項(xiàng)目綜合管理：基于優(yōu)先級(jí)的關(guān)鍵鏈多項(xiàng)目管理研究

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　　關(guān)鍵鏈技術(shù)主要基于“項(xiàng)目必須遵守整體優(yōu)化而非局部?jī)?yōu)化”的思想 , 以 50% 概率完工時(shí)間作為工序估計(jì)時(shí)間 , 同時(shí)考慮了工序間緊前關(guān)系約束和工序間的資源約束 , 確定關(guān)鍵鏈。然后通過(guò)為關(guān)鍵鏈和非關(guān)鍵鏈分別設(shè)置項(xiàng)目緩沖和輸送緩沖 , 來(lái)消除項(xiàng)目中不確定因素對(duì)項(xiàng)目執(zhí)行計(jì)劃的影響 , 保證整個(gè)項(xiàng)目按時(shí)完成。作為約束理論在項(xiàng)目管理領(lǐng)域應(yīng)用產(chǎn)生的新方法 , 關(guān)鍵鏈技術(shù)在其誕生之初便引起了廣泛關(guān)注。國(guó)內(nèi)外的專(zhuān)家學(xué)者分別從不同角度對(duì)關(guān)鍵鏈項(xiàng)目管理進(jìn)行了研究 , 主要集中在 : 關(guān)鍵鏈理論基礎(chǔ)研究與分析 [3, 4], 關(guān)鍵鏈在單項(xiàng)目調(diào)度中的關(guān)鍵鏈識(shí)別和緩沖區(qū)設(shè)置研究 [5-8], 關(guān)鍵鏈在項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)、成本管理中的應(yīng)用及關(guān)鍵鏈在多項(xiàng)目管理領(lǐng)域的應(yīng)用 [2, 9-11] 。隨著越來(lái)越多的企業(yè)面臨多項(xiàng)目管理的挑戰(zhàn) , 多項(xiàng)目管理成為阻礙企業(yè)管理發(fā)展的瓶頸。關(guān)鍵鏈在多項(xiàng)目環(huán)境下的應(yīng)用目前還沒(méi)有較為成熟的方法。本文主要分析關(guān)鍵鏈在單項(xiàng)目與多項(xiàng)目環(huán)境下應(yīng)用的區(qū)別 , 探討多項(xiàng)目環(huán)境下基于工序優(yōu)先級(jí)的關(guān)鍵鏈方法 , 并通過(guò)兩個(gè)項(xiàng)目的調(diào)度案例來(lái)驗(yàn)證所提出的方法。

　　1 資源受限多項(xiàng)目調(diào)度的方法及關(guān)鍵鏈在單項(xiàng)目與多項(xiàng)目中應(yīng)用的區(qū)別

　　高達(dá) 90% 的項(xiàng)目是在多項(xiàng)目環(huán)境下執(zhí)行的 , 在多個(gè)項(xiàng)目并行實(shí)施過(guò)程中 , 項(xiàng)目之間在資金、時(shí)間、人力等資源方面往往存在爭(zhēng)奪關(guān)系 , 進(jìn)而增加了企業(yè)管理難度 , 影響項(xiàng)目的進(jìn)度和完工質(zhì)量。資源約束下的多項(xiàng)目調(diào)度問(wèn)題是一類(lèi)重要的問(wèn)題 , 要求在滿(mǎn)足項(xiàng)目?jī)?nèi)部各任務(wù)的時(shí)序約束和所有項(xiàng)目的資源約束的同時(shí) , 優(yōu)化所有項(xiàng)目任務(wù)的進(jìn)度安排以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目總工期的最小化。資源受限管理是項(xiàng)目管理領(lǐng)域最復(fù)雜的問(wèn)題之一 , 而由于多項(xiàng)目調(diào)度問(wèn)題的復(fù)雜性 (NP-Hard 問(wèn)題 ), 引發(fā)了對(duì)很多算法的研究 , 如整數(shù)規(guī)劃、分支定界法、枚舉法、兩層決策、遺傳算法等。這些多項(xiàng)目調(diào)度方法大都基于 CPM /PERT 等傳統(tǒng)項(xiàng)目管理方法 , 對(duì)多項(xiàng)目所需的全部資源進(jìn)行配置。而本文所介紹的關(guān)鍵鏈多項(xiàng)目管理方法則更關(guān)注于對(duì)瓶頸資源的配置 , 這也是由關(guān)鍵鏈的理論基礎(chǔ)——— TOC 的基本原理所決定的。

