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      敏捷項目管理方法在大型復(fù)雜創(chuàng)新物流系統(tǒng)仿真中的應(yīng)用

      2022-05-12 01:12:32李茂龍明武丁興袁召云銀珠玲
      物流技術(shù)與應(yīng)用 2022年4期
      關(guān)鍵詞:子系統(tǒng)項目管理建模

      文/李茂 龍明武 丁興 袁召云 銀珠玲

      一、背景與分析

      傳統(tǒng)物流仿真系統(tǒng)項目管理常用瀑布式項目管理方法,仿真軟件系統(tǒng)按照項目啟動、需求分析、詳細方案設(shè)計、系統(tǒng)配置與測試、數(shù)據(jù)準備及用戶培訓(xùn)、系統(tǒng)上線和驗收七個階段進行。在系統(tǒng)仿真項目的應(yīng)用當中,通常是在方案設(shè)計完成后,根據(jù)方案設(shè)計的流程與流量,對項目進行整體建模與編程,再根據(jù)仿真結(jié)果編制仿真報告,能夠逐級逐步完成系統(tǒng)仿真項目的任務(wù),項目管理方法較為成熟,項目組接受、認可、理解度較高,但是存在返工成本較大、變更較為復(fù)雜的情況。

      本項目應(yīng)用敏捷項目管理方法,首先對系統(tǒng)仿真過程當中的業(yè)務(wù)和環(huán)節(jié)進行分析,并找出對項目進度、項目質(zhì)量有較大影響的環(huán)節(jié)或階段。針對這些環(huán)節(jié)或階段應(yīng)用敏捷式項目管理方法進行管理,使其能夠更好地應(yīng)對系統(tǒng)仿真中發(fā)生的變更和調(diào)整情況,更適應(yīng)系統(tǒng)仿真的業(yè)務(wù)過程管理要求。系統(tǒng)仿真通過快速得出各個設(shè)備或子系統(tǒng)的結(jié)果,驗證方案的可行性,根據(jù)仿真結(jié)果進行方案調(diào)整實現(xiàn)方案的優(yōu)化,再對優(yōu)化方案進行重新仿真不斷迭代,直到方案設(shè)計沒有瓶頸,完全滿足設(shè)計需求。

      由此可以看出,二者最顯著的區(qū)別是:瀑布式項目管理方法在項目的管理中體現(xiàn)出較好的邏輯性,項目管理方法清晰,適用于模式穩(wěn)定,交付物清晰的項目。敏捷式項目管理則實現(xiàn)了快速多次交付,通過盡早獲得反饋,提前應(yīng)對需求變更風險,在大型復(fù)雜創(chuàng)新物流系統(tǒng)仿真中效果較為明顯。

      二、復(fù)雜創(chuàng)新物流系統(tǒng)仿真項目管理階段設(shè)計與應(yīng)用

      以某酒業(yè)系統(tǒng)集成項目為例,業(yè)主明確要求以系統(tǒng)仿真結(jié)果作為驗收標準,通過展示設(shè)備運行情況、故障工況等仿真過程,對方案設(shè)計進行說明,將根據(jù)項目系統(tǒng)仿真的內(nèi)容和結(jié)果進行系統(tǒng)集成解決方案的選擇,系統(tǒng)仿真的質(zhì)量對該項目成敗具有較大的影響作用。

      在大型復(fù)雜創(chuàng)新項目的物流系統(tǒng)仿真過程中,若采用傳統(tǒng)項目管理方法對該項目進行管理,首先需要確定項目范圍、系統(tǒng)參數(shù)、仿真要求等,按照格式化的仿真輸入,根據(jù)設(shè)備類型進行建模和編程,最后輸出仿真報告,得出方案系統(tǒng)仿真能力。項目實施也是按照傳統(tǒng)項目管理方法、階段進行推進。

      不過,在大型復(fù)雜的系統(tǒng)仿真項目中,項目在初始階段很難提供清晰的項目需求、項目目標。項目內(nèi)的設(shè)備選型、業(yè)務(wù)流程等方面均具有不確定性,在實施過程中就會產(chǎn)生較多的變更。而方案的頻繁變更會造成重復(fù)返工,建模過程也將會消耗更多時間,產(chǎn)生較大沉淀成本。同時,模型的質(zhì)量也直接影響編程進度,邏輯清晰、編碼連續(xù)的模型關(guān)鍵節(jié)點設(shè)置,能夠為高質(zhì)量代碼提供基礎(chǔ)。特別是在復(fù)雜系統(tǒng)仿真的過程當中,客戶本身對項目有較高期望,對項目關(guān)注度較高的部分,通常會要求優(yōu)先進行論證,再根據(jù)結(jié)果進一步優(yōu)化或變更方案達到客戶的要求,項目實施效果如圖1所示。

