CPM在大型国际工程项目进度管理中的应用

白海瑞 康 博

（中国水利水电第三工程局有限公司，陕西 西安 710024）

CPM在大型国际工程项目进度管理中的应用

白海瑞 康 博

（中国水利水电第三工程局有限公司，陕西 西安 710024）

工程项目能否按期交付使用，直接关系到企业的经济效益。文章以卡塔尔锡德拉房建项目为例，介绍了关键路径法CPM的基本思想和使用步骤。通过关键路径法的应用，在国际大型工程项目建设管理中实现了进度和资源管理的优化。

国际工程项目；进度管理；关键路径法CPM；项目建设管理；资源管理

1 概述

随着国家“丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”战略的进一步推进，越来越多的中国企业走出国门进入国际市场。建筑企业作为响应国家“走出去”号召的排头兵，已经在国际建筑市场中发挥着举足轻重的作用，由中国公司主导和参与的工程项目也越来越多。然而，面对欧美国家深耕几十年甚至上百年的国际建筑市场以及与国内截然不同的政治经济环境、商业规则、法律体系及行业标准，中国企业只有不断提升项目管理水平，才能在纷乱复杂的国际建筑市场中大展拳脚，取得良好的收益。目前，建筑企业依然属于劳动密集型行业，其主要任务是在总承包商或业主确定的时间内完成业主建设投资，使项目尽快建成投产，以期尽早获得经济或社会效益。显然，工程项目能否按期交付使用，直接关系到企业的经济效益，因此，在合理控制工程质量及成本的基础之上，对工程项目的进度进行有效的控制，使其达到预期的目标，是项目管理的中心任务之一。

2 工程进度管理

工程进度管理是指在工程实施过程中，对各阶段的进展程度和项目最终完工的期限所进行的管理。其核心是在有限的工期内，制定出切实可行且经济合理的进度计划，并在计划执行的过程中进行实时监控，必要时需采取措施及时纠偏，直到工程竣工移交。显然，进度计划作为工程进度管理的主要手段，需要完整准确地反映出施工各个环节及其逻辑关系，以便在工程实施过程中真实反映各阶段工程面貌及完成情况。目前，常用的进度计划编制方法有关键日期法、甘特图（Bar Chart）、关键路径法CPM（Critical Path Method）、技术评审技术（Program Evaluation and Review Technique）等。其中关键路径法在工程项目中应用是最广泛的，也被不同国家的建筑业所普遍认可。

3 关键路径法CPM（Critical Path Method）

3.1 关键路径法CPM的定义

关键路径法CPM（Critical Path Method）是一种基于数学计算的项目计划管理方法，是肯定型网络图计划方法的一种。CPM将项目分解成为多个独立的活动并确定每个活动的工期，然后用逻辑关系将活动连接，从而计算项目的工期及各个活动时间参数（最早最晚时间、时差）等。在各个活动上加载资源后，就能够分析项目的资源需求和分配。关键路径法是现代项目管理中最重要的一种分析工具，也是保证项目能够按期完成的一种管理方法。

3.2 关键路径法的实施步骤

3.2.1 项目分解。大型国际工程项目涉及专业系统众多，并且实施各专项工作的分包队伍国别千差万别，为了在项目实施过程中有效跟踪进度，尽量减少各专业分包之间出现工作范围界定不清楚带来的争议或纠纷，在进行项目分解时要尽量做到详尽细致，避免出现计划真空带。项目分解方法具体如下：（1）明确项目合同范围，根据项目图纸或者清单，罗列出完成项目所要执行的所有系统工作；（2）进一步分解出完成每个系统所需要的具体活动及子活动；（3）必要时要对子活动进行进一步逐级分解，直到所列活动能够清晰描述整个项目。

但需要注意的是，要把握好项目分解的合理性，不能过于详细，否则会增加网络图编制的难度和费用，同时会加大项目实施过程中的管理难度，但也不能分得过于简单，因为那样可能会在项目实施中出现较大偏差，甚至误导项目管理决策。

3.2.2 初步确定资源投入，估算各个活动所需要的时间。根据项目施工组织方案，初步确定项目资源投入，估算各项活动执行所需要的时间。

3.2.3 确定各项活动的逻辑关系。根据项目施工组织设计及施工方案，确定各项活动的逻辑关系，即落实各项活动的紧前及后续活动。紧 前活动是指紧接在某项活动之前的活动，紧前活动不结束，则该活动不能开始；后续活动是指紧接在某项活动之后的作业，该活动不结束，紧后活动不能开始。

