基于关键链的发动机生产线项目进度管理应用研究

乔文俊 金隼

(上海交通大学，上海 200240)

0 引言

近年来随着汽车行业竞争的不断加剧，国家对发动机排量的要求愈加严格，同时消费者对发动机动力性和燃油经济性的需求不断上升，这使得各汽车企业加速对发动机的更新换代，因此发动机生产线项目急剧增加。同时，随着各种新技术、新工艺的大量使用，发动机生产线项目进度管理需要重点解决以下难题：如何科学有效地管理，各项目环节如何有序高效地合理安排，整体项目管理水平和新技术响应速度如何提高。

关键链是约束理论在项目管理学科上的应用和发展，在解决现代管理问题方面有它的独到之处，其核心思想主要有：

(1)项目系统的瓶颈不是关键路径，而是资源制约因素的关键链。

(2)消除多余的安全时间以提高效率。

(3)减少多任务对项目的影响。

(4)充分利用任务提前完成的时间。

(5)设置缓冲区以保护瓶颈工位，应对突发风险。

本文针对发动机生产线项目建设中的项目管理问题，应用关键链法，解决实际工艺、新技术以及资源约束制约下的管理问题，优化项目进度管理，提高项目管理效率。

1 基于剪切粘贴法的缓冲区设置和关键链管理方法

基于关键链分析方法的项目进度管理通常包括三个内容：关键链的识别、缓冲区的设置，以及缓冲区的管理。

1.1 关键链的识别

关键链通过关键路径和资源约束共同确认，关键路径的计算方法这里不予赘述。

对于解决资源冲突的方法，本文主要采取排队等待法，具体方法是：首先，画出任务甘特图，将任务完成所需时间输入；其次，把资源各个任务与各个任务对应；再次，根据各个任务需求量给予相应资源，在单位时间内未有资源匹配的任务，在下一个单位时间内优先匹配;最后，资源分配完成。

1.2 基于剪切粘贴法的缓冲区设置

为了消除安全时间的无意浪费和人的惰性，关键链方法提出以尽量乐观的估计时间作为项目进度计划编排的时间，然后加入项目缓冲(PB)、汇入缓冲(FB)和资源缓冲，用以抵消项目进行当中遇到的不确定因素。缓冲区大小的设置对于整个项目进度的长度以及项目进行的可完成率有重要作用。缓冲区设置得过小，项目的抗不确定因素变弱，项目延期的风险加大；缓冲区设置得过大，则会影响效率，使得学生综合症和帕金森综合征产生，进而影响项目进度。由此可见，缓冲区大小的研究对于基于关键链的项目进度管理十分重要。

剪切粘贴法是将最保险的时间减去最有可能的工序时间得到安全时间，将任务链中的安全时间全部相加，然后取其和的一半作为缓冲区。即

式中，Dij是保守估计的工序工期；dij是最有可能的工序工期。

剪切粘贴法的优点是简单易掌握，缓冲区长度和任务链长度呈线性。但对于所有情况的处理方法都过于一致，难以适用于新技术、新工艺带来的差异化管理。针对新技术间的差异化，在剪切粘贴法的基础上，改进缓冲区大小的计算。即

(1)

(2)

(3)

该方法对新技术的缓冲时间估算做出了区别对待，分别是新技术在关键链上时，采用90%置信水平和70%置信水平差值的3/4作为缓冲大小；新技术在非关键链上时，采用90%置信水平和60%置信水平差值的1/2作为缓冲大小。成熟技术采用的是，90%置信水平和50%置信水平差值的1/2作为缓冲大小。

1.3 缓冲区的管理

关键链法对于项目的监控重点在于对缓冲区的监控和管理。通常来讲，缓冲管理会根据缓冲的消耗情况对项目进行监管。当任务链的缓冲消耗还没有达到1/3时，通常认为任务可控，保持观察即可，无需制订预案；当缓冲消耗到达1/3与2/3之间时，表示任务的执行遇到了困难，项目管理者需要检查问题发生的原因，并制订相关预案；当消耗大于2/3时，说明项目遭遇了严重的问题，需立刻采取行动。

2 关键链法在发动机生产线项目中的应用

2.1 项目资源与设置

以发动机生产线项目中某设备安装工程为实例进行分析，应用关键链法，考虑新工艺、新方法应用过程中的差异化，实现差异化的缓冲区设置，进而实现多项目的管理优化。发动机生产线项目的设备安装工程活动共有11项，各工作的前后关系及持续时间见表1。

表1 发动机生产线项目设备安装的工作活动表

表1中，工作名称代表了每个工序的大致工作内容；代号是每道工序的简称；紧前工作代表了各个工序之间的关系；估计时间分别排列了50%置信水平的完工时间，60%置信水平的完工时间，70%置信水平的完工时间以及90%置信水平的完工时间。

发动机生产线项目设备安装工程的项目活动各工作资源需求见表2。

表2 发动机生产线设备安装的各工作资源需求表

表2中，工作名称代表了每个工序的大致工作内容，代号是每道工序的简称，所需专业人员a(人数)代表专业人员a的人力资源需求，所需专业人员b(人数)代表专业人员b的人力资源需求。其中，专业人员a总共3人，专业人员b总共3人。

资源缓冲的长度设置为取资源准备所需时间加7d。资源缓冲预警的设置分别在时间段的100%预警一次，50%预警一次，20%预警一次，10%预警一次。当资源缓冲时间被消耗殆尽时，不管手头上的工作是否做完，都必须将资源调配到关键链的工序上，以确保关键链不受影响。

2.2 缓冲区设置与项目网格绘制

(1)绘制项目网络。结合表1和表2中发动机生产线项目设备安装中项目和资源列表，绘制项目网络图，确定项目工序以及各工序所需资源类型和数量，见图1。

图1 项目网络图

(2)考虑各项目之间的关联关系以及资源配置需求情况，合理地设置缓冲区。增加缓冲区后的项目网络图见图2。

图2 增加缓冲后的网络图

2.3 项目管理计算与分析

发动机生产线项目设备安装的关键链为：B—A—C—J—I—K。通过图1和图2的管理网络图，带入项目缓冲计算公式(式(1)～式(3))可得，发动机生产线项目设备安装工程的项目缓冲期为10.5d。项目汇入缓冲周期分别为：FB1为4.5d；FB2为4.5d；FB3为1.5d。

由此根据关键链法计算的项目进度总时间为33.5d，而根据关键路径法所得的项目进度总时间是46d，可知基于关键链法的项目管理方法可以使发动机生产线项目设备安装工程的项目进度缩短27%，极大地提高项目管理效率。同时，关键链法充分考虑了安全时间，并且对项目中的瓶颈工序进行了比较全面的保护，这包括项目缓冲、汇入缓冲和资源缓冲，从而可以使项目进度的管控更加科学合理。

3 结语

本文针对发动机生产线项目过程中的新技术应用和多项目管理问题，采用基于剪切粘贴法的缓冲区设置方法，解决了发动机由于采用新技术、新工艺等带来的管理差异性问题，对不同的新技术和新工艺区别分析；同时基于关键链的分析方法，建立了新技术下的缓冲区网络图，并进行了实际案例的分析和计算。案例分析结果表明，提出的基于剪切粘贴法的缓冲区设置关键链管理方法，可以有效地实现发动机生产线多项目进度控制，并使整个项目周期缩短27%，大大提高项目管理效率。这些都为今后发动机生产线项目过程中新技术应用的进度控制，提出了新的方法和思路。

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