　　約束理論 (TOC) 應(yīng)用時(shí)一般遵循如下步驟 : (1) 辨識(shí)系統(tǒng)約束或瓶頸 ; (2) 確定如何充分利用系統(tǒng)約束 , 使之發(fā)揮最大效用 ; (3) 系統(tǒng)中所有其他要素都要從屬于系統(tǒng)約束 ; (4) 采取相應(yīng)措施改善、放松系統(tǒng)約束 ; (5) 加入通過(guò)前面 4 個(gè)步驟約束已被突破 , 則回到步驟 (1) 重新識(shí)別新的系統(tǒng)約束。 5 個(gè)步驟循環(huán)往復(fù) , 不斷改善直至不出現(xiàn)系統(tǒng)約束。

　　2 多項(xiàng)目環(huán)境下的關(guān)鍵鏈方法

　　在單項(xiàng)目環(huán)境下 , 文獻(xiàn) [4] 提出資源的分配規(guī)則為 : 首先 , 優(yōu)先分配給總時(shí)差最少的工序 ; 其次 , 如果總時(shí)差相等 , 則優(yōu)先分配給工期較短的工序。這兩條規(guī)則從另一個(gè)角度可以理解為 : 資源優(yōu)先分配給關(guān)鍵鏈路上的工序 , 因?yàn)殛P(guān)鍵路線(xiàn)是影響項(xiàng)目工期的主要因素 , 關(guān)鍵路線(xiàn)上工序的拖期將造成整個(gè)項(xiàng)目的拖期 ; 如果兩個(gè)工序的總時(shí)差相等 , 則為了縮減工期 , 資源優(yōu)先分配給工期較短的工序。

　　但是 , 在多項(xiàng)目環(huán)境下 , 傳統(tǒng)的關(guān)鍵鏈識(shí)別方法存在一定的弊端。如果項(xiàng)目 1 的工序 A 和項(xiàng)目 2 的工序 B 同時(shí)需要某類(lèi)資源時(shí) , 存在以下幾種情況 :

　　(1) 項(xiàng)目 1 的優(yōu)先級(jí)高于項(xiàng)目 2, 工序 A 處于單項(xiàng)目關(guān)鍵鏈上 , 工序 B 不在單項(xiàng)目關(guān)鍵鏈上 , 則資源優(yōu)先分配給工序 A;

　　(2) 項(xiàng)目 1 的優(yōu)先級(jí)高于項(xiàng)目 2, 工序 A 不處于關(guān)鍵鏈上 , 而工序 B 屬于關(guān)鍵鏈工作時(shí) , 如果僅僅根據(jù)項(xiàng)目的優(yōu)先權(quán)來(lái)決定資源分配順序的話(huà) , 資源應(yīng)該優(yōu)先分配給工序 A 。這樣會(huì)造成兩種結(jié)果 : 工序 A 雖然分配到了需要的資源 , 但是因?yàn)樗皇顷P(guān)鍵鏈上的工作 , 所以雖然滿(mǎn)足了資源約束 , 但是可能并不會(huì)對(duì)項(xiàng)目工期的縮減有所幫助。而與此同時(shí) , 工序 B 由于缺乏資源 , 造成工期拖延 , 同時(shí)它又是關(guān)鍵鏈上的工序 , 勢(shì)必造成項(xiàng)目 2 工期的拖延。結(jié)果是項(xiàng)目 1 的工期沒(méi)有縮短 , 而項(xiàng)目 2 的工期卻拖延了。沒(méi)有體現(xiàn)資源分配的意義。

