基于關鍵鏈技術的項目進度管理方法研究

朱利鋒

【摘 要】關鍵鏈項目管理方法是約束理論在項目管理中的應用。本文在對關鍵鏈項目管理方法的基本思想和理論基礎分析介紹的基礎上，針對關鍵鏈技術基本步驟及其應用過程進行了研究。相關理論研究和實際應用證明，運用關鍵鏈項目管理技術能夠在沒有增加項目整體完工風險的條件下，可大大縮短項目的計劃工期。

【關鍵詞】關鍵鏈；項目管理；約束理論；緩沖區

0 引言

甘特圖法、關鍵路徑（CPM）和計劃評審技術（PERT）作為傳統的項目進度管理方法，已經被廣泛應用到各個行業項目進度管理中，它們各自具備自身的優勢，但同時，又分別存在著自身局限性，如甘特圖不能表示工序之間的邏輯關系約束，CPM/PERT未能考慮工序間的資源約束以及人的行為因素對項目進度的影響。關鍵鏈項目管理方法正是彌補了任務的制約因素與資源瓶頸，并將組織行為中的一些結論應用到了項目進度管理之中，考慮了項目管理中人的行為因素，彌補了傳統進度管理方法的不足，為項目進度管理提供了一種全新的方法。

1 關鍵鏈技術方法基本理論

1.1 約束理論

約束理論，又被稱為瓶頸理論，是在最優化生產方法的基礎上發展而來。Goldratt博士通過研究發現，企業在生產中交貨日期與生產能力之間存在一定的矛盾，他認為在日常生產中，單純的追求各個部門之間的生產效率最大化是不合理的，也就是局部最優并不一定能導致全局最優，因此提出了以瓶頸工序和資源為管理重點的生產管理技術，即最優生產技術。同時，他還認為，在項目的建設過程中，資源的消耗和利用率是不均衡的，項目在某一特定階段的進度延遲只是受到了一部分關鍵資源的制約，并非所有的資源。因此，要縮短項目的工期，就必須提高瓶頸資源的利用率。

1.2 關鍵鏈理論的基本思想

1.2.1 看重整體優化而非局部優化

傳統的項目進度管理方法管理的重點在于確保每一道作業按期完成，因此，在單個工序的工期安排以及資源分配上都盡可能最大。然而，關鍵鏈理論認為單純的追求各個部門之間的生產效率最大化并不一定能導致全局最優，該觀點也已被證明是符合現代項目管理的特點的。

1.2.2 進度計劃的影響因素

影響項目進度計劃的因素有許多，例如工序間的邏輯關系、資源的供應情況、項目工期要求等。關鍵鏈項目管理技術認為，除了工序間的邏輯關系，資源的供應也對項目進度也有著十分重要的影響。同時，關鍵鏈項目管理也把人的因素也考慮進去，如學生綜合癥、帕金森定律等，它將綜合分析各種可能的因素對項目進度計劃造成的影響。

1.2.3 資源的有限性

一個項目的某種資源量在某一特定階段是有限的，在單個項目或者多項目進行緩沖區理論在項目進度計劃中插入緩沖區以應對項目實施過程中出現的各類不確定因素。緩沖區一般含三種類型：資源緩沖區，項目緩沖區和匯入緩沖區。通過在相關鏈路中插入對應的緩沖區，可保障項目按照計劃或者提前完成。同時為了更好的實現對項目進度的監控，不少學者提出了根據緩沖區大小采取相應進度控制措施的進度控制手段。

2 關鍵鏈管理方法的應用過程

2.1 關鍵鏈的識別

關鍵鏈是在考慮工序之間的邏輯關系以及資源制約條件下確定的項目的最長路徑，關鍵鏈上的作業均是越晚開始越好且其總時差均為零，它制約著項目的完工工期。因此，關鍵鏈可以理解為是在資源受限下決定項目最早完工的最長鏈路。目前，已有許多學者對關鍵鏈與非關鍵鏈的識別與確定提出了很多方法，例如田文迪、崔南方的啟發式發式算法，趙振宇提出的遺傳算法以及劉士新等的蟻群算法等。

2.2 緩沖區的計算

緩沖區的計算是關鍵鏈項目管理技術中最為核心的內容。對于關鍵路徑上的活動來說，如果因為某些因素造成了延遲，則項目緩沖可以被用來消化該部分的延遲；若關鍵鏈上的某項工序提前完成，則被提前的時間可以被加入到項目緩沖區中。而對于非關鍵鏈，匯入緩沖區的功用類似于項目緩沖區一樣，不容小視。同時，對于資源緩沖區，主要是指各個工序的完成者以及資源提供者在某工序進行前應當提前做好準備。此外，必須保證關鍵鏈工序上各個工序的資源準備充足。因此，通過對匯入緩沖區以及項目緩沖區大小的監測就可以對當前項目進度執行情況一目了然。

