關(guān)鍵鏈項(xiàng)目管理中的緩沖管理新方法

1、關(guān)鍵鏈項(xiàng)目管理中的緩沖管理新方法李洪慶 陸力陳光宇電子科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院成都(610054)E-mail : fslihongqing2004 摘要：約束理論在項(xiàng)目管理中的運(yùn)用被稱為關(guān)鍵鏈項(xiàng)目管理，它強(qiáng)調(diào)以系統(tǒng)的觀點(diǎn)來進(jìn)行項(xiàng)目管理，不同于以往的是關(guān)鍵鏈成為了項(xiàng)目管理的重點(diǎn)。它通過對緩沖區(qū)的管理來減少延誤，提高項(xiàng)目的執(zhí)行效率，從而解決傳統(tǒng)項(xiàng)目管理方法所不能解決的問題。文中詳細(xì)介紹了關(guān)鍵鏈項(xiàng)目管理緩沖區(qū)的常用計(jì)算方法，對緩沖區(qū)計(jì)算方法進(jìn)行了改進(jìn)并且提出了新的管理方法。經(jīng)驗(yàn)證新方法是有效的緩沖區(qū)計(jì)算方法。 關(guān)鍵詞：項(xiàng)目管理關(guān)鍵鏈約束理論緩沖區(qū)1. 引言約束理論(Theory of Constra

2、ints，簡稱 TOC)的創(chuàng)始人高德拉特(Eliyahu M. Goldratt ) 博士在1997年出版了一本管理小說關(guān)鍵鏈( Critical Chain ) >>,將TOC理論引入項(xiàng)目管理 領(lǐng)域，形成了關(guān)鍵鏈項(xiàng)目管理(Critical Chain Project Management，簡稱CCPM )，它強(qiáng)調(diào)以系統(tǒng)的觀點(diǎn)來進(jìn)行項(xiàng)目管理。關(guān)鍵鏈項(xiàng)目管理的基本思想是根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理和組織行為學(xué)理論,它以為在學(xué)生綜合癥、帕金森定律等人的行為因素的影響下，導(dǎo)致原本時間足夠的項(xiàng)目 脫期完工、項(xiàng)目成本超支或者犧牲項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)模和內(nèi)容。為了解決這一問題，關(guān)鍵鏈項(xiàng)目管理方法提出了以50%的概率估

3、計(jì)工期，將單個工序的不確定因素統(tǒng)一放在項(xiàng)目的緩沖區(qū)考 慮1。將關(guān)鍵鏈作為項(xiàng)目管理的重點(diǎn)，通過對緩沖區(qū)的管理來減少延誤，提高項(xiàng)目的執(zhí)行效率，從而解決傳統(tǒng)項(xiàng)目管理方法所不能解決的問題。CCPM在一些歐美發(fā)達(dá)國家已有非常的成功應(yīng)用：以色列的政府明文規(guī)定，想接國防研發(fā)合約或訂單的企業(yè)，必須受過關(guān)鍵鏈的正式訓(xùn)練，否則沒有資格競逐；一些著名的軟件公司已經(jīng)開始將關(guān)鍵鏈管理方法嵌入到其項(xiàng)目管理 軟件中，例如PS8。國際上已有不少組織和學(xué)者對CCPM進(jìn)行研究，高德拉特學(xué)會、PMI和IPMA就是其中的幾個較有影響的組織。Lawrance P.Leach 在Critical Chain Project Manage

4、ment一書中對TOC、CCPM進(jìn)行了詳細(xì)的闡述2。Taylor提出了一種用蒙特卡羅模擬技術(shù)確定項(xiàng)目緩沖區(qū) 大小的方法，并認(rèn)為自由時差可充當(dāng)輸送緩沖區(qū)的角色3 4。在我國，有少數(shù)學(xué)者在研究ccpm5 6。蔡晨和萬偉提出了一種基于三點(diǎn)估計(jì)的關(guān)鍵鏈管理方法7 8；劉士新等對關(guān)鍵鏈項(xiàng)目管理理論進(jìn)行了系統(tǒng)的介紹9 10 11;單汨源提出利用三點(diǎn)時間估計(jì)中的最可能時間確定關(guān)鍵鏈，并通過位置權(quán)數(shù)濟(jì)日彈性系數(shù)咪估算時間緩沖量的新方法和一種新的緩沖突破 與行動決策機(jī)制。本文在總結(jié)前人的基礎(chǔ)上，提出一種新的緩沖管理方法12。2. 設(shè)置緩沖區(qū)的原理和目的緩沖區(qū)的設(shè)置就好像買保險，如果沒有保險公司，我們每個人都得準(zhǔn)

