在汽輪機(jī)通流改造項(xiàng)目進(jìn)度管理中的應(yīng)用

王力華

摘 要：為解決燃煤機(jī)組汽輪機(jī)通流改造項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中進(jìn)度拖期嚴(yán)重的問(wèn)題，采用關(guān)鍵鏈的方法系統(tǒng)的對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行優(yōu)化和分析，制定基于資源約束的項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃，并采用蒙特卡洛方法進(jìn)行大量的模擬仿真驗(yàn)證。結(jié)果表明，關(guān)鍵鏈方法應(yīng)用在此類項(xiàng)目中更有優(yōu)勢(shì)，可以有效的縮短工期，保證項(xiàng)目及時(shí)完工。

關(guān)鍵詞：關(guān)鍵鏈法;汽輪機(jī)

隨著社會(huì)對(duì)生態(tài)文明建設(shè)的要求越來(lái)越高，國(guó)家對(duì)燃煤發(fā)電機(jī)組的供電煤耗提出了更高的要求。汽輪機(jī)通流改造項(xiàng)目就是通過(guò)對(duì)燃煤機(jī)組汽輪機(jī)通流部分進(jìn)行重新設(shè)計(jì)、更換，升級(jí)改造為出力效率高、煤耗更低的機(jī)組，近年來(lái)發(fā)展十分迅速，未來(lái)一段時(shí)間也將保持平穩(wěn)的數(shù)量，但是在進(jìn)度管理過(guò)程中存在著一定的困難，用傳統(tǒng)的進(jìn)度管理方法已不能滿足項(xiàng)目建設(shè)要求，亟須改進(jìn)以適應(yīng)市場(chǎng)需求。

目前國(guó)內(nèi)關(guān)鍵鏈項(xiàng)目進(jìn)度管理研究主要圍繞幾個(gè)方面，首先是關(guān)鍵鏈的識(shí)別與確定，第二個(gè)方面是對(duì)緩沖區(qū)設(shè)置的研究，另外還有一些學(xué)者對(duì)多項(xiàng)目多資源配置條件下的關(guān)鍵鏈管理研究。關(guān)鍵鏈項(xiàng)目管理中的關(guān)鍵鏈不僅考慮項(xiàng)目活動(dòng)之間的相互關(guān)系，還考慮項(xiàng)目活動(dòng)的資源約束[1]。

關(guān)鍵鏈的方法起源于國(guó)外，在實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域也有一定的創(chuàng)新和實(shí)際應(yīng)用，但是對(duì)關(guān)鍵鏈的批評(píng)者也不是沒(méi)有，他們認(rèn)為在對(duì)資源平衡基于特別關(guān)注的前提下，CCPM技術(shù)要么與眾多類型的項(xiàng)目不配套，要么就是對(duì)已深入理解的進(jìn)度編制技術(shù)的簡(jiǎn)單再概念化[2]。雖然CCPM為項(xiàng)目進(jìn)度編制增加了規(guī)范性，但是在公司項(xiàng)目群中應(yīng)用這種技術(shù)的方法并不詳細(xì)。它似乎只在項(xiàng)目的基礎(chǔ)上獲得了收益，但在大型項(xiàng)目水平上的有用性并沒(méi)有得到證明[3]。

1 電站汽輪機(jī)通流改造項(xiàng)目進(jìn)度管理現(xiàn)狀分析

1.1 通流改造項(xiàng)目進(jìn)度管理現(xiàn)狀

一般來(lái)講，電站汽輪機(jī)通流改造項(xiàng)目的建設(shè)規(guī)模較大，建設(shè)周期較長(zhǎng)，一般需要13～16個(gè)月，且普遍存在著項(xiàng)目管理水平低以及缺乏科學(xué)管理手段的現(xiàn)象，容易造成項(xiàng)目進(jìn)度失控以及成本超支、資源浪費(fèi)嚴(yán)重的現(xiàn)象發(fā)生。

通流改造項(xiàng)目的進(jìn)度管理主要分為兩個(gè)部分：設(shè)備制造階段和施工階段。設(shè)備制造主要設(shè)備是汽輪機(jī)，由汽輪機(jī)制造廠負(fù)責(zé)，現(xiàn)場(chǎng)施工需進(jìn)行施工招標(biāo)后確定施工分包單位，在設(shè)備生產(chǎn)制造的同時(shí)進(jìn)行施工單位的招標(biāo)工作。設(shè)備制造階段又主要分為三個(gè)環(huán)節(jié)，部套設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、毛坯采購(gòu)環(huán)節(jié)以及加工制造環(huán)節(jié)。

