基于SNA的工程项目进度管理研究——以上海D项目为例

王广斌，胡雨晴，戚淑芳

（同济大学 经济与管理学院，上海 200092，E-mail：huyuqingDL@126.com）



基于SNA的工程项目进度管理研究——以上海D项目为例

王广斌，胡雨晴，戚淑芳

（同济大学 经济与管理学院，上海 200092，E-mail：huyuqingDL@126.com）

摘 要：为了在工程进度管理中充分考虑项目动态性和系统性的特征，引入社会网络分析（SNA）依据原有进度计划中的任务逻辑关系量化工程任务的依赖性和影响能力，分析各任务负责专业间的相互依赖关系。通过一个工程实例运用SNA分析将各专业依据依赖性和影响能力的高度分为四类，并对相关专业的沟通协调需求进行了分析。针对各任务和专业属性的不同，提出了相对应的进度管理及其组织措施，并依据专业间三种不同依赖方式，提出了不同的协调措施。

关键词：进度管理；社会网络分析；任务依赖性；任务影响能力

工程项目在实施过程中面临着诸多因素导致的变更，而这些变更通常是导致工程进度延误的重要原因。当前工程中的变更管理通常围绕着是否需要变更，变更措施，实施变更的流程进行，这一过程过于简化了变更的影响，忽略了工程项目中各任务相互依赖的特点[1]。实际上单一任务经常会受到前置多个任务的影响，同时其本身的变化，也会影响其后续工作的进度。

当考虑工程任务的依赖性和工程项目的动态性和系统性的特征时，传统的进度管理技术呈现出了局限性，CPM和PERT等方式对任务之间的依赖关系缺乏清晰的表达和分析[2]。近年来兴起的DSM虽然对任务之间的依赖性，尤其是信息流之间的依赖性有较充分的分析，但该方法着眼于任务与任务之间的直接关系，对任务间的间接影响及任务变化的积累效应并未做充分分析。

社会网络分析（Social Network Analysis，SNA）起源于20世纪30年代的社会学和行为学研究，强调成员之间的关系属性，目前广泛应用于社会学、组织学、信息传播和政策研究等诸多领域，用于分析个人和组织间的活动关系[3]。在工程项目领域，近年来学者们从公司、项目和项目参与方等多个层次对SNA的适用性进行了探索，包括建筑产业不同类型公司间联盟关系[4]，各项目间的协作关系[5]，以及项目各参与方之间的沟通和信任关系[6]。

然而目前的研究多集中在组织管理领域，在进度管理方面较少涉及。但由于工程项目的动态性和系统性的特点，与传统进度管理方式相比，SNA应用于进度计划管理领域具有优势。它从成员间的关系属性出发，通过单一个体与群体间的关系决定个体在整体网络中的角色和地位[7]，能够对工程任务间的直接和间接关系有更清晰和直观的表述，在工程项目开始前对风险性高的任务或专业重点关注，增加工程进度计划的可靠性和稳定性。

本文选择上海一不确定性因素众多的进度受限的国际项目为例，从网络视角出发分析工程任务之间的依赖性，识别工程进度管理尤其是工程动态变化中的关键性任务及相应的组织应对措施，为案例项目提供决策支持的同时验证SNA在进度管理领域的推广价值。

1 工程进度网络模型与进度计划管理

本文所提的社会网络分析并非要代替原有的进度计划管理方式，而是在原有方式的基础上增加任务间的关系属性，以便更好地应对工程项目中可能出现的变更，提高工程管理效率。

1.1 工程进度网络模型的构建

社会网络的基本元素为节点和关系，其中节点属性会影响关系属性，而根据关系属性的不同，网络又可以分为有向网络和无向网络[8]。

1.1.1 节点选择

工程进度管理的对象为工程任务，因此SNA分析中选择项目任务作为节点。这其中涉及到项目定义，项目分解的过程，而项目分解可依据实施过程、平面或空间位置、功能或要素进行分类[9]。依据进度计划的详细程度，可将节点选择定为单项工程，单位工程，分部工程或分项工程等，但须保证工程项目划分后非单一节点。