3.2.4 网络图绘制。网络图是一张流程图，它展示在项目中要进行的各个活动的顺序，由事件（又称节点）、活动（又称作业）及路线三个因素组成。（1）事件（或节点）是指某项活动的开始或结束，不消耗任何时间和资源；（2）活动（或作业）是指一项工作或工序，需要消耗时间和资源；（3）路线是指从开始节点起，经过一系列连续不断的事件及活动直至结束节点的通道。路线上各项活动的时间之和即为该路线的总长度。另外，网络图中必须注明各项活动的持续时间（t）。

图1 网络图三要素示意图

目前，国际上通用的网络图编制工具为美国Primavera公司研发的P6软件。

3.2.5 网络图分析-关键路径的确认。对网络图进行分析，就是落实完成各条路线上所有活动所需时间的过程。在分析的过程中找出关键路径和非关键路径，确定各项活动的最早及最晚开始时间、最早及最晚结束时间和浮时，其中确定网络图的关键路径是CPM的关键所在。

图2 网络图举例（时间单位：周）

从图2可以看出，该项目的关键路径有两条，时间长度为7周。第一条关键路径包括“开始”事件、活动2到活动6和“结束”事件；第二条关键路径包括“开始”事件、活动4、活动5到活动6和“结束”事件。

显然，关键路径上所有活动持续时间的总和即为项目实 施的总工期，并且这些活动都是关键活动，任何一个活动的延误都会导致整个项目结束时间的延误，因此对于这些活动的日常管理和监控是项目顺利完成的关键所在。尤其对于大型国际项目关键路径上的活动，需要从公司决策、指挥、支持、执行、监督等方面给予足够的人力、物力及财力保证。

3.2.6 CPM进度计划的优化。通过网络图分析，确认项目关键路径及关键活动、非关键路径及非关键活动之后，有针对性地对项目资源进行合理安排。资源安排时，优先考虑各项关键活动，保证实现各关键活动的计划工期，同时可以考虑采取合理措施，尽量压缩关键活动的执行时间。而对于非关键活动，在不影响完工时间的前提下，可以将部分资源调配至关键活动中，以达到缩短工程工期、合理利用资源的目的。

基于上述原则，对图2所示进度计划进行如下优化（如图3所示）：

图3 网络图优化举例（时间单位：周）

由于施工路径“开始”事件、活动1及“结束”事件属于非关 键路径，其中活动1属于非关键活动，因此可以根据上述原则将其工期由4周延长至5周，同时将相应的部分资源抽调至活动2，将活动2的 工期由4周压缩至3周。这样“开始”事件、活动2到活动6和“结束”事件这条施工路径就由原来的关键路径降级成为非关键路径。工程管理的重点相应地由双关键路径优化成为单一关键路径，关键活动数量也随之减少，使工程管理的目标更加明确，更加有利于资源的分配和控制。

4 CPM进度计划在卡塔尔锡德拉房建项目中的应用

卡塔尔锡德拉房建项目是卡塔尔基金会投资的大型房建项目，建成后将为卡塔尔最大的医院及医学研究中心提供相应的后勤服务。项目建筑面积14万平米，包含各种形式的公寓楼以及配套的泵站、变电站等共计100栋建筑的修建和装修，以及室内外各种设施的安装调试，主要包含高中低压、中央监控、消防及火警、通讯、智能控制、空调及通风、天然气、污水、饮用水、灌溉水、雨水、公路及标识、软硬绿化等十几个系统的设计、采购、施工及测试试运行。项目属于施工总承包合同，合同工期20个月，其中1区（Phase 1）设置有罚款节点，工期15个月。

由于本项目工作内容多、涉及面广，室内外各种系统空间布局上纵横交错，交叉施工量大。另外，卡塔尔属于热带沙漠型气候，法律对夏季工作时间有严格的限制。因此在有限的工作日内合理组织施工，制定出切实可行的进度计划和方案对于项目管理至关重要。下面就以该项目为例，说明CPM在大型国际工程项目进度管理中的应用。