在項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)施工階段，影響施工順利推進(jìn)的因素有很多，人力是否充足，工器具是否滿足，技術(shù)問(wèn)題能否及時(shí)解決，安全、健康、環(huán)境因素的考量，天氣的好壞等都是影響施工進(jìn)度的潛在因素。通流改造項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)施工工作與設(shè)備制造廠的部分設(shè)備的加工制造是交叉進(jìn)行的，常常因?yàn)榻徊孀鳂I(yè)的影響導(dǎo)致項(xiàng)目工期拖延。

1.2 電站汽輪機(jī)通流改造項(xiàng)目進(jìn)度管理問(wèn)題分析

根據(jù)以往項(xiàng)目的追溯分析，發(fā)現(xiàn)通流部分項(xiàng)目有80%的項(xiàng)目進(jìn)度有延期，進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，項(xiàng)目進(jìn)度延期的主要原因大致為項(xiàng)目管理方面、設(shè)備生產(chǎn)制造方面和施工階段幾個(gè)方面的問(wèn)題所致。

1）項(xiàng)目管理方面的問(wèn)題：缺乏科學(xué)的管理理念和優(yōu)秀的管理團(tuán)隊(duì)，工期安全因素考慮過(guò)多導(dǎo)致計(jì)劃工期過(guò)長(zhǎng)，溝通協(xié)調(diào)不夠和溝通協(xié)調(diào)效率較低導(dǎo)致工期時(shí)間增加。

2）設(shè)備生產(chǎn)制造階段的進(jìn)度問(wèn)題：由于汽輪機(jī)主要設(shè)備的加工精度要求高、工藝復(fù)雜，為保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量，所有關(guān)鍵部套如轉(zhuǎn)子、高中壓內(nèi)缸、靜葉持環(huán)等均在汽輪機(jī)車間加工，當(dāng)多項(xiàng)目同時(shí)開(kāi)工時(shí)就造成了機(jī)床設(shè)備、技術(shù)工人等資源的沖突，導(dǎo)致制造進(jìn)度無(wú)法與項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃匹配。

3）施工階段的進(jìn)度問(wèn)題：施工階段影響項(xiàng)目進(jìn)度的因素有幾點(diǎn)：設(shè)備交貨不及時(shí)，在關(guān)鍵工序開(kāi)展時(shí)設(shè)備未及時(shí)到貨，導(dǎo)致后續(xù)工序停滯延期;施工工序設(shè)計(jì)不合理，現(xiàn)場(chǎng)管理混亂，輔線工期超過(guò)主線工期;交叉作業(yè)的影響，使得人力以及設(shè)備的不滿足;施工單位人力不足，準(zhǔn)備不充分，技術(shù)力量不足等。

2 電站汽輪機(jī)通流改造項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃制定

通過(guò)上一節(jié)的分析可知，在多分包方、多路徑、多資源約束這種復(fù)雜項(xiàng)目環(huán)境下，有效的識(shí)別出項(xiàng)目進(jìn)度中的關(guān)鍵路徑是非常重要的。關(guān)鍵鏈法相對(duì)于關(guān)鍵路徑法的最大的區(qū)別就是更多的考慮資源的管理以及人為因素造成拖期的規(guī)避。

2.1 電站汽輪機(jī)通流改造項(xiàng)目分解

項(xiàng)目經(jīng)理依據(jù)以往項(xiàng)目的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，并考慮各種可能的不確定因素，給出項(xiàng)目各工序的歷時(shí)估計(jì)，該估計(jì)有較高的安全裕度。通過(guò)設(shè)置WBS控制節(jié)點(diǎn)，得出一個(gè)典型通流改造項(xiàng)目WBS分解及進(jìn)度計(jì)劃表。其中項(xiàng)目開(kāi)始時(shí)間為2018年3月1日。

圖1為制造階段甘特圖，標(biāo)紅色的工序?yàn)殛P(guān)鍵路徑，制造階段關(guān)鍵路徑計(jì)劃工期為116天。

施工階段主要分為施工單位的招標(biāo)環(huán)節(jié)和現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)節(jié)。圖2為施工階段甘特圖，圖中紅色任務(wù)為關(guān)鍵路徑，施工階段關(guān)鍵路徑計(jì)劃工期為117天。

從圖2和圖3可以得到，整個(gè)項(xiàng)目的關(guān)鍵路徑是制造階段工序4-8-12-16-17-18-19，施工階段工序20-21-22-23-25-26-27-30-32-33-34-35-36-37，項(xiàng)目的計(jì)劃總周期是233天。

2.2 對(duì)工序歷時(shí)的估計(jì)