      圖1 項目系統(tǒng)仿真全景圖

      傳統(tǒng)項目管理方法在建模完成的基礎(chǔ)上,雖然也能優(yōu)先對某部分方案進行仿真,但是若要再對方案進行策略優(yōu)化和設(shè)備變更時,原有模型將無法應(yīng)對改變,需要根據(jù)要求重新建模,這對于進度節(jié)點要求嚴格的項目而言,會使項目進度的風險增大,項目成功率也會隨之降低。若采用敏捷管理方法,靈活地應(yīng)對變更,將頻繁變更納入到管理當中,則會有更積極的效果產(chǎn)生。

      1.項目WBS任務(wù)分解

      在此項目的系統(tǒng)仿真論證過程當中,相較于原始方案,涉及設(shè)備布局更改、策略變動、設(shè)備臺數(shù)增加等較大設(shè)計變更的區(qū)域,約占原方案的30%。流程優(yōu)化、流量變動、設(shè)備選型等更改調(diào)整數(shù)次。通常完成一項較大內(nèi)容的變更,需要在原始方案的基礎(chǔ)上多花費約30%的時間,由于瀑布式項目管理方法在前序工作沒完成的情況下,無法對后續(xù)工作進行并行變更,系統(tǒng)仿真僅完成建模階段的變更就需要多花費至少60%的時間,在啟動到交付時間緊張的情況下,顯然存在較大進度風險,項目失敗率較高。

      針對該項目時間緊、任務(wù)難、配合部門多、需求模糊、交付物模糊的情況進行分析后,最終決定采用敏捷式的項目管理方法,首先將復(fù)雜的項目進行分解,按照需求優(yōu)先級,形成眾多的小模塊,然后進行快速交付,以此加速仿真系統(tǒng)分析的實現(xiàn),并為下一次迭代獲取足夠的反饋。

      先對項目進行WBS分解,將客戶關(guān)注的需要優(yōu)先論證的部分,進行優(yōu)先仿真,在建模及編程時就預(yù)留接口,主動積極地應(yīng)對變更。與傳統(tǒng)建模按照設(shè)備類型統(tǒng)一建模不同的是,敏捷式項目管理方法的思想是按照圖2結(jié)構(gòu)進行WBS分解出來的子系統(tǒng)活動包進行獨立建模,例如各子系統(tǒng)內(nèi)輸送設(shè)備不再建成傳統(tǒng)的大面積的通用輸送模型,不再“牽一發(fā)而動全身”,而是子系統(tǒng)內(nèi)的輸送子模型。各子系統(tǒng)內(nèi)的修改、變更,將不會影響到其他子系統(tǒng)的功能實現(xiàn)。各子系統(tǒng)之間,既獨立,又有聯(lián)系,既能夠獨立測試,又有接口,能夠讓物料在各子系統(tǒng)之間順利運行。

      圖2 傳統(tǒng)項目管理WBS分解

      從WBS分解圖3中可以看出,雖然敏捷項目管理需要更進一步地對首層活動包進行分解,但是在實際項目當中不會增加項目模型的數(shù)量和建模難度,僅需對設(shè)備模型名稱和該設(shè)備所處系統(tǒng)的劃分進行,命名劃分管理,就能夠靈活應(yīng)對需求的變化;減少完成變更所需要的時間,保障項目順利進行。在投標節(jié)點確定,進度要求嚴格的情況下,應(yīng)用敏捷管理方法能夠更好地利用時間,能夠?qū)⒆酉到y(tǒng)進行并行作業(yè),假設(shè)子系統(tǒng)1在仿真過程中存在需求變更或者優(yōu)化變更等問題時,在解決方案確定前,可以對其他子系統(tǒng)進行建模與編程,即使子系統(tǒng)1的變更會對其他子系統(tǒng)產(chǎn)生影響,也能將影響控制在一定范圍內(nèi)。相較于傳統(tǒng)管理方法完全重建的情況,敏捷管理方法基本不會對子系統(tǒng)外的模型產(chǎn)生影響,減少了重復(fù)返工的發(fā)生,提高了建模效率,能夠?qū)ψ兏枨筮M行快速響應(yīng)。

