关键链项目管理中的缓冲管理新方法

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1、关键链项目管理中的缓冲管理新方法李洪庆 陆力 陈光宇电子科技大学经济与管理学院 成都(610054)E-mail: fslihongqing2004摘 要：约束理论在项目管理中的运用被称为关键链项目管理 ,它强调以系统的观点来 进行项目管理，不同于以往的是关键链成为了项目管理的重点。它通过对缓冲区的管理来减 少延误，提高项目的执行效率，从而解决传统项目管理方法所不能解决的问题。文中详细介 绍了关键链项目管理缓冲区的常用计算方法，对缓冲区计算方法进行了改进并且提出了新的 管理方法。经验证新方法是有效的缓冲区计算方法。关键词：项目管理 关键链 约束理论 缓冲区1引言约束理论(Theory of C

2、onstraints,简称TOC)的创始人高德拉特(Eliyahu M. Goldratt) 博士在1997年出版了一本管理小说关键链(Critical Chain)，将TOC理论引入项目管理 领域，形成了关键链项目管理(Critical Chain Project Management，简称CCPM)，它强调以 系统的观点来进行项目管理。关键链项目管理的基本思想是根据统计学原理和组织行为学理 论，它以为在学生综合症、帕金森定律等人的行为因素的影响下，导致原本时间足够的项目 脱期完工、项目成本超支或者牺牲项目设计规模和内容。为了解决这一问题，关键链项目管 理方法提出了以50%的概率估计工期，

3、将单个工序的不确定因素统一放在项目的缓冲区考 虑1。将关键链作为项目管理的重点，通过对缓冲区的管理来减少延误，提高项目的执行效率， 从而解决传统项目管理方法所不能解决的问题oCCPM在一些欧美发达国家已有非常的成功 应用：以色列的政府明文规定，想接国防研发合约或订单的企业，必须受过关键链的正式训 练，否则没有资格竞逐；一些著名的软件公司已经开始将关键链管理方法嵌入到其项目管理 软件中，例如PS8o国际上已有不少组织和学者对CCPM进行研究，高德拉特学会、PMI和IPMA就是其中 的几个较有影响的组织。Lawrance P.Leach 在Critical Chain Project Manage

4、ment一书中对 TOC、CCPM进行了详细的阐述。Taylor提出了一种用蒙特卡罗模拟技术确定项目缓冲区 大小的方法，并认为自由时差可充当输送缓冲区的角色3 4。在我国，有少数学者在研究 CCPM5。蔡晨和万伟提出了一种基于三点估计的关键链管理方法7 8;刘士新等对关键 链项目管理理论进行了系统的介绍91011；单汨源提出利用三点时间估计中的最可能时间 确定关键链，并通过位置权数a和弹性系数卩来估算时间缓冲量的新方法和一种新的缓冲突破 与行动决策机制。本文在总结前人的基础上，提出一种新的缓冲管理方 12。 2设置缓冲区的原理和目的缓冲区的设置就好像买保险，如果没有保险公司，我们每个人都得准备

5、一些钱来应对各 种意外情况的发生。不一定每个人都遇到意外情况但是遇到意外情况的人钱是不够的;而没 有遇到意外情况的人会把这部分钱花掉。类似地，对于项目这种一次性的活动来说这就是浪 费。有了保险公司，我们只需要每个人拿出很少的钱，我们都能得到更大的保护。根据这种 原理，我们可以把项目网络中的每个活动看成是保险对象；各活动的时差最晚开始（结 束）时间与最早开始（结束）时间之间的差值，我们可以看成是保险费；把缓冲区看作保险 公司。我们从每个活动里抽出较少的安全时间加到缓冲区里，整个项目就得到了一个有效的 保护。通过设置项目缓冲区和汇入缓冲区可以达到以下目的：图1 缩短安全时间示意图Fig1 Shor

6、ten the time of safety1. 缩短安全时间如上图1中的工作链C1, 一系列活动组成一条工作链，假设链长为L,每个活动的执行时 间估计都包含一定的安全时间，假设工作链C1上所有活动在L这么长的时间内完成的概率是 P。其中矩形1、2、3的长度代表活动的执行时间估计，S1、S2、S3分别表示活动1、2、3 的安全时间，S为缓冲区长度。如果把每个活动的安全时间都分离出来，全部置于工作链之 后，形成“聚合的”安全时间，这个“聚合的”安全时间等于工作链上每个活动的安全时间的总 和,如图中的工作链C2。但由风险聚合（Aggregation of Risk）原理知，工作链C2上所有工作 在

7、L这么长的时间内完成的概率将大于P,此时可以用更少的安全时间达到相同的保护效果, 上图中工作链C1与工作链C3的效果一样。2. 提高了项目按期完工的概率图 2 汇入点完工概率的计算Fig2 Completion probability calculation of the import point如图2所示，工作A、B、C都汇入工作D,假设工作A、B、C按时完成的概率均为70%, 那么，工作D能按时开始的概率为：0.73=0.343；如果将工作A和工作B按时完成的概率提高, 那么，工作D按时开始的概率将大大提高。如果认为工作A是非关键链I,工作B是非关键 链II,工作C和工作D构成一条关键链，