關(guān)鍵路徑法中，團(tuán)隊(duì)成員出于穩(wěn)妥起見(jiàn)，項(xiàng)目活動(dòng)的歷時(shí)估計(jì)往往被人為的不成比例的延長(zhǎng)，預(yù)留了過(guò)多的安全時(shí)間。由于每項(xiàng)活動(dòng)的歷時(shí)估計(jì)并非均值估計(jì)，而是非對(duì)稱概率分布。為了適當(dāng)削減預(yù)留過(guò)多的安全時(shí)間，采用三點(diǎn)估計(jì)法。三點(diǎn)分別是：

To：活動(dòng)樂(lè)觀歷時(shí)，由于本項(xiàng)目部分工序的特殊性，不能過(guò)度壓縮工期，所以取原估計(jì)歷時(shí)的50%，這樣才有較高的置信度，原估計(jì)歷時(shí)為項(xiàng)目經(jīng)理依據(jù)過(guò)去項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)給出。

Tp：活動(dòng)悲觀歷時(shí)，取原估計(jì)歷時(shí)的90%。

Tm：活動(dòng)最可能歷時(shí)，參照往年類似項(xiàng)目活動(dòng)歷時(shí)，通過(guò)項(xiàng)目部多個(gè)項(xiàng)目專家進(jìn)行打分，得出工序的最可能歷時(shí)。

活動(dòng)的歷時(shí)公式

期望

（1）

標(biāo)準(zhǔn)差

（2）

基于以上公式，得出如表2所示的各個(gè)時(shí)間估計(jì)值，本文制定關(guān)鍵鏈進(jìn)度計(jì)劃時(shí)對(duì)歷時(shí)的估計(jì)主要針對(duì)施工階段。

2.3 基于關(guān)鍵鏈的項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃優(yōu)化及緩沖區(qū)的設(shè)置

關(guān)鍵鏈法以不確定的歷時(shí)估計(jì)和完成時(shí)間的形式聚合所有項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)[4]，理論上項(xiàng)目的整體風(fēng)險(xiǎn)由于聚合風(fēng)險(xiǎn)的引入而降低了。

文獻(xiàn)[5]中彈性系數(shù)法依據(jù)PERT的三點(diǎn)估計(jì)為基礎(chǔ)，依據(jù)各活動(dòng)相對(duì)延期可能性的大小，設(shè)置不同的彈性系數(shù)，根據(jù)彈性系數(shù)的不同，給予各活動(dòng)時(shí)間不等的緩沖。項(xiàng)目緩沖為關(guān)鍵鏈上的各活動(dòng)緩沖時(shí)間的和。具體實(shí)施步驟如下：

步序1：基于CMP方法，確定關(guān)鍵路徑，平衡資源后，確定關(guān)

鍵鏈。

步序2：基于PERT的三點(diǎn)估計(jì)法，考察Tm點(diǎn)與To、Tp兩點(diǎn)距離的遠(yuǎn)近，與To點(diǎn)越接近（與Tp點(diǎn)越遠(yuǎn)離），表明活動(dòng)延期的可能性越小，即彈性系數(shù)越小，表達(dá)式如下;反之與To點(diǎn)越遠(yuǎn)離（與Tp點(diǎn)越接近），表明活動(dòng)延期的可能性越大，即彈性系數(shù)越大。彈性系數(shù)用KB表示，公式如下：

（3）

步序3：將關(guān)鍵鏈上的各活動(dòng)的緩沖時(shí)間聚合為項(xiàng)目緩沖，表示如下：

（4）

P表示關(guān)鍵鏈上工序的標(biāo)號(hào)集合;PB表示關(guān)鍵鏈上工序的緩沖時(shí)間之和;PBn表示關(guān)鍵鏈上第n項(xiàng)工序的緩沖;KBn表示關(guān)鍵鏈上第n項(xiàng)工序的彈性系數(shù)。

將非關(guān)鍵鏈上的同為串聯(lián)工序的緩沖時(shí)間聚合為支路緩沖，表示如下：

（5）

F表示非關(guān)鍵鏈上各組串聯(lián)工序的標(biāo)號(hào)集合;FB表示非關(guān)鍵鏈上各組串聯(lián)工序的緩沖時(shí)間之和;表示非關(guān)鍵鏈上各組串聯(lián)工序里第n項(xiàng)工序的緩沖;表示非關(guān)鍵鏈上各組串聯(lián)工序里第n項(xiàng)工序的彈性系數(shù)。

本文采用彈性系數(shù)法，由公式3計(jì)算得出通流改造項(xiàng)目施工階段的彈性系數(shù)，由公式（4）計(jì)算得出施工階段的項(xiàng)目緩沖：

由公式（5）計(jì)算得出施工階段的各支路緩沖為：FB1=1天：低壓缸解體;FB2=7天：發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁機(jī)檢修;FB3=8天：汽門檢修;FB4=7天：低壓缸部分安裝。