5、備一些錢來應(yīng)對各而沒種意外情況的發(fā)生。不一定每個人都遇到意外情況但是遇到意外情況的人錢是不夠的；有遇到意外情況的人會把這部分錢花掉。類似地，對于項(xiàng)目這種一次性的活動來說這就是浪費(fèi)。有了保險公司，我們只需要每個人拿出很少的錢，我們都能得到更大的保護(hù)。根據(jù)這種原理，我們可以把項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)中的每個活動看成是保險對象；各活動的時差 一一最晚開始（結(jié)束）時間與最早開始（結(jié)束）時間之間的差值，我們可以看成是保險費(fèi)；把緩沖區(qū)看作保險 公司。我們從每個活動里抽出較少的安全時間加到緩沖區(qū)里，整個項(xiàng)目就得到了一個有效的保護(hù)。通過設(shè)置項(xiàng)目緩沖區(qū)和匯入緩沖區(qū)可以達(dá)到以下目的：工作鏈C11S12S23S3L工作鏈C2123

6、S1S2S3L工作鏈C3123S.AL圖1縮短安全時間示意圖Figi Shorten the time of safety1. 縮短安全時間如上圖1中的工作鏈C1 , 一系列活動組成一條工作鏈，假設(shè)鏈長為L,每個活動的執(zhí)行時間估計(jì)都包含一定的安全時間，假設(shè)工作鏈C1上所有活動在L這么長的時間內(nèi)完成的概率是P。其中矩形1、2、3的長度代表活動的執(zhí)行時間估計(jì)，S1、S2、S3分別表示活動1、2、3的安全時間，S為緩沖區(qū)長度。如果把每個活動的安全時間都分離出來，全部置于工作鏈之 后，形成 聚合的”安全時間，這個 聚合的”安全時間等于工作鏈上每個活動的安全時間的總 和，如圖中的工作鏈 C2。但由風(fēng)險聚

7、合（Aggregation of Risk ）原理知，工作鏈 C2上所有工作 在L這么長的時間內(nèi)完成的概率將大于P,此時可以用更少的安全時間達(dá)到相同的保護(hù)效果，上圖中工作鏈C1與工作鏈C3的效果一樣。2. 提高了項(xiàng)目按期完工的概率圖2匯入點(diǎn)完工概率的計(jì)算Fig2 Completion probability calculation of the import point如圖2所示，工作A、B、C都匯入工作D,假設(shè)工作A、B、C按時完成的概率均為70%, 那么，工作D能按時開始的概率為：0.73=0.343 ;如果將工作A和工作B按時完成的概率提高， 那么，工作D按時開始的概率將大大提高。如果認(rèn)

8、為工作A是非關(guān)鍵鏈I,工作 B是非關(guān)鍵鏈口，工作C和工作D構(gòu)成一條關(guān)鍵鏈，在非關(guān)鍵鏈I和非關(guān)鍵鏈H之后都設(shè)置輸入緩沖區(qū) fb,也就是使非關(guān)鍵鏈I和非關(guān)鍵鏈n以較早的時間開始，從而提高非關(guān)鍵鏈I和非關(guān)鍵鏈口按時完成的概率，那么就能減少非關(guān)鍵鏈I和非關(guān)鍵鏈n對關(guān)鍵鏈上工作D的干擾,從而達(dá)到提高整個項(xiàng)目完工概率的目的。3. 確定緩沖大小的常用方法下面列舉了三種常用的緩沖大小計(jì)算方法，式中符號的含義如下：Tb 緩沖大??；i 緩沖前鏈路上的任務(wù)；t9。 活動持續(xù)時間90%置信度估計(jì);活動持續(xù)時間的50%置信度估計(jì)；I非關(guān)鍵鏈。90%估計(jì)與50%估計(jì)的差異之和的一半，即:1 i t 90 %50%估計(jì)的一

