基于关键路径和关键链的跨国项目进度管理研究

黎竞雄 东华大学

一、引言

从第一次工业革命开始，西方国家就开始了对项目进度管理的研究。1917年Henrry L. Ganntt先生提出了甘特图，通过条状图来显示项目各活动进度和其他时间相关的系统进展的内在关系随着时间进展的情况。

在本世纪前，项目进度管理中应用最广泛的方法是上世纪50年代末提出的关键路径法（CPM）和计划评审技术（PERT），其核心内容包括绘制网络图、识别关键路径和基于关键路径的优化[1]。其中，关键路径法假定项目各活动持续时间基本不变，重点研究的是各活动间的相互关系，确认项目网络中用时最长的路径即为关键路径，是此项目的有效周期。由此，通过顺推法和逆推法得出该路径上各任务的起止时间，以及其他非关键任务不影响关键路径的最早和最晚起止时间。依据此方法，项目管理者应当将注意力聚焦于关键路径的调整和优化，在成本允许的情况下得到项目工期最短的方案。

而后经过近四十年的研究与发展，约束理论（TOC）的创始人Goldratt博士于1997年提出了关键链技术（CCPM），其核心思想是考虑项目的约束因素，同时通过设置缓冲区(项目缓冲PB，输入缓冲FB和资源缓冲RB) 来消除不确定因素对工期的影响，同时，集中管理和持续监控项目的缓冲时间来确保整个项目的顺利执行[2]。

目前，虽然关键链技术的优越性得到了研究学者的广泛认同，但由于其复杂性和普及程度等原因，在国内同类项目实际管理和执行过程中使用仍然较少。

二、跨国项目的特点

随着中国经济的不断发展及国内市场的阶段性饱和，对外贸易不再仅仅局限于商品输出，技术输出和人力输出等新形式也在其中扮演着越来越重要的角色，国家的倡导的“一带一路”等战略规划均促进了这些领域的发展，许多跨国项目在其中孕育而生。

本文的研究对象是马来西亚A公司的植脂末生产系统项目（以下简称A植脂末项目），该项目由中国的E公司负责执行。该项目在跨国项目中具有代表性，面临以下几个主要问题：

1.两地的文化冲突。例如，大多数马来人信奉伊斯兰教，其在斋戒月白天不能进食，这导致其工作效率的降低，但在当地是得到尊重和认可的。

2.两地的政策冲突。例如，马来西亚多族的特点决定了其国家法定假日的多样性。由于其中与中国假日重叠较少，故客观上缩减了项目的有效工期。

3.项目当地参与人员专业技术水平不够，影响项目的执行效率。

4.购销合同约定的项目争议处理仲裁地点通常为项目所在地，对供货方不利。

另外，由于压缩项目工期等原因，现场多方并行施工等复杂现象普遍存在，这对各方的协同作业提出了更高的要求，增加了项目的不确定性。

三、项目介绍

由于A植脂末项目整体复杂程度高，本文主要着眼于运输、安装和调试三项任务进行研究和分析。

在项目现场除了E公司的安装和调试作业外，还有外围施工、厂房建造、装潢工程和公用工程系统四个分包商同期在进行交叉施工。按照项目进度初始计划，项目所有设备应于2017年11月至2018年3月期间分七批次先后运抵A公司现场交货，而其他分包商所负责的外围施工和厂房建造工作须于2017年10月底前具备设备进场安装条件，其仅路面铺设、屋面封顶和防水处理三项工作可待E公司部分安装任务完成后再择期进行。而装潢工程和公用工程系统则基本和E公司的安装任务同期进行，且两者均须在生产系统调试前完成。

四、CPM的应用分析

若要对项目进度进行系统性的管理，首先需要将上述项目主要任务和其他分包商的关联任务进行逐级拆分，拆分后底层任务是任务架构的基本组成元素，应具备能够可靠地估算任务持续时间的特点。项目工作分解（WBS）是进度计划编制和管理的基础。

