PDM工程项目进度管理相关理论

PDM工程项目进度管理相关理论

1相关概念界定
1.1项目管理
    一般来说，项目管理是指以项目为管理对象，通过有效整合项目组织的各种资源，以期达成项目预期的目标和责任的过程，这一过程是一个创造性活动的过程。所谓以项目为管理对象是指进行项目管理的主体和客体，项目管理的主体是指项目的管理者组成的工作团队和管理组织和机构，即项目的决策者和管理者；项目管理的客体是指项目主体控制、管理的项目全生命周期内涉及的全部资源、人员和工作活动。
 
    项目管理的任务和责任是通过计划、组织、指挥、控制项目活动所需的各种资源包括人员、资金、技术、时间、设备等，以实现项目预期的目标。所谓动态创造性活动过程是指综合运用系统相关思想、理论及方法对项目全生命过程进行系统的动态的管理。在项目全生命周期中，通过对资源进行有效的配置，综合权衡，时间、费用、性能的综合优化等活动，不断为决策提供科学可靠的指导，在有效时间内达成项目特定的目标。
 
    相对于传统的部门管理，项目管理最大的特点是注重综合性管理，尤其对项目的时间管理，也就是进度管理，十分严格。项目进度管理是指在项目实施过程中，对各阶段的进展程度和项目最终完成的期限所进行的管理，进度计划和口程安排经常给项目进度管理产生很大的压力。总的来说，项目管理主要具有以下几个特征:
 
    (1)项目管理以项目为管理对象。项目管理的对象是具体的项目，因此每一套项目管理的方案都是针对具体项目的特点而形成的。不同的项目通常会制定不同的管理方案，因此对于项目管理，特别是大型、复杂的项目特别适用项目进度管理是借鉴项目管理的高效性和科学性，有效地分离工程的关键工序，并制定每个工序的开始时间和结束时间，通过对各个工序有效的进度管理实现整个项目的进度管理目标。
 
    (2)管理组织的特殊性。项目是临时的一次性的任务，因此项目的管理组织也是临时成立的，一旦项目结束，项目管理组织的使命也就完成了，因此没有存在的必要，必须解散。项目的管理组织是柔性可变的，尤其在进度管理方面，项目的管理组织是根据项目全生命周期的不同阶段的具体要求来调整和改变组织的配置和管理，以保证项目在预定时间内完成，这就打破了以往传统的固定建制的组织模式，强调组织的协调控制能力，因此在项目组织结构的设计过程中必须充分各职能组织之间的协调性，由此看来进度管理也是一个综合管理的过程，是保证项目总体目标取得成功的必要条件之一。
 
    (3)目标式管理。项目管理的方式是目标管理，为实现多层次的目标管理，项目经理以综合协调者的身份，为项目团队的各个工作成员阐明承担工作的意义，协调项目中的时间、经费等资源。进度管理作为项目管理的重要组成之一，自然也属于目标式管理，相关工作的专家和成员独立完成进度管理和控制的具体工作。
 
    (4)有明确的管理目标。紧紧围绕目标开展相关管理工作是项目进度管理的一个重要特点。项目的管理者、各个组成部分、项目生命周期各个阶段、项目整体在项目的特定阶段都有相应的进度目标。
 
1.2项目进度管理
    工程项目进度管理是指在工期内编制最优最合适的项目进度管理计划，并在项目实施过程中不断的检查项目实际的进展情况，将实际进度与计划进度相比较，发现偏差并分析偏差产生的原因，根据偏差的具体情况制定调整措施，对原计划进行修改，整个操作在项目全生命周期过程中不断循环以确保项目的顺利完成。
 
    换句话说，所谓进度是指先确定什么事先做什么事后做，然后确定每件事的开始时间和结束时间，哪些事情是可以延后的，哪些事情必须马上完成。因此进度管理最直观的表现就是时间和工期。有些人可能容易将进度和工期混淆，或者将工期和进度等价起来，事实上，进度和工期是两个相互联系又相互区别的概念。
 
    作为衡量项目进度的指标，项目管理通常用工期来表示进度计划和完成情况。因此控制好工期就成了控制进度的首要任务，通过工期控制才可以实现进度的控制目标，工期是进度的表现形式，但是如果单用工期表示项目的进度则不全面。
 
    工程进度如果出现延后，则项目的工期必将延后。调整工期是进度控制和调整的表现形式。通过施工次序的调整、施工密度的加大，实现加快进度的目标。整个进度管理就是专业人员编制进度计划，然后又和监理单位等相关方进行进度计划的执行和核实，根据工程实际情况调整、优化计划的过程。
 