9、半，即：Lt t i i t 50 % 2 icc關(guān)鍵鏈；t50%Tb方法2®:路徑上活動持續(xù)時間的Tb(2)i的執(zhí)=Si 一 ai ,則(3)方法113:路徑上活動持續(xù)時間的方法3：首先用兩種方法估計(jì)各項(xiàng)工作的執(zhí)行時間，記采用傳統(tǒng)方法估計(jì)工作行時間是Si,采用CCPM方法估計(jì)的工作i的執(zhí)行時間是ai,兩者之差為 少 緩沖區(qū)的大小為：Tb對于這三種方法，當(dāng)i者cc時，PB =Tb ；當(dāng)I時，F(xiàn)Bi =Tb o4. 緩沖區(qū)設(shè)置的新方法前文提到的三種方法操作簡單，方便易行，但對所有的工序都進(jìn)行相同的處理，沒有考慮工序的實(shí)際情況和特點(diǎn)， 缺乏合理的推斷，過于簡單草率。本文結(jié)合專家評分法提出

10、基于 經(jīng)驗(yàn)的緩沖區(qū)設(shè)置方法。首先根據(jù)專家的預(yù)測估計(jì)計(jì)算風(fēng)險指數(shù)；然后對各工作的緩沖需求量進(jìn)行等級劃分，不同的等級對應(yīng)不同的緩沖需求量與安全時間的比值Dij ；最后將各工作的安全時間乘以該工作所在等級的 Dij得到各工作的緩沖需求量 Tj，項(xiàng)目緩沖的大小等 于關(guān)鍵鏈上所有工作的緩沖需求量之和，非關(guān)鍵鏈的輸入緩沖等于該鏈上所有工作的緩沖需求量之和。實(shí)施流程如下：1. 首先聘請經(jīng)驗(yàn)豐富的專家專家可預(yù)測各活動發(fā)生資源短缺的概率，記為Pij。其中：i 各工作鏈的序號；j各工作鏈上活動的工序號。SE”2. 令各工序?qū)φ麄€項(xiàng)目的重要程度為ij，可以米取的有效措施的成本代價為Eij。組織專家分別對其打分，得出

11、風(fēng)險指數(shù)：Rj = Sij x Pij x Ej 該方法就是Goldratt法，又叫“剪切一一粘貼法”是 Goldratt在關(guān)鍵鏈中提出的算法，許多學(xué)者認(rèn)為該方法由于是一種線性方法而過于保守，往往會導(dǎo)致緩沖區(qū)過大或過小使方案缺乏競爭力而錯失商機(jī)。 根方差法，該方法由Luncent科技公司最早提出，優(yōu)點(diǎn)是項(xiàng)目管理者不必隨意削減單個項(xiàng)目工作的預(yù)估時間，從某種程度上避免管理者與執(zhí)行者之間的矛盾，而且可以避免時間緩沖量過短或過長的現(xiàn)象發(fā)生。3. 根據(jù)Rij的值劃分緩沖需求量的等級：將Rij按從大到小進(jìn)行排序，再根據(jù)表 1劃分等級，其中：Dij 緩沖需求量與安全時間°ij的比值。表1緩沖需求量

12、的等級表Tab.1 Buffer demand levels等級符號占總活動數(shù)的比例D1 高風(fēng)險A10%80%2一般風(fēng)險E20%60%3 低風(fēng)險I30%40%4一可忽略風(fēng)險O40%20%4. 計(jì)算緩沖區(qū)的大小。各工作的緩沖需求量：ij ij ij（5）5. 判斷是否屬于關(guān)鍵鏈14。PB=£ Tj , i*c如果屬于關(guān)鍵鏈，關(guān)鍵鏈上項(xiàng)目緩沖區(qū)的大小為：j皂（6）（cc為關(guān)鍵鏈，j是關(guān)鍵鏈上的工序號，n是關(guān)鍵鏈上工作的總數(shù)）；如果屬于非關(guān)鍵鏈， 轉(zhuǎn)入第6步。6. 計(jì)算自由時差。由于我們?nèi)』顒映掷m(xù)時間的50%時間估計(jì)作為關(guān)鍵鏈的執(zhí)行時間，如果直接插入緩沖區(qū)，就有可能使活動之間不能滿足關(guān)系約

