大型糧庫施工進度優(yōu)化設計

陳桂香，劉 旭，宋久樂

（河南工業(yè)大學 土木建筑學院，河南 鄭州 450001）

0 引言

糧食是關系國計民生的重要商品，是經(jīng)濟發(fā)展、社會穩(wěn)定和國家自立的基礎.近年來，我國糧食的倉儲、運輸、裝卸及包裝條件不斷改善.根據(jù)《糧食現(xiàn)代物流發(fā)展規(guī)劃》，2015年將初步建成全國主要散糧物流通道和散糧物流節(jié)點，形成現(xiàn)代化的糧食物流體系.根據(jù)此規(guī)劃，地方政府和企業(yè)啟動了大型糧庫和物流園區(qū)的建設.

大型糧庫具有功能多、工藝復雜、技術(shù)含量高、資金需求量大和建設周期長的特點.隨著項目的大規(guī)模建設，進度控制已成為政府主管部門、業(yè)主和施工企業(yè)面臨的重要問題之一.目前，在進度控制中多采用傳統(tǒng)的進度控制方法，在資源調(diào)配、進度計劃與控制方面仍存在一些問題，成為造成工程項目進度延遲的主要因素[1].

基于約束理論（Theory of Constrain，TOC)的關鍵鏈項目管理技術(shù)（Critical Chain Project Management,CCPM）在進度管理方面具有較大優(yōu)勢，利用風險聚合原理縮短項目工期[2-3].通過設置緩沖區(qū)，消除不確定性因素對項目進度計劃的影響；在項目實施過程中，通過監(jiān)控緩沖區(qū)以實現(xiàn)對項目進度進行控制[4]，不僅考慮了工序的邏輯關系，還考慮了資源制約及人的因素等[5].

CCPM在大型糧庫建設項目中的應用研究還比較缺乏.結(jié)合大型糧庫進度管理的特點，作者研究了CCPM應用的優(yōu)勢，對該方法進行了改進，并以某大型糧庫為例進行實證研究，研究結(jié)果對類似工程有參考價值.

1 CCPM在大型糧庫進度管理中的優(yōu)勢

CCPM是Goldratt博士在約束理論的基礎上提出的，彌補了傳統(tǒng)項目進度管理的不足，在應對大型糧庫進度優(yōu)化方面主要有以下幾方面的優(yōu)勢.

1.1 考慮了各類約束因素對進度的影響

大型糧庫一般集儲備、中轉(zhuǎn)、運輸、加工、檢測研發(fā)、期貨交割等功能為一體.如上海外高橋糧食儲備庫具有糧油接卸中轉(zhuǎn)、糧食儲備、糧油加工和行政辦公四大功能.建設方和施工單位對不同功能區(qū)的施工技術(shù)、進度計劃編制與進度控制等方面具有一定差異.

CCPM從系統(tǒng)的角度，根據(jù)大型糧庫各功能區(qū)的不同，分別識別影響進度的約束因素，將約束因素提到了與工序邏輯關系同等重要的地位，評估各種因素對項目進度計劃造成的影響和各個工序間資源沖突.同時考慮工序的緊前緊后邏輯關系，并通過“五步法”[6]最大限度優(yōu)化項目的制約因素和進度計劃.

1.2 考慮了資源約束因素

大型糧庫和物流園區(qū)不同功能區(qū)對建設資源要求的差異性較大，施工工種多且工序復雜，包括土建、安裝、水電、信號、設備安裝等作業(yè)，在施工過程中需要人員、材料和設備等資源的種類多，這些資源如供應不足或不及時，對進度計劃產(chǎn)生一定的影響.

CCPM綜合考慮大型糧庫不同功能區(qū)工序所需資源，根據(jù)資源的約束情況，在某些工序前插入資源緩沖區(qū)，對關鍵性的資源進行整合和優(yōu)化，降低因資源配置而引起的進度風險，保證工程順利實施.

1.3 考慮了前期工作持續(xù)時間的影響

大型糧庫占地面積較大，在建設時要涉及到土地、交通、生態(tài)環(huán)境保護等各方面大量的前期協(xié)調(diào)工作.傳統(tǒng)的項目進度計劃一般給協(xié)調(diào)工作持續(xù)時間賦予較多的安全時間，而安全時間不能保證項目按時完成，成為進度延遲的可能因素.