1.1.2 关系识别

工程任务之间的关系包含多种，有资源依赖关系（人员和材料等），空间依赖关系，时间依赖关系等，依据项目组织资源和目标可以单独或综合考虑。为不增加项目参与人员的工作负担，可以选择进度计划中已经包含的工序逻辑关系（前置任务和后置任务）作为基础进行分析。以表1所示的简单的任务关系表为例。

1.1.3 网络构建

网络节点和关系确定后可以构建任务关系矩阵，如表2所示。其中矩阵数字代表任务间存在依赖关系。

表1 工程任务关系表

表2 工程任务关系矩阵

关系矩阵构建后可使用Ucinet等社会网络分析软件进行网络数据和图形的分析[10]，其网络图如图1所示。

图1 进度计划网络图

1.2 网络属性分析与进度管理

社会网络分析中可进行的分析众多，包括度数中心度分析、聚类分析、成分分析、距离分析等[11]。本文结合进度管理的要求，主要对度数中心度和距离分析进行阐述。

1.2.1 度数中心度

度数中心度指与该点有直接联系的点的数目。其通常用于衡量节点在网络中的位置，假设当一个节点与很多他者有直接联系时，该节点就处于中心位置。由于所构建的进度网络为非对称网络，因此分为点入度和点出度两个指标。Clarkson等[1]指出任务间联系和任务间依赖性具有正向关联性。Chua 等[12]也表明前置工作的变化会在一定程度上对后续工作产生影响。因此点入度和点出度衡量了一项任务的两个属性即依赖性（对前置任务）和影响能力（对后置任务）。在进度管理中，点入度较大的点则说明其受前置任务影响的可能性较大，即其进度风险较高。点出度较高的点，则说明其变化产生的直接后续影响较大。以图1任务A2为例，其有一个前置任务A1，两个后置任务A3和A4，因此其点入度为1，点出度为2。A2的开始时间依赖于A1的开始，同时其的拖延也会影响到A3和A4的进度。

1.2.2 距离

度数中心度仅考虑了任务之间的直接联系，如一项工程延误或造成其后置任务的延误。但在实际工程中这种影响是会在整个后续网络中传递，并非终结于与变化任务直接相连的点，因此有必要考虑各任务与其他任务之间的距离，以便衡量可能造成的间接影响。社会网络分析中，两点之间的距离指两个点之间的捷径长度，当两点可达时（两点之间的距离不为正无穷），在进度管理中则说明一项任务的变化可能会对其可达任务造成影响。这种影响的传递并非线性积累的，举例来说一项任务的延迟，可以通过其后置工作的工期压缩，使其进度延迟效应不进一步在后续工程中积累，但当变更过大时，其影响则可能通过与其有联系的后续工程持续溢出反映在进度中。以图1任务A2为例，其中A1、A3和A4与A2直接相连，因此距离均为1，而A5则通过A4与A2相连，因此距离为2，即A2会直接影响A4的进度，同时也有可能间接影响到A5的进度。

2 案例进度网络模型构建

2.1 项目背景

所选案例是由上海市政府和一家大型国际公司共同投资的项目（简称D项目），总建筑面积3229m2钢结构建筑。其被占地4km2的项目群所包围，为该项目群中最后启动的项目，面临着场地和进度的双重压力。因场地受限及国内承包商和国外业主之间管理方式和工作标准的差异，造成该项目相较于传统项目复杂性较大，工程变更及返工的可能性较大。因此如何在诸多不确定因素下保证项目按时完工成为工程进度管理的重点。

2.2 进度网络构建

本文选取D项目施工基准计划作为分析基础，从场地平整开始到业主竣工验收为止共包含260个分项工程，表3为其中前10项。以260个分项工程作为节点，以工程逻辑顺序为关系构建关系矩阵（表4以前10项为例），使用Ucinet软件进行网络属性分析。