13、束或者使關(guān)鍵鏈出現(xiàn)間隙。所謂的關(guān)鍵鏈出現(xiàn)間隙”是指關(guān)鍵鏈上的工作不是連續(xù)執(zhí)行的。為了避免關(guān)鍵鏈出現(xiàn)間隙，我們還要計(jì)算各非關(guān)鍵鏈的自由時差（Free Slack）自由時差FSij =最晚開始時間LSij-最早開始時間ESij=最晚完成時間LFij-最早完成時間EFij第i條非關(guān)鍵鏈的自由時差（ FSIi ）等于該非關(guān)鍵鏈上各工序自由時差的最小值即：FSIi =min FSj7. 確定輸入緩沖的大小。第i條非關(guān)鍵鏈的輸入緩沖區(qū)的大小為：FBi = £ L ,i 在 I j； （I為非關(guān)鍵鏈的集合，n等于第i條非關(guān)鍵鏈上工作的總數(shù)）最后選取FSIi , FBi中較小的值作為輸入緩沖需求量。

14、則此時輸入緩沖區(qū)的大小為：FB=min（FSIi , FBJ以上流程如圖3所示。一一一 D；, 一 ,本方法可根據(jù)實(shí)際情況和經(jīng)驗(yàn)調(diào)整各等級的活動數(shù)占總活動數(shù)的比例，Dij的值也可根據(jù)項(xiàng)目和活動的特征進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。當(dāng)然，此方法也有不足：主觀因素影響大，在進(jìn)度制定過程中可能出現(xiàn)意見的分歧，以至在實(shí)施過程中帶來矛盾。5. 緩沖管理方法50%的概率工期估計(jì)是很容易出現(xiàn)延誤的， 控制的重要手段。通常將緩沖分為三等分：綠色,因此對緩沖區(qū)的管理成為項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)進(jìn)行項(xiàng)目黃色，紅色進(jìn)行項(xiàng)目監(jiān)控，如表 2所示12。聘請經(jīng)驗(yàn)豐富的專家預(yù)測各活動發(fā)生資源短缺的概率圖3緩沖長度計(jì)算新方法流程圖Fig3 A new meth

15、od of buffer length calculation chart表2常用緩沖管理方法表Tab.2 Commonly used buffer management methods0 1/3 （綠）1/3 2/3 （黃）2/3 1 （紅）措施項(xiàng)目的執(zhí)行進(jìn)度良 好，可繼續(xù)按原定進(jìn) 度進(jìn)行實(shí)施活動執(zhí)行已經(jīng)發(fā)生問題，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)必須注意項(xiàng)目是否可能發(fā)生問題， 找出問題點(diǎn)并擬定應(yīng)對策略，同時加強(qiáng)進(jìn)度監(jiān)控項(xiàng)目執(zhí)行的進(jìn)度出現(xiàn)了嚴(yán)重問 題，必須立即采取行動，執(zhí)行相 應(yīng)的應(yīng)對策略，避免項(xiàng)目進(jìn)度持 續(xù)惡化分析：以上方法只考慮到了緩沖區(qū)，沒有考慮工作的實(shí)際進(jìn)展。比如在2/3 1 （紅）階段，如果工作已經(jīng)接近完工

16、，那么項(xiàng)目的執(zhí)行進(jìn)度并沒有出現(xiàn)問題，我們不必采取行動。本 文基于以上方法，結(jié)合項(xiàng)目執(zhí)行的進(jìn)度， 將各鏈上工作也均分為三等分，于是得到以下緩沖管理決策方格，如圖 4。/3/32圖4緩沖管理決策方格Fig3 Buffer management decision-making squares對緩沖管理決策方格的說明：1. 情況再好不過了，會提前完工。2. 進(jìn)展良好，不必采取行動。3. 本因該是綠色，考慮到 學(xué)生綜合癥”的影響，將其涂為黃色，起提醒的作用。不采取 行動，觀察變化。4. 本因該是黃色，考慮到工作鏈已經(jīng)接近完工且緩沖還剩下1/3情況樂觀所以將其涂為綠 色。進(jìn)展良好，不必采取行動，關(guān)注收尾部