CCPM在編制項目進度計劃時，剔除了可能存在于工序之中不必要的安全時間，把剔除的安全時間提取并綜合利用，設置成各類緩沖區(qū)，加入到關鍵鏈末端，作為項目緩沖來應對影響項目進度的約束因素，保證整個項目按時完成，縮短工作的持續(xù)時間.

1.4 考慮了進度管理中人的因素

傳統(tǒng)的項目進度計劃是按照最早開始時間或者最早完工時間編制，會造成項目管理者容易將大量的工作放到最晚開始的那一刻才開始進行[7]，從而使帕金森定律和學生綜合癥成為制約項目進度的潛在風險.CCPM按照各個工序最晚開始時間編制項目進度計劃，使項目參與者從一開始就必須投入足夠精力到項目中去，減少因人的惰性而造成的項目延遲，提高了工作效率.

高校教師是一流大學及學科專業(yè)建設的主體力量。對于行業(yè)特色型大學而言，“雙一流”建設使命的完成有賴于高素質(zhì)的教師隊伍。在此背景下，科學有效地激發(fā)高校教師隊伍圍繞“雙一流”建設任務和目標要求，積極投身到“雙一流”建設大潮之中就顯得非常急迫而重要。高校教師績效考核評價體系是教師行為的“指揮棒”，科學設計能夠反映行業(yè)特色型大學“雙一流”建設任務的考核評價機制就成為實現(xiàn)“雙一流”建設目標的重要手段。［2］

2 對關鍵鏈技術(shù)的改進

Goldratt認為，項目中各工序的持續(xù)時間均有“安全時間”存在，通過剪切-粘貼法[8]提取工序持續(xù)時間的一半作為活動的工序安全時間，并且將緩沖區(qū)的大小定義為所有工序安全時間之和的一半.該方法簡單地將各個工序時間折減一半，主觀性強，同時造成了緩沖區(qū)的大小與項目工作安全時間呈線性關系，在復雜項目中工序越多越容易造成緩沖區(qū)過大或過小，因此需要對關鍵鏈進行改進.

本文中結(jié)合大型糧庫建設項目復雜性、工序多、交叉作業(yè)項目多等特點，將PERT三點估算法與關鍵鏈技術(shù)相結(jié)合，將工期折減系數(shù)和位置權(quán)數(shù)運用到緩沖時間估算中，使得優(yōu)化后的關鍵鏈技術(shù)更加適應于大型糧庫的進度管理.

2.1 工期折減系數(shù)的確定

項目中不確定性因素和管理者的風險偏好，會影響采用PERT三點估算法對工期估算的精確性.將PERT估算法與關鍵鏈技術(shù)相結(jié)合，得到了基于PERT的工期折減系數(shù)λi：

工序工期折減系數(shù)λi越小，表示該工序在關鍵鏈技術(shù)確定的時間內(nèi)完成的可能性越大，工期延遲可能性也越?。环粗摴ば蛟陉P鍵鏈技術(shù)確定的時間內(nèi)完成的可能性越小，項目工期延期可能性也越大.通過觀察工期折減系數(shù)的大小，提示管理者在工序工期緩沖區(qū)安排上多加注意，起到預警作用.

2.2 關鍵鏈工期的確定

在估算工期時，項目管理者積極的主觀愿望、消極的負面影響、對項目的熟悉程度及對進度計劃的把握度，都能影響到估算工期的客觀性.為了避免人為不確定性因素，把包含了這些不確定性因素的工期進行折減，得到工期折減系數(shù)，進一步確定關鍵鏈工期Di，即：

式中：Ti表示原進度計劃工期；λi意義同前.

2.3 位置權(quán)數(shù)

復雜項目中工序較多，實際項目中位置靠后的工序工期不確定性越強，因此引入由單汨源等[9]提出的位置權(quán)數(shù)這一概念.確定各工序的位置權(quán)數(shù)γi即：

式中：li表示各工序1/2時間到項目開始時的距離長度；li表示項目鏈路的總時間長度.