8、在非关键链I和非关键链II之后都设置输入缓冲区 FB,也就是使非关键链I和非关键链II以较早的时间开始，从而提高非关键链I和非关键链II按时完成的概率，那么就能减少非关键链I和非关键链II对关键链上工作D的干扰, 从而达到提高整个项目完工概率的目的。3确定缓冲大小的常用方法下面列举了三种常用的缓冲大小计算方法，式中符号的含义如下Tb 缓冲大小；缓冲前链路上的任务；%150%活动持续时间的50%置信度估计；I非关键链。路径上活动持续时间的90估计与50估计的差异之和的一半，即Tb 二工 C i2i 90 %路径上活动持续时间的50估计的一半，即Tb = 工 t i2 i 50 %cc关键链;方法

9、113:方法2:活动持续时间90%置信度估计；- t i50 %1）2）首先用两种方法估计各项工作的执行时间，记采用传统方法估计工作i的执=s - ai i ，则方法3： 行时间是Si，采用CCPM方法估计的工作i的执行时间是ai，两者之差为5i 缓冲区的大小为：rTb =址（5 ）21/2i i（3）PB = T ；当 i e 1 时，FB 厂 Tb。对于这三种方法，当i e cc4缓冲区设置的新方法时，时，前文提到的三种方法操作简单，方便易行，但对所有的工序都进行相同的处理，没有考 虑工序的实际情况和特点，缺乏合理的推断，过于简单草率。本文结合专家评分法提出基于 经验的缓冲区设置方法。首先

10、根据专家的预测估计计算风险指数；然后对各工作的缓冲需求 量进行等级划分，不同的等级对应不同的缓冲需求量与安全时间的比值Dj；最后将各工作5DT的安全时间 ij 乘以该工作所在等级的 ij 得到各工作的缓冲需求量 ij ，项目缓冲的大小等 于关键链上所有工作的缓冲需求量之和，非关键链的输入缓冲等于该链上所有工作的缓冲需 求量之和。实施流程如下：1. 首先聘请经验丰富的专家P专家可预测各活动发生资源短缺的概率，记为j。其中：各工作链的序号；j 各工作链上活动的工序号。SE2. 令各工序对整个项目的重要程度为 ij ，可以采取的有效措施的成本代价为 ij 。组织r s x P x E专家分别对其打分

11、，得出风险指数：ij ij ij ij（4） 该方法就是Goldratt法，又叫“剪切 粘贴法”是Goldratt在关键链中提出的 算法，许多学者认为该方法由于是一种线性方法而过于保守，往往会导致缓冲区过大或过小 使方案缺乏竞争力而错失商机。 根方差法，该方法由Luncent科技公司最早提出，优点是项目管理者不必随意削减单个 项目工作的预估时间，从某种程度上避免管理者与执行者之间的矛盾，而且可以避免时间缓 冲量过短或过长的现象发生。RR3根据J的值划分缓冲需求量的等级：将J按从大到小进行排序，再根据表1划分等D5 级，其中： J 缓冲需求量与安全时间 J 的比值。Tab.1 Buffer de

12、mand levels等级符号占总活动数的比例D1高风险A10%80%2般风险E20%60%3低风险I30%40%4可忽略风险O40%20%5)T = 5 x D4计算缓冲区的大小。各工作的缓冲需求量：J J J5.判断是否属于关键链14。表 1 缓冲需求量的等级表PB = T , I g ccJ如果属于关键链，关键链上项目缓冲区的大小为：戸1(6)(cc为关键链,j是关键链上的工序号，n是关键链上工作的总数)；如果属于非关键链， 转入第6步。6. 计算自由时差。由于我们取活动持续时间的50时间估计作为关键链的执行时间，如果直接插入缓冲 区，就有可能使活动之间不能满足关系约束或者使关键链出现间

13、隙。所谓的“关键链出现间 隙”是指关键链上的工作不是连续执行的。为了避免关键链出现间隙,我们还要计算各非关键 链的自由时差(Free Slack)自由时差FSij =最晚开始时间LSij-最早开始时间ESij=最晚完成时间LFij-最早完成时间EFijFSI第i条非关键链的自由时差(F i)等于该非关键链上各工序自由时差的最小值即：FSI - min FSJ7. 确定输入缓冲的大小。第i条非关键链的输入缓冲区的大小为：FB = T , I g IiiJj=1(7)(I为非关键链的集合，n等于第i条非关键链上工作的总数)FSI , FB最后选取 I I中较小的值作为输入缓冲需求量。贝I此时输入缓

14、冲区的大小为：FB = min( FSI , FB ),、iii( 8 )以上流程如图3所示。本方法可根据实际情况和经验调整各等级的活动数占总活动数的比例， DiJ 的值也可根 据项目和活动的特征进行适当调整。当然，此方法也有不足：主观因素影响大，在进度制定 过程中可能出现意见的分歧，以至在实施过程中带来矛盾。5缓冲管理方法50%的概率工期估计是很容易出现延误的，因此对缓冲区的管理成为项目团队进行项目控制的重要手段。通常将缓冲分为三等分：绿色，黄色，红色进行项目监控，如表2所示12。图 3 缓冲长度计算新方法流程图Fig3 A new method of buffer length calcu

