社会经济活动中有许多相对独立的一次性的活动,它们都有其特定的内容和目标,例如,一项市政工程、一种产品的研究开发、一个工厂或设施的建设或维修、一项社会活动的组织和实施等。
这类活动称为项目,它要求按指定的期限、限定的预算和规定的质量标准完成。项目的一次性是它区别于那些经常性或周期性生产的最基本的特征,每个项目都有明确的始点和终点。除了一次性特征外,目标和约束的明确性及作为管理对象的完整性也是项目的两个常见特征。每个项目都有明确的反映其功能要求的成果性目标,以及反映其工期、预算、质量等的约束性要求。作为管理对象的整体性,项目的计划、组织、控制以及效果的评价都应以项目的整体优化为标准,实施一个项目实际上是一个系统工程。它的计划方法有其特殊性。
第一节 项目计划管理内容与工具
项目管理的目的是确保项目的成功,即保证项目在限定工期内按预算和预定的质量标准完工。为了实现这一目的,需要对项目作周密可行的计划工作,并在项目实施过程中进行动态控制。
目前已形成一套较成熟的计划方法。
一、项目计划内容
一般来说,一个项目有下列4个管理要素:
(1)时间要素,即进度计划和控制;(2)成本要素,即成本测算和控制;(3)资源要素,即资源调配和安排;(4)质量要素,即质量监督和控制。
这些要素之间存在着不同程度和不同形式的相悖性,如缩短时间、降低成本及节约资源和提高质量之间就经常存在相悖关系。
项目管理的任务就是寻找并实现这些项目要素间的最佳组合,通常包括以下几项内容:首先,对项目作总的构思,确定项目的要求和目标;其次,选择适当的方案,制订计划,并做好必要的准备;再次,就是组织实施,即对项目的进度、成本、资源和质量等根据实际完成情况进行动态控制;最后,对完成的项目进行检查、分析、评价和总结。由于项目内部各项工作之间相互依赖和制约关系的复杂性,项目外部环境对项目各要素的影响,以及项目实施过程中多部门参与所引起的分工和协作关系,所以项目管理必须有统一的指挥和协调。
项目计划是全部管理活动的基础,是项目实现过程中要素控制的依据,因此项目计划的工作质量对于项目工程的顺利完成是至关重要的。项目型生产计划包括进度计划与控制、成本测算与控制和资源优化三部分工作。
项目是由许多工作(或活动、任务等)所组成。这些工作在项目中的作用不同,但都是必需的。这些工作之间往往具有逻辑关系,可能某些工作的完成是另一些工作得以开工的前提,也可能某些工作可以被安排在同一个时间范围内各自独立地完成。作为项目计划,至少需要指出项目中每一件工作可以或必须在何时开始,可以或必须在何时结束,甚至还需要指出每件工作在时间安排上究竟有多大的机动余地。所以,进度计划是项目型生产计划的基础和中心。
完成一项工作除了需要花费一定的时间外,还需要消耗或占用一定的资源,还会发生一定的费用。因此,当进度计划编制后,还需要对每件工作乃至整个项目进行成本测算和资源安排。如果在确保项目质量的前提下,项目进行期间项目总费用符合项目成本预算的要求,所需的各种资源也能保证供应,那么,这样的进度计划才是可行的。否则,要对进度计划作必要的调整。根据项目管理的基本要求,最终的项目计划需要对进度、成本、资源等作出明确的安排。这样才便于在项目实施中进行有效的控制。本教材只涉及计划编制内容。
二、横道图
横道图是第一次世界大战期间由美国的甘特发明,所以又称甘特图。用横道图表示项目进度,十分简单直观,其应用相当广泛。
在横道图中,横向表示时间进度,纵向表示项目中的一系列工作。每件工作从开始到结束的持续过程用横道表示。用横道图排计划先要把项目任务分解成一项项工作,一条横道线就表示一项工作的进度,分解的粗细程度取决于计划和控制的需要。时间进度的单位大小则取决于计划的用途和项目工期等。图101是某项目的关联横道图。该项目被分解成7件工作,时间进度用周为单位,每件工作从开始到结束的持续过程在图中用相应的横道(直线段)来显示。其中,虚线横道为该工作进度安排的机动时间。