4.1 项目分解

表1 项目分解表

根据项目合同范围及施工组织设计方案，对项目进行如下分解：

4.1.1 第一级：根据实施阶段不同，分解为技术阶段（含施工图设计及技术文件报批）、采购阶段（含材料及施工设备）、施工阶段、测试试运行阶段及竣工移交阶段。

4.1.2 第二级：根据合同规定的区域移交节点，将项目分解成Phase 1、Phase2及Phase3等三个区域。

4.1.3 第三级：根据施工部位的不同，分解为建筑结构及室内施工以及室外施工。

4.1.4 第四级：根据系统不同，又将项目分解为土建结构、室内装修、室内设施、室外设施、室外软硬绿化等系统。

4.1.5 第五级：根据专业不同，又将各系统进一步分解为高中低压、中央监控、消防及火警、通讯、智能控制、空调及通风、天然气、污水、饮用水、灌溉水、雨水、公路及标识、软硬绿化等。

4.2 估算各个活动持续时间

各项活动执行时间的估算与工作量和项目资源投入相关，其中工作量的计算有专家评估法、类比法及FP法等方法，在此不做赘述。工作量估算完成以后，由项目技术人员根据项目初步资源投入计划估算各项活动实施所需的时间。

表2 活动持续时间估算表

4.3 确定各项活动的逻辑关系

由于项目涉及系统及专业众多，各项活动之间相互依赖，相互制约，因此，各项活动逻辑关系的确认依然要以项目分级为基础，按照“从上到下、保证节点、合理组织”的原则进行，锡德拉项目各级活动逻辑关系如下图所示：

图4 各实施阶段逻辑关系

图5 各区域逻辑关系

图6 各施工部位逻辑关系

图7 各系统逻辑关系

4.4 网络图绘制及分析

在项目分解、活动持续时间及逻辑关系确认之后，绘制出项目网络图如下所示：

图8 原始网络图（时间单位：月）

从图8可以清晰的看到各个活动的安排，并且能够找到如下几条施工关键路径：

第一条关键路径：开始→设计（1）→采购（1）→1区土建结构施工（5）→3区土建结构施工（6）→3区室内设施（5）→2&3区测试时运行（1.5）→项目竣工移交（0.5）→结束。

第二条关键路径：开始→设计（1）→采购（1）→1区室外设施（6）→3区室外设施（6.5）→3区室外软硬绿化（5）→项目竣工移交（0.5）→结束。

第三条关键路径：开始→设计（1）→采购（1）→1区土建结构施工（5）→1区室内设施（6）→1区测试时运行（1.5）→项目竣工移交（0.5）→结束。

4.5 进度计划的优化

如前所述，项目进度计划的优化主要是关键路径的压缩，并尽量在不增加资源的情况下进行合理调配，以减少关键活动的数量。

从上面可以看出，前两条关键路径的工期都是20个月，代表了项目室内室外两条施工线路；第三条关键路径是为了满足中期罚款节点而产生的，但项目开工之后，为了避免承担罚款风险，承包商与业主沟通之后取消了该节点。因此，在不改变已批复的施工组织设计的提前下，承包商对项目进度计划进行了如下优化：（1）减少第三条关键路径上的资源投入，适当延长各项活动的持续时间；（2）将部分资源调配至第二条关键路径的各项活动之中，以压缩其持续时间，改变该路径的关键地位；（3）三个区域实物工程实施完成之后，统一进行测试试运行，优化减少该阶段的资源投入，降低项目成本。

优化后的网络图如下所示：

图9 优化后的网络图（时间单位：月）

值得注意的是，为了缩短工期，也可以选择增加额外资源投入的方法，即在关键活动上投入更多的人力、物力和机械或者投入一次性的费用。但这往往使得项目的直接成本增加，所以在保证合同工期的前提下一般不建议用此方法优化工期。

5 结语

工程项目进度计划编制和管理是项目管理中关键的环节，其过程就是技术和经济结合的过程。通过本文的介绍可知，关键路径法在项目进度及成本管理中具有极其重要的作用。因此，我们在国际项目管理中要取得积极效果就要正确使用关键路径法，并积极推进关键路径的优化，使 关键路径成为项目管理的有效手段，从根本上提高项目管理的整体效果。

[1]刘伊生．工程项目进度计划与控制[M]．北京：中国建筑工业出版社，2012.

[2]邓娇娇，郝建新．建设工程施工管理[M]．天津：天津大学出版社，2010.

（责任编辑：周 琼）

TU722

1009-2374（2017）07-0249-03

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.07.119

白海瑞（1986-），男，青海民和人，中国水利水电第三工程局有限公司工程师。

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