      圖3 敏捷項目管理WBS分解

      在應(yīng)對該項目的變更中,敏捷管理方法發(fā)揮了較大作用。在系統(tǒng)仿真項目當中,產(chǎn)生設(shè)備位置部署或設(shè)備數(shù)量變化等重大變更時,對建模工作產(chǎn)生的影響最大,當重大變更需求產(chǎn)生時,暫停該子系統(tǒng)的建模及編程,預(yù)留相應(yīng)位置。同時可以處理優(yōu)化其他子系統(tǒng),該重大變更不會對其他子系統(tǒng)建模產(chǎn)生嚴重阻礙,不會對其他子系統(tǒng)造成進度影響。當重大變更需求完成時,可以將變更完成后的子系統(tǒng)接入系統(tǒng)仿真模型中測試。在項目的實施過程中,利用該方法能夠產(chǎn)生更多并行的流程,減少項目實施關(guān)鍵路徑的時長。通過不斷對方案進行迭代,最終僅用原計劃建模階段70%的時間就完成了所有的模型和流程變更,縮短了仿真建模的時間,為系統(tǒng)仿真項目其他流程的迭代爭取了時間,間接提升了系統(tǒng)仿真項目的工程質(zhì)量。

      2.項目關(guān)鍵路徑節(jié)點流程

      在該系統(tǒng)仿真項目當中,有效的WBS分解如圖4所示,使得模型的建立不再依賴完整的設(shè)計方案和詳細的輸入信息,與瀑布式系統(tǒng)仿真項目管理流程相比,項目進度不再完全受制于上游設(shè)計環(huán)節(jié),能夠產(chǎn)生更多并行路徑,同時依托敏捷管理思想,在模型的建立過程中主動預(yù)留變更,使得應(yīng)對變更更加從容,不再出現(xiàn)多次無效返工的現(xiàn)象。各子系統(tǒng)在迭代完成后,再集成進行系統(tǒng)仿真,最終得出完整的系統(tǒng)仿真結(jié)果,若依舊沒有達到設(shè)計需求,則繼續(xù)對系統(tǒng)集成仿真進行迭代。在迭代中不斷迭代,不斷完善項目內(nèi)容。在模型編程當中也應(yīng)用極限編程的思想,快速地迭代系統(tǒng)仿真,快速地展示仿真結(jié)果積極響應(yīng)。這些措施都大大縮短了系統(tǒng)仿真建模時間,節(jié)約了項目成本。

      圖4 敏捷式系統(tǒng)仿真迭代流程

      按傳統(tǒng)項目管理流程如圖5方法估算,通常僅完成設(shè)計階段的系統(tǒng)建模需要占用30%的工作量,而開發(fā)階段的系統(tǒng)仿真編程通常需要占用40%工作量。而利用敏捷項目管理思想,是在系統(tǒng)仿真初設(shè)階段和迭代循環(huán)階段就節(jié)約了較多時間。最終該系統(tǒng)仿真項目周期比原計劃周期提前10%完成所有階段的迭代,實現(xiàn)了所有交付物的按時交付。在該項目中,敏捷項目管理方法可快速推進項目進度,提高項目質(zhì)量,縮短項目周期,產(chǎn)生了較大的經(jīng)濟效益。

      圖5 瀑布式系統(tǒng)仿真項目管理流程

      為科學(xué)有效地對復(fù)雜項目進行管理,在對比不同的項目管理方法后,根據(jù)項目特點選擇采用敏捷式項目管理方法對該項目進行管理,以達到縮短工期、提高項目質(zhì)量、節(jié)約資源產(chǎn)生最大化效益的目的。

      根據(jù)項目需求為應(yīng)對復(fù)雜項目業(yè)務(wù)特點,以快速交付、積極應(yīng)對變更為出發(fā)點,將系統(tǒng)仿真項目管理階段設(shè)計為:立項階段、啟動階段,系統(tǒng)仿真初設(shè)階段、迭代循環(huán)階段、交付收尾階段。所有階段的設(shè)置,均以滿足敏捷項目管理方法要求為基準劃分,所有階段均能對變更作出積極響應(yīng)。

      (1)立項階段:按照客戶系統(tǒng)仿真項目需求,初步確認系統(tǒng)仿真范圍,初步評估設(shè)計方案系統(tǒng)能力、技術(shù)風險,組建項目團隊,采取迭代方式逐步推進,確定項目里程碑。