3 案例网络属性分析与进度管理

3.1 网络属性分析

将任务关系矩阵导入Ucinet中，生成进度网络图，如图2所示。图中每个点代表一项工程任务，点的大小代表度数中心度（点入度和点出度之和）的大小，点的形状代表不同专业。从图中可以明显看出各任务间除单专业的联系外，还存在跨专业间的依赖关系。

表3 案例项目任务关系表

表4 任务关系矩阵

图2 工程进度计划网络图

3.1.1 度数中心度

通过Ucinet沿用“Ucinet – Analysis – Centrality – Degree”可得各项任务的度数中心度，其中点入度最大值为6，其排位前10的任务如表5所示。点出度最大值为11，排位前10的任务如表6所示。分析任务点入度可知受其他任务影响较大的工作主要分为三类：整改、调试和验收等收尾性工作（ID：115，244，260），装饰面层性工作（ID：235）和机电类工作（ID：132，145，157，131，117）。其中收尾性工作和面层类工作易受其他工作影响较好理解，机电类工作依赖性较强的特征也符合项目观察。项目中出现多次因其他专业变更造成机电专业变更的事件，如装饰三层隔墙取消、二层吊顶部分取消及二层地板更换材料均造成了机电穿管方式、路由和末端点位的修改。从进度管理的角度，针对依赖性较强的项目，在正式工作前应确保输入信息的正确性和完整性，对于无法确定的信息，应保持跟踪并对进度计划进行及时调整。

表5 排位前10的工程任务点入度

表6 排位前10的工程任务点出度

点出度较大的任务集中在钢结构专业（ID：89，84，186，198），MEP专业中主管安装（ID：128，129，141）对工作的影响也较大。案例项目到目前为止出现过两次主钢结构的调整，除本专业的调整外，均引起MEP和装饰等专业的后续调整。在MEP专业的碰撞检查中，项目工作安排也是从系统主管检查出发，调整的原则也尽量保持主管不动，调整支管的方案。从进度管理的角度来说，为保证按时完工，必须控制这些任务的稳定性和正确性。尽量不主动变更这些工作，当其他任务可能对这些任务产生影响时，应综合考虑其对后续任务的影响。

3.1.2 距离

通过Ucinet沿用“Ucinet – Analysis – Distance”路径即可得到各任务间的距离关系，如表7所示。以任务1和任务3为例，任务1不会直接影响任务3，但可以通过任务2造成间接影响。如上文所述各任务有吸收变化的能力，并不必然对后续工作造成影响，因此存在影响距离临界值的概念，该临界值随项目不同、组织人员能力不同及任务性质不同而变化。本文在这一概念上简化处理，认为可达即会产生影响，因此将临界值设置为1。选取临界值后即可求得各工作的累计前置工作和累计后置工作，如表8所示（以前10个项目为例）。“距离”在进度管理中的意义是在任务变更评估时，可以通过距离矩阵迅速寻找到其可能造成影响的任务，对变更产生的综合影响进行评估。当变更确定发生时可及时通知到可能影响到的任务，并可以对整体进度的影响进行较合理的估计。将任务的累计依赖性和影响能力按时间排序，从图3中可以看出工程任务基本满足越晚开始的项目受其他项目影响的可能性越大，越早开始的项目影响他者的可能性越大，与工程项目一般预期相符。

表7 工程任务距离关系表

表8 工程任务累计影响关系表

3.2 网络属性与进度计划管理及其组织措施

根据点入度和点出度的大小关系，可以将工程任务分为4种类型，如图4所示。

在工程进度管理过程中应该针对不同的工作任务采取不同的措施，由于实际工程项目中难以落实到单个分项工程上讨论组织措施。因此本案例从各专业层面出发，探讨其相互间的依赖关系及相应组织措施。

图3 工程任务累计影响时间变化图

图4 工程任务性质分类

案例各项工作（除验收工作外）包含7个专业分别是：MEP、钢结构、膜结构、幕墙、土建、预制外墙和装饰。依据基准计划中的工序逻辑关系构建专业依赖关系表（见表9），生成网络图（见图5）。根据各专业的点入度和点出度大小对各专业进行分类（见图6）。由图6可见，土建属于高依赖性高影响性专业，安装和装饰属于高影响性低依赖性专业，钢结构与其相反，预制外墙、膜结构和幕墙对外则属于低依赖性低影响性专业。依据各专业特性，提出建议进度管理和组织措施，如表10所示。