　　反之 , 如果項(xiàng)目 1 的優(yōu)先權(quán)低于項(xiàng)目 2, 也有同樣的兩種情況發(fā)生。

　　考慮到優(yōu)先權(quán)與是否關(guān)鍵鏈工序的矛盾 , 在多項(xiàng)目環(huán)境下應(yīng)用關(guān)鍵鏈方法時(shí) , 不僅要考慮多項(xiàng)目?jī)?yōu)先權(quán)的確定 , 還要考慮并行工序的工序優(yōu)先級(jí)。

　　資源分配的優(yōu)先順序確定步驟如下 :

　　(1) 根據(jù)項(xiàng)目的重要性程度等因素 , 確定各項(xiàng)目的優(yōu)先級(jí) , 分別為α和β ;

　　(2) 根據(jù)多項(xiàng)目中并行工序 A 和 B 在單個(gè)項(xiàng)目中的重要性程度和緊急程度等因素 , 分別確定工序的優(yōu)先級(jí)為 a 和 b;

　　(3) 根據(jù)以上兩個(gè)步驟 , 可以確定工序 A 和 B 的綜合優(yōu)先級(jí)分別為α * a 和β * b;

　　(4) 當(dāng)并行工序 A 和 B 同時(shí)需要某類(lèi)資源時(shí) , 綜合優(yōu)先級(jí)高的工序優(yōu)先分配資源。

　　以下應(yīng)用兩個(gè)項(xiàng)目案例來(lái)說(shuō)明該方法的使用。

　　2 · 1 問(wèn)題描述

　　假設(shè)有兩個(gè)項(xiàng)目 1 和 2, 它們分別需要 A 、 B 、 C 、 D 四種可更新資源 , 每種資源可供量是 1 單位 / 天 , 而且不能存儲(chǔ)。每道工序每天只需要 1 個(gè)單位的某種資源。工序 1 · 0 和 2 · 0 為虛工序。網(wǎng)絡(luò)圖中的 (d, k) 表示每個(gè)工序工期 ( 本文的重點(diǎn)不在于工期估計(jì) , 所以假設(shè)該工期已經(jīng)除去了安全時(shí)間 ) 和資源需求類(lèi)別。兩個(gè)項(xiàng)目的最早開(kāi)始時(shí)間相同 , 除了共享資源外 , 沒(méi)有技術(shù)約束關(guān)系。在任何一個(gè)時(shí)刻 , 某一特定資源只能為一個(gè)工序服務(wù) , 避免多任務(wù)工作的現(xiàn)象。工序在運(yùn)行過(guò)程中不能間斷。

　　2 · 2 案例求解過(guò)程

　　2 · 2 · 1 根據(jù)關(guān)鍵鏈方法分別對(duì)單個(gè)項(xiàng)目 1 和 2 進(jìn)行調(diào)度。以項(xiàng)目 1 為例進(jìn)行分析

　　根據(jù) CPM 方法 , 項(xiàng)目 1 的關(guān)鍵路徑是 1 · 0-1 · 3-1 · 5, 由于工序 1 · 3 和 1 · 4 需要共享資源 B, 根據(jù)總時(shí)差最小的工序優(yōu)先分配資源的原則 , B 在這兩個(gè)工序間分配的順序是 1 · 3-1 · 4, 由此可以得出關(guān)鍵鏈為 1 · 0-1 · 1-1 · 3-1 · 4-1 · 5, 關(guān)鍵鏈的長(zhǎng)度為 13 。

　　根據(jù)關(guān)鍵鏈方法得出兩個(gè)項(xiàng)目的調(diào)度計(jì)劃如下圖所示 :

　　2 · 2 · 2 多項(xiàng)目間的資源平衡。

　　步驟 1 已經(jīng)解決了項(xiàng)目?jī)?nèi)部的資源沖突問(wèn)題 , 在多項(xiàng)目環(huán)境下還要平衡多項(xiàng)目間的資源沖突。從圖 2 可以看出 , 項(xiàng)目 1 和項(xiàng)目 2 之間存在著資源沖突。根據(jù)本文提出的工序綜合優(yōu)先級(jí)概念 , 解決項(xiàng)目間資源沖突的思路如下 :