17、分。5. 進(jìn)展情況一般，但緩沖已不多應(yīng)該監(jiān)視項(xiàng)目的進(jìn)展加強(qiáng)進(jìn)度控制。6. 本因該是黃色但工作進(jìn)度已經(jīng)拖期而且工作才剛開始，還有很多不確定因素所以涂為 紅色。項(xiàng)目進(jìn)度出現(xiàn)了嚴(yán)重問題，必須馬上調(diào)查行動。7. 本因該是紅色，但工期沒有拖欠工作鏈接近結(jié)束不確定因素也不是很多了，所以涂為 黃色。接近完工，關(guān)注發(fā)展8. 問題嚴(yán)重：立即采用解決方案，保證工作的進(jìn)度，盡量避免托期完工。9. 采取猛烈措施，彌補(bǔ)或者減少托欠工期。參考文獻(xiàn)1 Eliyahu M. Goldratt , Critical Chain M, Great Barrin gton,North River Press,1997.2 L.P.

18、Leach,critical chain project management improves project performance J,Project ManagementJournal,1999 ,30(2) : 3951.3 S.G.Taylor,Quantifyingbuffers for project schedules J,Production and Inventory ManagementJournal,1999,40.4 Herman Steyn , Project management applications of thetheory of constraints

19、beyond critical chainschedulingJ,International Journal of Project Management ,2002,20 : 7580.5 李寧，吳之明，網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)的新發(fā)展 一項(xiàng)目關(guān)鍵鏈管理(CCPM )J,公路,2002,10.6 戚安邦主編，項(xiàng)目管理學(xué)M，南開大學(xué)出版社,2003,6.7 萬偉，蔡晨，王長峰,在單資源約束項(xiàng)目中的關(guān)鍵鏈管理J,中國管理科學(xué),2003,4.8 蔡晨，萬偉，基于PERT/CPM的關(guān)鍵鏈管理J,中國管理科學(xué),2003,11.9 劉士新等，關(guān)鍵鏈一一一種項(xiàng)目計(jì)劃與調(diào)度新方法J,控制與決策,2003,5.10 劉士新

20、著，項(xiàng)目優(yōu)化調(diào)度理論與方法M,北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2006,10.11 劉士新等，基于關(guān)鍵鏈的資源受限項(xiàng)目調(diào)度新方法J,自動化學(xué)報,2006,32 (1) :60 66.12 單汨源，龍穎.一種關(guān)鍵鏈緩沖機(jī)制改進(jìn)方法及其應(yīng)用研究J.項(xiàng)目管理技術(shù),2006,(9): 32 35.13 雷小凌等，關(guān)鍵鏈技術(shù)中緩沖確定方法的比較研究J,項(xiàng)目管理技術(shù),2007,5.14 徐小琴等，關(guān)鍵鏈匯入緩沖區(qū)的設(shè)置方法J,工業(yè)工程與管理，2007年第5期.15 羅榮桂等，基于關(guān)鍵鏈的柔性資源受限項(xiàng)目調(diào)度問題研究J,武漢理工大學(xué)學(xué)報，2007,11.聘請經(jīng)驗(yàn)豐富的專家預(yù)測各活動發(fā)生資源短缺的概率1專家評估各工序的

21、風(fēng)險指數(shù)A New Method to Buffer Management of Critical Chain根據(jù)風(fēng)險指數(shù)劃分緩沖需求量的等級Project ManagementLi Hongqing , Lu LiDeparfmenWECOnOmcs and Management Science, University of Electronic Science andTechnology of China, Chengdu, PRC, (610054)AbstractThe application of TOC in proje咨 management was entitled critical chain project management. It 易碗e 用nyprevious project management miftlfe 由幡卷 it emphasizes on the whole system inproject .Through its buffer management mechanism, this project management method can r