在应用中,横道图的左边部分可做成表格形式,根据计划和控制的需要设置各种内容的列。如每件工作的工作量(持续时间等)、所需资源(劳动力、机械、资金)和紧前或紧后工作等信息。
在一个项目中,某些工作之间可能有特定的先后承续关系。
如有A,B两项工作,当工作A完成后,工作B才能并可以立刻开始时,称工作A是工作B的紧前工作,而工作B则是工作A的紧后工作。项目中各种工作之间的逻辑关系可以用工作间的紧前或紧后关系来表示。在横道图中,由于紧前工作横道的右端点和紧后工作横道的左端点在同一时点上,故可从前者引一垂直的箭线,箭头终止在后者上,这条箭线就表示两件工作之间的紧前或紧后关系。具有这种表示功能的横道图称为关联横道图。图101是一张关联横道图,从该图可见,工作1是工作2和工作5的紧前工作,而工作2和工作5是工作1的紧后工作,等等。工作1和工作3、工作4等虽有前后关系,但不是紧前或紧后的关系。在关联横道图上,一件工作的延误会否影响别的工作,或将影响哪些工作,都可以看得很清楚。
利用横道图可以统计项目在各个时段(如每天、每周等)对资源的需求量。根据各件工作每天劳工人数可以累计出项目进行过程中,每天对劳工人数的总需求量。一般称这样的图示为资源需求动态图。资源需求动态图是项目资源控制的重要工具。当某些工作进度安排具有机动时间时,可以利用机动时间安排工作的实际进度,使项目对资源的集中需求尽可能地分散,起到“削峰填谷”的作用。
三、网络计划技术
由于横道图图形的表达固有局限性,例如,在横道图中,工作间的整体关系和逻辑关系不清晰;时间参数的计算不方便;不能反映关键工作和关键线路;难以对计划进行修改和调整等。横道图的这些局限性限制了在大型项目中的运用。20世纪50年代发展起来的网络计划技术较好地克服了横道图的缺陷,已成为编制项目计划和进行项目控制的最主要工具。
(一)网络计划技术的原理
所谓网络计划技术,是指在项目网络模型的基础上,利用有关信息进行分析计算,通过对时间、费用、资源等要素的不断调整,寻求实现项目目标的最优计划方案的一种方法。
网络模型的基础是网络图。一个网络图应当包含下列信息:
(1)为完成项目须执行的一系列工作(工作分解的详细程度根据项目的性质和控制的需要而定);(2)工作之间的逻辑关系(即反映工作间的工艺及组织关系的紧前或紧后关系);(3)完成每件工作所需的时间(可能是确定的,也可能是随机的);(4)完成每件工作所需的种种资源(资源含义是广泛的,视项目的目标和约束而定);(5)完成工作所需的费用(包括固定费用、资源费用和其他费用)。
网络图有双代号和单代号两种。
(二)双代号网络图的基本概念
双代号网络图是用箭线表示工作的一种网络图,如图102所示。图中,箭线表示工作,箭线两端圆圈称作节点,这是一个时点,在网络计划技术中,称作事件。箭尾节点表示工作的开始,箭头节点表示工作的完成。为了分析和计算的需要,每个节点都要编上代号,节点编号不能重复,同一箭线的箭尾节点编号应小于箭头节点编号。项目中每件工作都可以用其箭尾和箭头节点的编号组合(i,j)来表示。
在双代号网络中,要求任何两个节点之间最多只能有一条箭线,故在绘制网络图时,有时需要引入虚箭线。虚箭线代表虚工作,它仅表示它所连接的前后两工作间的逻辑关系,而没有任何具体含义,不消耗时间和资源。虚工作(4,5)表示工作(5,6)和工作(4,6)一样,都是工作(3,4)的紧后工作。
在双代号网络图中,既有箭线进入,又有箭线引出的节点称为中间节点;只有箭线引出,而无箭线进入的节点,称为起始节点,它代表整个项目的开始;只有箭线进入,而无箭线引出的节点称为终止节点,它代表整个项目的完成。由于项目的完整性,一个网络图只能有一个起始节点和一个终止节点。
在双代号网络图中,从起始节点出发,沿着箭线方向前进,最后到达终止节点,这样的通道称为网络图的一条线路。线路上每件工作持续时间之和称作线路的持续时间。一般来讲,一个网络图有多条线路,它们的持续时间有长有短。其中持续时间最长的线路称作网络图的关键线路,关键线路上的工作称为关键工作。