2.4 計算緩沖區(qū)的改進方法

根據(jù)關鍵鏈每個工序上的位置權(quán)數(shù)和工期折減系數(shù)得出緩沖區(qū)的大小為：

改進后的關鍵鏈技術(shù)綜合考慮了工期折減系數(shù)和位置權(quán)數(shù)兩種影響項目進度的風險因素，避免了管理者與執(zhí)行者之間時間估計的矛盾以及對風險的偏好度，同時不會因為鏈路上任務較少而縮小緩沖區(qū)，也不會因為任務過多而放大緩沖區(qū)，更適用于大型糧庫項目的進度控制.

3 實例研究

以某大型糧庫建設項目為例，將優(yōu)化后的關鍵鏈計劃方法運用到進度規(guī)劃實例中.各工序代碼及名稱見表1.

表1 工序代碼及名稱

該項目初始進度計劃如圖1所示.

圖1 初始進度計劃

3.1 關鍵鏈技術(shù)工期計算

結(jié)合該大型糧庫建設項目與初始進度計劃工期Ti分析. 在已知ai、bi、mi前提下，以PERT三點估算法以及在充分考慮資源約束因素下，得出本案例中相關工序的工期折減系數(shù)λi及關健鏈工期Di，如表2所示.

表2 工期折減系數(shù)及關鍵鏈工期

3.2 工序位置權(quán)數(shù)的計算

該工程項目的各工序的位置權(quán)數(shù)見表3.

表3 各工序的位置權(quán)數(shù)

3.3 緩沖區(qū)大小的計算

根據(jù)關鍵鏈技術(shù)各個工序上的位置權(quán)數(shù)和工期折減系數(shù)，得出該項目緩沖區(qū)的大小，見表4.

表4 各工序緩沖區(qū)的大小

通過改進后的關鍵鏈技術(shù)方法，得到該糧庫建設項目的進度計劃，如圖2所示.

圖2 改進后關鍵鏈技術(shù)項目進度計劃

應用改進關鍵鏈技術(shù)，得到本案例有兩條非關鍵鏈分別是：FB1.A1030—A1040，時間為187 d；FB2.A1050—A1060，時間為189 d.通過改進后的工期確定關鍵鏈PB為A1000—A1010—A1020，持續(xù)時間為195 d，加上37 d的緩沖時間，總工期為232 d.與原進度計劃260 d相比減少了28 d，證明了改進后的CCPM優(yōu)化了進度計劃.

4 結(jié)束語

關鍵鏈項目管理技術(shù)作為一種新的項目進度計劃方法，克服了傳統(tǒng)進度規(guī)劃方法僅考慮工序之間邏輯關系以及工序工期冗余的局限性，為項目管理提供了新的管理方法和管理模式.

作者結(jié)合大型糧庫的進度管理特點，對關鍵鏈技術(shù)進行了改進.改進后的關鍵鏈技術(shù)綜合考慮了人、資源約束、管理者的風險偏好等因素，而且提高了管理者與執(zhí)行者主觀能動性，避免了人的惰性造成項目工期的延誤，可以更有效保證進度計劃的實施.

［1］ 牟能冶，孫單智，何美玲.基于項目管理的物流園區(qū)建設［J］.物流科技，2005（9）：10-13.

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［3］ Gregory T Haugan.Project planning and scheduling［M］.Vienna Va.：Management Concepts，2002.

［4］ 曹小琳，劉仁海.關鍵鏈項目管理緩沖區(qū)計算方法研究［J］.統(tǒng)計與決策，2010（3）：69-71.

［5］ 馬國豐，尤建新.關鍵鏈項目群進度管理的定量分析［J］.系統(tǒng)工程理論與實踐，2007（9）：54-60.

［6］ 馬國豐，王愛民，屠梅曾.CCM：一種基于TOC的項目管理［J］.系統(tǒng)工程理論方法應用，2004，13（2）：167-171.

［7］ 程婷婷，李偉波，程霞.關鍵鏈新技術(shù)在項目管理中的研究和應用［J］.微計算機應用，2007，28（5）：539-543.

［8］ 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(tǒng)，2008（5）：1029-1035.

［9］ 單汨源，龍穎.一種關鍵鏈緩沖機制改進方法及其應用研究［J］.項目管理技術(shù)，2006（9）：32-35.