這里介紹幾種常用的緩沖區計算方法：

（1）50%法。該法亦稱剪切粘貼法（Cut and Paste Method，C&P）。Goldratt博士認為，關鍵鏈上工序的安全緩沖Δti等于工序工期估計的一半，作為緩沖的大小。50%法計算簡便，但主觀性太強，將工序工期減一半缺乏科學性，而且緩沖區大小與累計安全時間成線性關系，隨著不同項目工序數的不同，容易造成緩沖區過大或者過小的現象。

（2）根方差（Root Square Error，RSE）法。根據關鍵鏈理論，項目工期由關鍵鏈上工序工期構成，而各工序工期服從一定的概率分布，其分布的特征值表現為工序的均值和方差，認為工序的安全緩沖Δti代表了工序工期的不確定性，Newbold R C提出用Δti/2 作為工序工期的標準差，并以2倍的鏈路標準差作為鏈路的緩沖估計。

（3）自適應算法。馬力等提出一種基于根方差法的改進型自適應緩沖計算方法，在設置緩沖區大小時，考慮到了項目的相關屬性參數， 主要是項目中每個活動的資源利用程度，來進行緩沖設置。

（4）考慮了資源緊張度、任務復雜度和風險偏好的綜合方法。雖然馬力等認為緩沖大小與活動相關屬性參數有關，但是在計算的時候僅考慮了資源利用屬性的影響，而Shou YY等經過研究認為，緩沖大小與項目的特點性質以及項目利益相關者的風險偏好等因素有關。因此，褚春超提出了一種綜合考慮項目資源緊張度、鏈路結構復雜度和管理者風險偏好等相關因素的計算方法。當工序所需資源越緊張、鏈路結構越復雜、管理者要求的完工風險越低時，相應的緩沖越大。

2.3 進度監控

緩沖區管理是在關鍵鏈管理中對項目進度監控的最重要機制和手段。Goldratt提出的緩沖管理辦法為，將緩沖區等分為紅色、黃色、綠色三部分區域進行監控。當緩沖區使用量處于綠色區域時，表明項目進度良好；當緩沖區使用量超過33%，入侵到黃色區域時，表明項目進度可能出現問題，管理人員需立刻查找原因制定對策，為后期項目的調整做準備，并加大監控力度；當緩沖區大小侵入到紅色區域時，此時項目進度出現了非常嚴重的問題，項目可能會超出預算的工期，則必須要馬上采取行動，或采取暫停項目方式，執行相關對策進行項目改進，以防止項目進度繼續惡化。

3 關鍵鏈管理方法研究趨勢

關鍵鏈法是在約束理論基礎上發展起來的一種項目進度管理思想和技術。它通過插入時間緩沖，解決了工期的不確定性問題。作為一種新型的項目進度管理方法，雖然市場上出現了各式各樣的基于關鍵鏈的使用方法，但還有許多領域值得深入研究。

（1）關鍵鏈要求既要考慮技術約束也要考慮資源約束，對于需要多種資源的復雜項目，要確定關鍵鏈將變得非常困難，不同的算法可能會產生不同的關鍵鏈。在插入時間緩沖后，可能會出現新的瓶頸工序和瓶頸資源，導致關鍵鏈的變化，使得時間緩沖沒有起到緩沖作用。因此關鍵鏈的確定本身也是一個循環往復，不斷尋優的過程，因此在這方面需要不斷研究。

（2）時間緩沖量的確定也是相當困難，它與項目的具體要求、工期置信度有關，也與項目利益相關者的風險偏好有關，還需繼續研究。同時，在項目執行過程中，工序可能會發生變化，即網絡圖本身也是動態的。資源的供給情況也不是一成不變的，隨著項目的執行可能會發生變化，因此在項目的執行中需要動態調整。

（3）目前基于關鍵鏈法的項目進度管理，主要是以工期最短為目標，成本放于次要位置。而在實際項目中，工期與成本往往是一定的平衡關系，這也值得進一步研究。

4 結束語

關鍵鏈作為一種新型的項目管理技術，相比傳統的項目進度管理方法，在項目管理中不僅考慮了工作間的緊前約束關系，同時，還指出了制約項目進度的主要因素及資源瓶頸等問題，通過合理設置緩沖區并對其進行監控，大大提高項目的完工保證率，特別是在大型復雜項目的進度管理中，將有廣泛的應用前景。

【參考文獻】

[1]Goldratt EM.Critical chain[M].Great Barrington：The North River Press，1997.

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[3]馬力，管在林，何敏，等.基于關鍵鏈的自適應緩沖設置方法研究[J].華中科技大學學報（自然科學版），2008.36（11）.

[4]褚春超.緩沖估計與關鍵鏈項目管理[J].計算機集成制造系統，2008.14（5）.

[責任編輯：王楠]