      (2)啟動階段:與客戶進行有效詳細地溝通,該階段需要確認系統(tǒng)仿真范圍、詳細設(shè)計流程、設(shè)計流量、詳細的設(shè)備調(diào)度策略,以及最終交付報告當中所需要包含和體現(xiàn)的內(nèi)容,確認并記錄仿真輸入;確定仿真輸出的內(nèi)容和形式;確認項目干系人,與相關(guān)干系人確認循環(huán)發(fā)布內(nèi)容和階段,用以保證項目組內(nèi)上下游專業(yè)的時間進度需求,保證項目整體質(zhì)量,減少項目階段返工,節(jié)約項目成本。

      (3)系統(tǒng)仿真初設(shè)階段:在明確系統(tǒng)仿真范圍的基礎(chǔ)上,首先對仿真項目進行WBS分解,將復(fù)雜的系統(tǒng)分解為幾個基本可以獨立運行且互不影響的子系統(tǒng),WBS第一層分解的子系統(tǒng)活動包需要做到建模、調(diào)試均能夠獨立修改,滿足敏捷開發(fā)的要求。在WBS第一層分解完以后,再根據(jù)各自子系統(tǒng)內(nèi)包含的業(yè)務(wù)流程,分解第二層活動包。最后根據(jù)以往的項目經(jīng)驗,對于常規(guī)設(shè)備先進性能力做風險評估,對風險較高的設(shè)備先進性能力計算。對于復(fù)雜輸送設(shè)備先進行流程、流量的梳理,滿足設(shè)計方案和策略后再建模。評估與梳理完成后,若方案存在設(shè)備瓶頸或能力風險較大,需及時與客戶進行詳細溝通,提出處理方案,進行方案變更及WBS活動包變更的準備。系統(tǒng)仿真項目在有限的時間內(nèi),項目范圍和項目質(zhì)量就會存在沖突,系統(tǒng)仿真的設(shè)備、流程數(shù)量和系統(tǒng)仿真的策略還原精細度,需要做出妥協(xié)提出重點部分和詳細要求,該階段需要對方案可行性和系統(tǒng)仿真詳細要求作出結(jié)論。

      (4)迭代循環(huán)階段:根據(jù)敏捷開發(fā)的要求,總體設(shè)計方案在WBS分解和初步驗證后,會存在可行與不可行的活動包,對于不可行的活動包及時溝通及預(yù)留模型位置、程序接口。需要對可行的活動包進行建模,由于總體方案在設(shè)計過程中受到不可行活動包變更的影響,已經(jīng)通過了初步可行性驗證的獨立活動包,依舊可能存在變更的情況,這就要求對于復(fù)雜的子系統(tǒng)(例如AGV、復(fù)雜輸送線)即使通過了可行性研究,也需要評估變更風險,在建模時進行變更預(yù)留。比如AGV系統(tǒng)在建模規(guī)劃時多設(shè)計充電及休息點以應(yīng)對臺數(shù)的增加,合理地設(shè)計站臺名稱和命名規(guī)則,滿足設(shè)備變更及方便程序變更。除了設(shè)備空間預(yù)留外,同時要對軟件策略變更接口進行預(yù)留,在模型及程序中需要更靈活處理,預(yù)留的點和路徑也不能影響原始方案下設(shè)備的運行。由于重置路徑、重置各項屬性,會造成大量返工、浪費較多時間,而提前預(yù)留路徑及接口則能夠快速完成變更,減少很多重復(fù)工作量。在復(fù)雜系統(tǒng)建模的過程中,需要按迭代階段完成文檔的變更,并且留下修改依據(jù)防止項目實施過程中頻繁變更產(chǎn)生的質(zhì)量出錯。在復(fù)雜系統(tǒng)仿真的迭代過程中,客戶往往希望先做出他們關(guān)注的部分。這就要求在迭代過程中確定迭代內(nèi)容、迭代節(jié)點優(yōu)先級等內(nèi)容及時迭代變更。在不斷的迭代當中,完善各子系統(tǒng)的功能仿真與測試,最終需要將所有子系統(tǒng)集成到方案系統(tǒng)仿真當中,將各子系統(tǒng)串聯(lián)起來形成一個完整的仿真系統(tǒng)。在形成完整的系統(tǒng)仿真體系后,對系統(tǒng)流程、流量進行觀察和分析,對有瓶頸和不合理的流程與客戶一起進行系統(tǒng)優(yōu)化;對各子系統(tǒng)的設(shè)備能力數(shù)值整理成輸出成果,高頻交付,優(yōu)先快速響應(yīng)客戶對系統(tǒng)仿真的需求;對滿足設(shè)計需求的迭代成果進行存檔;對沒有滿足需求的設(shè)備或策略進行重復(fù)迭代,并且記錄每一次仿真的結(jié)果用以相互對比,直至滿足設(shè)計需求。