关键线路决定项目的工期,是项目控制的重点。
(三)单代号网络图的基本概念
单代号网络图用节点表示工作,用箭线表示不同工作之间的顺序和衔接关系。
在单代号网络图中,可以避免引进虚工作,工作之间逻辑关系的表示简单直观。和双代号网络图相比较,单代号网络图较易绘制、理解和修改,更便于应用计算机绘图。
单代号网络图也有不足之处。如对于大型复杂项目,箭线数目较多,有时会出现箭线相互交叉的情况。又如,单代号网络图用节点表示工作,而不像双代号网络图那样用箭线表示工作,所以,单代号网络图和横道图在形式上差别较大。随着计算机技术和项目软件的发展,单代号网络图的不足之处正在逐步得到改善。
(四)网络图的绘制
不管绘制何种网络图,在绘制前都需要对项目作必要的调查分析,正确、全面地掌握有关信息(见本节前文所述)。项目信息可以用工作明细表的形式归纳整理。
绘制网络图的关键在于网络图必须正确、全面地反映工作之间的逻辑关系。
例如,有一个产品开发项目,它由14件工作组成,有关信息见明细表101。
根据明细表101,可以绘制该产品开发项目的网络图。项目的单代号网络图见图104,双代号网络图见图105。从图104可见,项目的单代号网络图绘制时逻辑关系的表达简单直观,无虚箭线,但箭线交叉较多,难以避免。在单代号网络图中,若在横向配以时间进度标示,在纵向将各工作节点错开。同时,各节点矩形左边对应工作开始时间,宽度等于工作持续时间。那么,单代号网络图就成为名副其实的横道图了。这是单代号网络图的优越性。从图105可见,双代号网络图绘制时逻辑关系的表达有时较困难,必须借助于虚箭线。网络图是否正确,应与工作明细表相对照,如果明细表中工作间的紧前(或紧后)关系没有在网络图中反映出来,则是一种错误;反之,如果网络图反映了明细表中没有的工作间的紧前(或紧后)关系,则也是一种错误。在双代号网络图中,凡有较多箭线进出的节点往往具有特殊意义,因为它提醒我们,在这一时刻将有较多的工作结束或开始,在项目进度控制中应当格外重视。这是双代号网络图的优越性,是其在我国被广泛应用的原因之一。
(五)CPM和PERT
网络计划技术起源于20世纪50年代。早期的两个名称是关键路线法(critical pathmethod,即CPM)和计划评审技术(programe valuationan drevie wtechnique,即PERT)。
关键路线法是以确定型的经验数据为基础来确定各项工作的时间,往往被称为确定型网络计划技术,适合于在以往类似项目中已取得足够经验的项目计划。计划评审技术则把各项工作的时间作为随机变量来处理,往往被称为非确定型网络计划技术,适合于缺乏经验和资料的研究与开发项目。一般来说,对于一个项目,如其工作的进度能估计得比较精确,各项费用也能预先得到比较肯定的估计,则采用关键路线法可能是比较合适的。然而,当项目中各种不确定因素十分明显时,进度控制的重要性成为项目管理的主要矛盾,这时选择计划评审技术可能是明智的。
第二节 网络计划技术中时间参数的计算
本节介绍网络计划中时间参数的计算问题,网络计划的优化(时间、费用、资源的综合分析)将在后面几节介绍。
一、工作(持续)时间
工作时间是一件工作从开始到完成的持续时间,它的长短与该工作的工作量及投入的资源量有关,有时还与该工作的工艺特性或技术要求(如混凝土浇筑需要一定的自然过程)有关。因为工作是项目的基本组成单元,所以,工作时间的合理确定是保证项目计划质量的必要前提。
记工作(i,j)的工作时间为Tij。
(一)定额计算法
当具备该工作的劳动定额资料,或掌握类似工作的工作时间统计资料时,可用分析对比的方法直接确定该工作的工作时间,也可用间接计算的方法来确定。
(二)经验估算法
在不具备该工作的工作时间的直接或间接资料的情况下,且未知的、难以估计的因素较多时,可采用经验估算法来确定工作时间。由于该方法借助于对工作的三种时间估计,所以该方法又称三种时间估算法。