在完成工作分解后，E团队与其它分包商讨论整理出各任务的逻辑关系和执行顺序等，绘制项目网络图。为了确保项目能严格地按照计划执行，其依据经验的同时以悲观时间原则估算了各任务的工期。由于项目子任务繁杂，其他分包商的部分与E团队现场任务无关联的工作在表中不做逐条分解和说明。

运用关键路径法，通过计算项目的最早完成时间和最迟开始时间，对网络计划的时间和资源进一步的优化和调整，进而生成项目任务工序表。

任务工序表可详细说明各任务的相互关系，为进度计划的科学分析提供数据基础和可行性依据。E团队据表通过任务时差的计算得出项目的关键路径：中国交货A1-分离器安装B11-干燥塔安装B12-进料系统安装B15-辅助设备安装B17-CIP管道和阀组安装B63-机械安装质量检查B7-电气安装质量检查C6-IO点位测试C7-系统清洁D1-消防测试D31-CIP测试D32-烘干测试D33-蒸发量D34-产品测试D5-系统培训D6-生产模拟测试D7。项目现场计划工期即为关键路径上所有任务工期之和T=21+12+72+24+25+22+4+8+11+6+2+2+2+2+24+3 +32=272（工作天）。

依据任务工序和工期数据，E团队运用MS Project软件进行甘特图编制。编制人员先将预先统计的法定假日及休息日录入系统项目日历，再将工序名称、工期、紧前工序等信息输入并调整，即可生成项目任务甘特图（参见图1）。

图1 项目进度甘特图

上图中绿色标注的任务即为关键路径上任务，黄色为起始点里程碑。E团队计划在项目执行过程中，重点关注关键路径的调整和优化，在资源和成本允许的情况下，关键路径上的任务以尽早开始为执行方针，同时重点关注其它任务的最晚起止时间，确保其不影响关键任务的执行。

但是，由于CPM中任务的持续时间是以经验和悲观时间原则进行估算的，其不可避免地存在时间偏差和大量安全时间的问题。而大量安全时间的存在，有可能导致“学生综合征（Student Syndrome）”和“帕金森定律（Parkinso’s Law）”等现象，这些现象使安全时间无法对项目进度形成有效保障，对项目造成负面影响[3]。

五、CCPM的应用分析

从图1可看出，关键路径即为时间最长的任务链，故可确认其为项目的关键链。

前文已提到，缓冲区是CCPM相比CPM/PERT最独特的更新机制，缓冲的时间资源由释放各项目任务中的安全时间而得。缓冲区的计算方法有剪切粘贴法、根方差法、模糊理论方法等。本文选用根方差法设置项目缓冲PB，对A植脂末项目的项目进度计划进行优化。

根方差法认为项目中各任务的作业时间应遵循概率分布，特征值表现为任务的均值和方差，以（Di-di）/2作为关键链上各任务作业时间的标准差，将标准差的2倍作为此关键链缓冲区的设定值。其中Di为任务计划作业时间，di为任务平均消耗时间，Di-di即为各任务的安全时间[4]。

关键链上任务的平均消耗时间之和t=18+8+52+17+19+15+2+5+8+4+1+ 1+1+1+16+2+28=198（工作天）。将任务计划工期代入上式5.1中可得，△B=25.88（工作天），故经CCPM优化后的项目总工期即为T1=t+△B≈224（工作天）。

六、结语

由上文可以看出，关键链技术可以改善关键路径法中工期估算不合理的问题，降低了主观盲目性的影响，使计划的项目安全时间得到更为合理的使用。但项目进度管理中针对缓冲区的过程监控和其设置具有同等重要性，另外，根方差法缺乏对项目及各任务特征属性的考量，从而忽略了这些属性带来的不确定性因素，在应用过程中有时也会造成缓冲区设置不准确的问题。不过，经过近年来国内外学者的深入研究，针对不同特点项目的优化方法和理论已被不断提出，关键链的可应用性和有效性也得到进一步加强。