15、lation chart表 2 常用缓冲管理方法表Tab.2 Commonly used buffer management methods01/3 （绿）1/32/3 （黄）2/31 （红）措施项目的执行进度良 好，可继续按原定进 度进行实施活动执行已经发生问题，项目团队必须注 意项目是否可能发生问题，找出问题点并 拟定应对策略，同时加强进度监控项目执行的进度出现了严重问 题，必须立即采取行动，执行相 应的应对策略，避免项目进度持 续恶化分析：以上方法只考虑到了缓冲区，没有考虑工作的实际进展。比如在2/31（红）阶 段，如果工作已经接近完工，那么项目的执行进度并没有出现问题，我们不必采取行动

16、。本 文基于以上方法，结合项目执行的进度，将各链上工作也均分为三等分，于是得到以下缓冲 管理决策方格，如图 4。图 4 缓冲管理决策方格Fig3 Buffer management decision-making squares对缓冲管理决策方格的说明：1. 情况再好不过了，会提前完工。2. 进展良好，不必采取行动。3. 本因该是绿色，考虑到“学生综合症”的影响，将其涂为黄色，起提醒的作用。不采取 行动，观察变化。4. 本因该是黄色，考虑到工作链已经接近完工且缓冲还剩下1/3情况乐观所以将其涂为绿 色。进展良好，不必采取行动，关注收尾部分。5. 进展情况一般，但缓冲已不多应该监视项目的进展加强

17、进度控制。6. 本因该是黄色但工作进度已经拖期而且工作才刚开始，还有很多不确定因素所以涂为 红色。项目进度出现了严重问题，必须马上调查行动。7. 本因该是红色，但工期没有拖欠工作链接近结束不确定因素也不是很多了，所以涂为 黄色。接近完工，关注发展8. 问题严重：立即采用解决方案，保证工作的进度，尽量避免托期完工。9. 采取猛烈措施，弥补或者减少托欠工期。参考文献1 Eliyahu M. Goldratt，Critical Chain M, Great Barrin gton,North River Press,1997.2 L.P.Leach,critical chain project ma

18、nagement improves project performance J,Project Management Journal,1999 ,30(2) ：3951.3 S.G.Taylor,Quantifying buffers for project schedules J,Production and Inventory Management Journal,1999,40.4 Herman Steyn , Project management applications of thetheory of constraints beyond critical chain schedul

19、ingJ,International Journal of Project Management ,2002,20：7580.李宁，吴之明,网络计划技术的新发展一项目关键链管理(CCPM )J,公路,2002,10.6 戚安邦主编，项目管理学M,南开大学出版社,2003,6.7 万伟，蔡晨，王长峰,在单资源约束项目中的关键链管理J，中国管理科学,2003,4.8 蔡晨，万伟，基于PERT/CPM的关键链管理J，中国管理科学,2003,11.9 刘士新等,关键链一种项目计划与调度新方法J,控制与决策,2003,5.10 刘士新著，项目优化调度理论与方法M,北京：机械工业出版社,2006,10.1

20、1 刘士新等，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 (1) :6066.12 单汨源，龙颖一种关键链缓冲机制改进方法及其应用研究J.项目管理技术,2006,(9)： 3235.13 雷小凌等，关键链技术中缓冲确定方法的比较研究J,项目管理技术,2007,5.14 徐小琴等，关键链汇入缓冲区的设置方法J,工业工程与管理，2007年第5期.15 罗荣桂等，基于关键链的柔性资源受限项目调度问题研究J，武汉理工大学学报,2007 ,11.富的专家预测各活动发生资源短缺的概率根据风险指数划分缓冲需求量的等级Project ManagementA家评估各MethOd指数 Buf

21、fer Management of Critical ChainLi Hongqing，Lu LiDepar 计算缓冲冲区的大mijcs and Management Science, University of Electronic Science andTechnology of China, Chengdu, PRC, (610054)Abstract结束The application of TOC in proje否否 management was entitled critical chain project management. It 是riSk是关键previous proje

22、ct management m计算自由时差t emphasizes on the whole system in project .Through its buffer management mechanism, this project management method can reduce delay and improve efficiency of project implementation which the traditional project management method can not solve. This paper briefly introduces the

23、 critical chain project management and then goes through its buffer mechanism , th确定输入缓冲ed勺c大小lation methods in buffer management were introduced in detail. At last, this paper puts forward a new buffer management methods. The new method has been proved effectively.Keywords: project management, critical chain project management, theory of constraints, buffer management作者简介：李洪庆,女,1986 年生,电子科技大学经济与管理学院，硕士研究生,主要研究方向是项目管理。E-mail: fslihongqing2004陆力，男，电子科技大学经济与管理学院副教授，硕士，主要研究方向是项目管理。E-mail: luli陈光宇，男，电子科技大学经济与管理学院副教授，博士，主要研究方向是质量管理与可靠 性工程。E-mail: chenguangyu