表9 专业依赖关系表

图5 各专业关系网络图

图6 各专业性质分类

表10 各专业进度管理和组织措施

除考虑专业的属性外，在工程管理中需要对专业间的协调关系进行探讨。各专业间的依赖关系可依据组织管理学的定义分为三类[13]：间接依赖（Pooled Interdependence），顺序依赖（Sequential Interdependence）和相互依赖（Reciprocal Interdependence）。不同的依赖类型应该设置不同的协调措施：其中标准型协调方式主要用于处理间接依赖，具体表现为通过设定标准和规则约束双方行为；计划型协调则通过较为严格的计划控制使顺序依赖的双方处于可控范围之内；相互调整型协调则强调相互依赖的群体之间应及时交换信息，依据对方的信息反馈及时作出相应的调整[13]（见表11）。案例项目在组织协调沟通方面也基本符合各专业的特点，其中总包负责管理整体项目的同时负责土建部分施工，作为信息处理枢纽，可以对风险性较高的土建专业实现较好的把控。在会议组织和办公场地设置中安装、装饰、钢结构和土建设置有每周例会，进行工程进展和问题汇报，并安排在一起办公，而预制外墙、幕墙和膜结构则采用外包形式，对其质量和整体进度进行控制，会议邀请也仅当涉及到其专业时要求其参加。

表11 依赖关系定义及各专业依赖关系分类

4 结语

本文运用社会网络分析方法对所选案例的工程任务和各专业的依赖性和影响能力进行了量化分析。并从网络属性出发，针对不同专业类型，提出了相应的进度管理和组织协调措施。研究展示了社会网络分析在建设项目进度管理领域尤其是动态进度管理领域的应用潜力，协助项目管理人员从系统性的角度对工程任务的地位有重新的认识，符合工程任务相互依赖的特征，同时对不同专业间的沟通协调具有指导意义。此外该方法以原有进度计划为基础，在操作过程中不需要增加额外信息输入，在工程实践中具有一定可操作性和推广价值。

同时需要指出本文对各工作是否属于关键任务并未进行区分，也即并没有考虑各任务本身具有的浮时影响，而进度浮时可以对项目的不稳定性产生一定的抵消作用，即对于浮时相对较大的项目，管理者对任务的不稳定性的容忍度较高。该部分内容需在后续研究中进一步补充。

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王广斌（1967-），男，博士生导师，研究方向：项目管理，工程管理信息化，项目投融资；

胡雨晴（1991-），女，硕士研究生，研究方向：项目沟通协调管理，工程管理信息化；

戚淑芳（1975-），女，讲师，研究方向：项目组织设计，BIM与IPD应用策略。

Application of SNA in Project Schedule Management：An Empirical Study of a Project in Shanghai

WANG Guang-bin，HU Yu-qing，QI Shu-fang
（School of Economics and Management，Tongji University，Shanghai 200092，China，E-mail：huyuqingDL@126.com）

Abstract：To cope with the uncertain characteristics of construction projects and the complicated relationships between project tasks，this paper applies social network analysis（SNA）to analyze project activities by quantifying dependency and influence power and by linking disciplines with their responsible tasks. The paper uses an empirical case to demonstrate that according to dependency and influence power，project tasks can be categorized into four types. At the same time，coordination demands of relevant disciplines are identified. The paper closes by discussing how strategies of management and organization can be scientifically formulated based on the interdependence types and coordination demands between different disciplines.

Keywords：schedule management；social network analysis；task dependency；task influence power

作者简介：

基金项目：国家自然科学基金项目（12002340140）．

收稿日期：2016-01-27．

中图分类号：TU723

文献标识码：A

文章编号：1674-8859（2015）06-103-06

DOI:10.13991/j.cnki.jem.2016.01.019