將項(xiàng)目緩沖和匯入緩沖添加到項(xiàng)目各個(gè)工序中，得到了解除資源約束下的關(guān)鍵鏈項(xiàng)目進(jìn)度甘特圖，項(xiàng)目總工期為如圖3所示。

從圖3中可以看出，加入緩沖后關(guān)鍵鏈項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃總工期為229天，施工階段工期為97天。關(guān)鍵進(jìn)度計(jì)劃相比于傳統(tǒng)的關(guān)鍵路徑進(jìn)度計(jì)劃方式匯聚了項(xiàng)目的不確定，減少了安全時(shí)間的浪費(fèi)。

3 仿真計(jì)算與結(jié)果分析

運(yùn)用蒙特卡洛的方法對(duì)上一章節(jié)關(guān)鍵鏈分析的可靠性、穩(wěn)定性進(jìn)行仿真和驗(yàn)證，本章節(jié)僅對(duì)施工階段進(jìn)行仿真。

3.1 蒙特卡洛模擬

假設(shè)關(guān)鍵鏈上每一項(xiàng)單獨(dú)的活動(dòng)的歷時(shí)均相對(duì)獨(dú)立，且符合正態(tài)分布由于活動(dòng)的歷時(shí)是離散的，所以其概率以數(shù)值出現(xiàn)的頻度近似代替。本項(xiàng)目根據(jù)隨機(jī)變量的函數(shù)式，計(jì)算目標(biāo)值后，得到500組項(xiàng)目完成歷時(shí)。最大值為89天，最小值為72天。對(duì)完成歷時(shí)從小到大出現(xiàn)的次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，將得到的次數(shù)除以500，得到各個(gè)歷時(shí)的概，然后計(jì)算累積概率。

圖4 累積分布函數(shù)圖

如76天，在500組模擬中共出現(xiàn)32次，則其概率為32/500=0.064，表示如果76天完成項(xiàng)目，概率是6.4%。它的累積概率是將項(xiàng)目歷時(shí)不大于76天的各個(gè)歷時(shí)的概率相加，表示項(xiàng)目在76天內(nèi)（含76天）完成的概率，其值為14.6%。出現(xiàn)概率和累積概率分布函數(shù)的圖像如圖4所示。

由圖4可見(jiàn)，隨著項(xiàng)目歷時(shí)的增加，完成項(xiàng)目的概率也在增加，當(dāng)項(xiàng)目歷時(shí)85天，完成項(xiàng)目的概率已經(jīng)達(dá)到99%，當(dāng)項(xiàng)目歷時(shí)89天時(shí)，完成項(xiàng)目的概率可以達(dá)到100%。

3.2 結(jié)果分析

本項(xiàng)目在應(yīng)用關(guān)鍵鏈法之前，項(xiàng)目的計(jì)劃完成時(shí)間依賴于關(guān)鍵路徑上的歷時(shí)，施工階段的歷時(shí)為關(guān)鍵路徑上的活動(dòng)歷時(shí)的總和，為117天，應(yīng)用關(guān)鍵鏈法加入緩沖后施工階段的工期為97天。根據(jù)項(xiàng)目歷時(shí)的累計(jì)概率運(yùn)用蒙特卡洛模擬得出整個(gè)項(xiàng)目在歷時(shí)89天時(shí)完成概率達(dá)到了100%，比關(guān)鍵路徑法縮減28天，工期壓縮23.9%，比加入緩沖后的關(guān)鍵鏈計(jì)劃縮減了8天。

4 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)關(guān)鍵鏈進(jìn)度管理方法與汽輪機(jī)通流改造類項(xiàng)目的特點(diǎn)高度結(jié)合運(yùn)用，實(shí)證研究了關(guān)鍵鏈理論在解決汽輪機(jī)通流改造項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中的進(jìn)度矛盾，提升了工作效率，減少了項(xiàng)目工期，降低了人力成本。

從筆者多年工作的實(shí)際出發(fā)，項(xiàng)目進(jìn)度管理的方法應(yīng)更多的著眼于整個(gè)系統(tǒng)的可控、穩(wěn)定以及管理的有效性，切實(shí)有效的管理方法應(yīng)通過(guò)逐步的摸索、實(shí)踐逐步推廣到項(xiàng)目管理過(guò)程中，要全員參與，整體提升管理意識(shí)。理論的研究與實(shí)際的應(yīng)用應(yīng)該互相推動(dòng)、互相促進(jìn)，才能夠讓我們的管理水平逐步提升，使得好的管理方法為我們的企業(yè)管理服務(wù)。

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