　　(1) 確定項(xiàng)目 1 和 2 的優(yōu)先級(jí) , 假設(shè)分別為 500 和 600;

　　(2) 確定單個(gè)項(xiàng)目?jī)?nèi)各工序的優(yōu)先級(jí) , 確定單個(gè)工序?qū)?xiàng)目地影響程度 , 與工序之間的前后順序并無(wú)關(guān)系。

　　(3) 根據(jù)各工序的綜合優(yōu)先級(jí)進(jìn)行資源分配。當(dāng)不同項(xiàng)目的兩個(gè)工序并行作業(yè)并共享某類(lèi)資源時(shí) , 按照工序的綜合優(yōu)先級(jí)高低來(lái)決定資源分配的優(yōu)先順序。工序綜合優(yōu)先級(jí)高的工序 1 · 1 與工序 2 · 2 共享資源 A, 由于工序 1 · 1 的綜合優(yōu)先級(jí)低于工序 2 · 2, 所以資源 A 優(yōu)先分配到 2 · 2 上。其他資源的分配同理。

　　由以上的調(diào)度計(jì)劃可以看出 , 資源 C 的使用是連續(xù)的 , 而其他資源在項(xiàng)目調(diào)度中出現(xiàn)閑置現(xiàn)象。這與 TOC 提出的非關(guān)鍵資源有的時(shí)候可能會(huì)閑置以保證多個(gè)項(xiàng)目間瓶頸資源的最大化利用的結(jié)論是吻合的。同時(shí) , 上圖中為了保證資源 A 的連續(xù)使用 , 工序 1 · 1 和 1 · 3 之間有間斷。

　　2 · 2 · 3 項(xiàng)目緩沖區(qū)的設(shè)定與有效管理。按照文獻(xiàn) [5-8] 提出的方法對(duì)各項(xiàng)目緩沖區(qū)的尺寸進(jìn)行設(shè)定 , 并采取有效措施對(duì)緩沖區(qū)進(jìn)行管理。

　　3 結(jié)論

　　越來(lái)越多的企業(yè)面臨多項(xiàng)目管理的挑戰(zhàn)。在利用關(guān)鍵鏈方法進(jìn)行多項(xiàng)目管理時(shí) , 提出工序綜合優(yōu)先級(jí)概念 , 當(dāng)不同項(xiàng)目間的并行工序發(fā)生資源沖突時(shí) , 根據(jù)工序的綜合優(yōu)先級(jí)決定資源分配的先后順序 , 并通過(guò)案例驗(yàn)證了該方法的合理性 , 能夠有效地解決項(xiàng)目間的資源沖突 , 改善多項(xiàng)目的執(zhí)行環(huán)境。同時(shí)驗(yàn)證了 TOC 的一個(gè)結(jié)論 , 非關(guān)鍵資源可能會(huì)閑置以保證多個(gè)項(xiàng)目間瓶頸資源的最大化利用。

　　由以上的調(diào)度計(jì)劃可以看出 , 資源 C 的使用是連續(xù)的 , 而其他資源在項(xiàng)目調(diào)度中出現(xiàn)閑置現(xiàn)象。這與 TOC 提出的非關(guān)鍵資源有的時(shí)候可能會(huì)閑置以保證多個(gè)項(xiàng)目間瓶頸資源的最大化利用的結(jié)論是吻合的。同時(shí) , 上圖中為了保證資源 A 的連續(xù)使用 , 工序 1 · 1 和 1 · 3 之間有間斷。

　　2 · 2 · 3 項(xiàng)目緩沖區(qū)的設(shè)定與有效管理。按照文獻(xiàn) [5-8] 提出的方法對(duì)各項(xiàng)目緩沖區(qū)的尺寸進(jìn)行設(shè)定 , 并采取有效措施對(duì)緩沖區(qū)進(jìn)行管理。