关键链法在工程项目进度管理中的应用——以某输变电工程项目为例

(1.华北水利水电大学管理与经济学院 河南 郑州 450046;2.国网邯郸供电公司 河北 邯郸 056007)

关键链法在工程项目进度管理中的应用
——以某输变电工程项目为例

陈俊奇1张辉2

(1.华北水利水电大学管理与经济学院河南郑州450046;2.国网邯郸供电公司河北邯郸056007)

关键链技术作为约束理论在项目进度管理中的应用，一方面考虑项目各个工序之间的关系，另一方面强调工序之间的资源冲突并解决资源冲突导致的瓶颈，以使计划更加科学、合理。本文介绍了关键链法的原理、思想及实施步骤，并通过输变电工程项目为例介绍了其在工程项目进度管理中的应用。

关键链；约束理论；项目进度管理

前言

工程项目进度管理是指在既定的工期内编制出最优的工程项目进度计划，并将该进度计划付诸实施。项目进度管理与管理决策的及时性和准确性、项目计划的科学性以及资源的合理性等多个方面有密切关系，是项目管理的核心[1]。在最近十几年的发展中，学者们研究了横道图、关键路径法(CPM)、图示评审技术(GERT)、计划评审技术(PERT)等项目管理的方法和理论。尽管在过去的几十年中传统的这些理论和方法在项目管理和进度管理中发挥了很大的作用，但也并存着很多缺陷[2]。

随着经济社会的快速发展，现代工程项目日益复杂，规模越来越大，但却要求周期更短、成本低、计划更精准，因而对项目管理的要求更高，显然传统的项目进度管理方法必然在现如今的大部分项目实施过程中难以胜任。因此学者们研究出了一种新的理论来突破传统的项目计划管理方法——关键链项目管理。

一、关键链法相关理论及技术

(一)约束理论(TOC)

约束理论是由Goldratt博士在其著作《The Gold》提出，它也同时被称为瓶颈理论。他发现在生产经营领域，交货日期与生产能力之间存在着矛盾，如果仅实现各个部门之间的生产效率最优并不能实现整体目标，并且如果项目在某一段时间内推迟，只是取决于一部分关键资源的消极影响而并不是所有的资源的限制。所以，如果想要高效快速合理的实施项目，就必须充分发挥那些瓶颈资源的效益，使其能够被充分合理的利用起来[3]。

应用约束理论解决资源约束问题有5个核心步骤：(1)分析并检验出系统的瓶颈或约束；(2)通过分析利用约束资源或突破项目的瓶颈从而实现效用最大化；(3)保证检查系统整体性，能够使得项目的其他资源或者决策与以上的决定相配套；(4)提高系统瓶颈的检测能力和水平；(5)如果以上的原有的瓶颈消除且新的瓶颈出现，重新开始，直至这些约束全部消除。

(二)关键链项目管理的基本思想和内容

1997年，Goldratt博士出版《关键链》一书。关键链项目管理(CCPM)的概念是将关键链技术应用到普通项目管理之中的新型管理方法。和较传统的项目进度管理方法相比较，关键链管理技术在项目中不仅考虑了人的主观行为对项目进度的影响，同时还在项目进度管理中运用到约束理论、风险聚合原理等，这也在很大程度上解决了存在于传统项目进度管理技术中的进度拖延、投资增加和进度计划失效等诸多问题。

关键链技术的运用应该是一个在实践中不断改进和反复提高的过程，其核心内容就是将系统功能的限制性因素或资源加以利用并予以突破。关键链技术充分地考虑了对资源的束缚和人的行为的限制因素，这种方法的核心思想是基于“工程项目务必遵循整体优化而不是部分优化”，并以50%的概率估算每个工序的持续时间，在项目缓冲区集中安排工作活动的不确定因素，并以关键链为工程进度管理的重心，缩短工程的施工时间，减少目标工期的延迟。

关键链项目管理实施步骤如下：

(1)分解任务，确定工序逻辑关系，找出关键路径；(2)按照关键工序优先规则对工序进行初步资源分配；(3)估算工期，剔除安全时间，分析资源冲突和瓶颈，确定关键链；(4)设置缓冲区；(5)根据计划进行监控、分析、调整等。

二、关键链法在变电站项目进度管理中的应用

(一)工序逻辑关系和工序历时估计

表1 HD电网220千伏输变电工程项目工序历时估计

(二)绘制工程项目网络计划图

运用PERT/TOC方法，结合工程实际施工状况，绘制出HD电网220千伏输变电工程项目的初始网络进度计划图，见图1。

图1 HD电网220千伏输变电工程项目初始网络进度计划图

关键路径具有最长的总工期，并决定了整个项目的最短完成时间。由图可知，项目的关键路径为A—B—G—H—N—O—P—Q—R,期望工期为：

12+26+10+179+81+41+21+9+6=385天

(三)识别工程关键链

在实际中任务的工期有可能服从 ( a , b , r , s)分布，因此简单的减半法就已经满足不了工程建设的需要了，在这种情况下通过采用最乐观值法来消除安全时间，此时消除的安全时间为：Δi=ti-ai

可得项目的关键路径A—B—G—H—N—O—P—Q—R削减安全时间的施工工期为：9+20+7+166+73+34+18+7+5=339天根据工序历时估计表和网络计划图，结合资源配置情况，按照最晚完成时间来制定工程项目的进度计划，可得到进度计划如图2所示：

图2 HD电网220千伏输变电工程项目进度计划配置图

在确定初始关键路径之后，产生资源冲突时，本着关键链工序优于非关键工序的原则，将资源分配给关键链工序，保证项目进度的正常不受影。由图可得关键链：A-B-E-G-H-M-N-O-P-Q-R

关键链的工期为：9+20+35+7+166+31+73+34+18+7+5=405天

(四)设置缓冲区

弹性系数法不仅具有剪切法和根方差法的优点和特定，并且还充分考虑了工序的特质，能够使求算的缓冲区发挥它应有的作用[4]。该方法的基本思路和过程是：以PERT技术的三点估计(a,m,b)作为基础，采用两点估计替换三点估计,把时间估计m应用到工序弹性系数 K 中，通过计算弹性系数 K值来计算缓冲区的大小。

其中关键链的项目缓冲 P.B用每个工序的弹性系数 Km来计算

M为关键链上所有工序的集合，m为该集合的某个工序。

非关键链的输入缓冲 F.B用每个工序的弹性系数 Kn来计算

N为非关键链上所有工序的集合，n为该集合的某个工序。

计算得出关键链缓冲时间P.B为49天，将P.B插入关键链中，得到总工期为405+49=454天。由访谈得知项目实际工期476天，较为接近且比实际工期短22天，比直接关键路径法要更为契合实际。

[1]张思. 论电力建设工程项目施工中的进度管理[J]. 广东科技, 2010, 6: 136-137.

[2]洪青, 董雄报. 关键链技术在项目进度管理中的应用研究[J]. 轻纺工业与技术, 2017, 46(2): 30-31.

[3]张静文, 李若楠. 关键链项目调度方法研究评述综述与评论[J]. 控制与决策, 2013, 28(9): 1281-1287.

[4]刘士新,宋健海,唐加福.基于关键链的资源受限项目调度新方法[J].自动化学报,2006, 32(01):60-66

陈俊奇(1990-)，男，汉族，河北保定人，硕士研究生，华北水利水电大学管理与经济学院，研究方向：服务创新、项目管理；张辉(1981-)，男，汉族，山东蓬莱人，高级工程师，工程硕士，国网邯郸供电公司，研究方向：项目管理。