      (5)交付收尾階段:交付階段應(yīng)干系人要求進行統(tǒng)籌交付,對交付順序要求有明顯沖突無法協(xié)商解決的,及時找團隊組長或負責人進行安排,順利完成交付物的交接。各專業(yè)組對交付物進行檢查,確認是否滿足項目要求,交付過程中注意各交付物的質(zhì)量,避免最后時段的返工。

      三、敏捷項目管理實施效果

      在該酒業(yè)的系統(tǒng)仿真項目全生命周期中,采用了敏捷項目管理方法的思想,所有階段的設(shè)立都為主動積極應(yīng)對變更服務(wù)。項目在實施過程中,對各階段出現(xiàn)的變更也能很好應(yīng)對,特別是在系統(tǒng)建模仿真和最終交付環(huán)節(jié),敏捷項目管理方法發(fā)揮了巨大作用,最終該項目在評標環(huán)節(jié)以第一名的成績,中標該酒業(yè)項目,取得近3億元的合同,項目達到預(yù)期目標,不僅按質(zhì)按量完成系統(tǒng)仿真任務(wù),并且取得較大的成功。

      利用如圖6所示的傳統(tǒng)項目管理方法,按每2日的工作量為一個單位工作量進行劃分,則明顯看出實施過程中階段步驟嚴格按照順序進行,需要52人/天的資源完成任務(wù)。產(chǎn)生變更時,需要對項目內(nèi)容依次變更,每個階段步驟需要順序執(zhí)行,變更時需要對后續(xù)所有階段步驟進行變更,產(chǎn)生大量的重復(fù)工作,靈活度不高,不利于項目做出快速響應(yīng)。

      圖6 傳統(tǒng)項目管理方法甘特圖

      利用敏捷項目管理方法進行管理,并根據(jù)項目實際進度編寫甘特圖,如圖7所示,則明顯看出實施過程中階段步驟按照迭代要求進行,該項目利用40人/天完成任務(wù),特別是在子系統(tǒng)階段步驟中,各子系統(tǒng)可獨立迭代,變更過程互不影響,可根據(jù)客戶對不同子系統(tǒng)的關(guān)注度,以及各子系統(tǒng)內(nèi)的關(guān)鍵設(shè)計優(yōu)先驗證等項目需求,不再受到業(yè)務(wù)流程和傳統(tǒng)瀑布管理方法對先后順序的約束,能夠同步、交叉完成各子系統(tǒng)項目。同步迭代的過程,能夠加快項目進度縮短項目工期,減少前序步驟變更所導(dǎo)致的工作量增加,節(jié)約項目成本,相比傳統(tǒng)項目管理方法的瀑布模型,可節(jié)約至少30%的項目時間。

      圖7 敏捷項目管理方法甘特圖

      四、結(jié)束語

      項目管理的方法的改進與選取,應(yīng)結(jié)合項目實際,根據(jù)具體的項目特點進行選擇,同時在實施過程中也需要對項目管理方法進行持續(xù)改進,以達到有效服務(wù)項目的要求。特別是系統(tǒng)仿真項目確定以最終交付物為導(dǎo)向,圍繞交付物在進度和資源同時約束的條件下,采用科學(xué)方法完成項目實施,提高客戶參與度,引導(dǎo)客戶期望,減少客戶期望與最終產(chǎn)品的差異,從而還能提高客戶的滿意度。

      敏捷項目管理方法的引用,對系統(tǒng)仿真項目在整個項目生命周期中各階段的作用都具有較大體現(xiàn),能夠縮短項目進度、提高項目質(zhì)量、節(jié)約項目成本、增加客戶的滿意度,對改變和提升傳統(tǒng)系統(tǒng)仿真項目的管理模式具有重大參考價值,尤其是在大型復(fù)雜創(chuàng)新項目的物流系統(tǒng)仿真過程中發(fā)揮重要作用,可以適應(yīng)市場變化,打破技術(shù)邊界,關(guān)注項目價值,滿足不斷變化的項目要求。

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