    进度管理师以现代科学管理理论为基础，包括系统运行原理、弹性原理、信息反馈原理、动态控制原理以及密封循环原理五大原理的综合性学科，下面简单分析介绍几个原理的内容:
 
    (1)系统控制原理
系统控制原理从系统的角度来看项目进度管理，并将其分为主要的三个部分，分别是项目施工进度计划系统、实施系统、管理系统。而项目经理的主要任务就是基于这里原理强化项目进度控制的全过程。
 
(2)弹性原理
    一般来说，工程项目的工期都比较长，影响项目进度的因素比较多，但是很大部分因素都能被管理者或者实施人员掌控或控制，因此项目团队可以根据经验估计各个因素出现的可能性及其影响程度，从而进行目标的风险分析。通过风险分析，在制定项目进度计划时为进度管理留一定的储备时间，从而使得项目进度计划在一个弹性控制范围之内，通过利用弹性控制减短剩余计划工期，已达到预期的进度计划目标。
 
(3)信息反馈原理
    工程项目需要建立项目的项目进度计划和目标需要从上至下传递，而项目实际进度信息则要从下至上逐级反馈，通过系统不断地进行信息的传递和反馈，提高信息沟通效率，以保证进度计划符合预定的工期目标。
 
(4)动态控制原理
    随着项目的进站，可能受各方面因素的影响，不可能保证实际和计划的一定相符合，因此根据实际情况进行动态调整和控制是必不可少的。动态调整必须按照PDCA (Plan、Do、Check、Analysis)不断循环的过程进行。在具体施工的过程中，要分别针对单位工程、分项分部工程以及整个项目工程建立不同层次的循环控制系统，以确保不断循环的过程就是管理水平不断提高的过程。
 
(5)密封循环原理
    从项目进度计划的编制开始，影响项目进度管理的因素就是复杂多变且不确定的，因此必须对项目实施的全过程进程连续的跟踪，不断地比较实际进度和计划之间的差距；针对偏差采取一定的措施，并不断更新项目计划，再按照新的项目计划执行，这是一个不断循环的过程也是不断提高优化的过程。
 
2工程项目进度管理相关理论介绍
    项目进度管理是在项目实施前先制定项目进度管理的计划(包括多级管理的子计划)，并在执行进度计划的过程中在项目实施过程中不断对项目进度管理进行监督、分析、控制和改进直到完成项目目标的过程。
 
    对工程施工项目来说，进度管理起着承上启下的重要作用，它是管理进度的实际执行与计划期望之间的纽带，不仅关系到施工计划的实现，而且也影响着资源有效利用和领导科学决策等事件。同时，在实践中进度管理又是工程计划制定好坏、技术水平高低的关键标尺，是施工方和监理方检查和评估施工现场的重要依据。本章下面各小节主要介绍项目进度管理制定计划的方法、流程、应用及实施过程中进度控制的相关理论。
 
2.1项目进度计划编制程序
    为了满足项目整体和各个阶段进度控制和管理的需要，项目前期需要制定项目总进度计划和各阶段进度计划。这些计划都需要以合同规定的交工口期为约束条件，明确反应项目各个阶段以及各工序的重要控制点和里程碑。各个进度计划尽管内容不尽相同但是编制步骤大致都由以六步完成:
 
    (1)信息和资料搜集
    编制进度计划必须要考虑各方面影响进度的因素，对各种因素进行定性和定量的综合分析。因此，搜集相关信息和资料既是编制进度管理计划的基础也是重要的依据。一般来说编制进度计划搜集的信息和资料主要包括工程项目的概括和特点、项目合同、工程施工条件、施工技术、施工组织等等。信息和资料是否真实、准确、充分将直接影响到计划的有效性。
 
(2)项目工作分解
    为了便于对项目进行有效的管理和控制，需要将项目分解成更小、更容易管理的施工工序，将项目工作进行分解，形成项目的工作分解结构(WBS)。一般来说，工作分解结构供领导使用的上层划分粒度比较粗，基层施工使用的下层的粒度比较细。工作分解结构的最底层是工作包，在制定进度计划时一般需要将工作再分解成活动，以活动为单位进行后续的进度计划制定。
 
(3)项目活动历时估算
    将项目工作分解到活动粒度后，需要对每个活动的历时进行估算，充分考虑人员、设备使用等情况，同时进一步考虑质量安全要求、资源供给要求、人员能力及环境等因素对项目进度的影响，确保历时估算准确。
 
(4)活动排序
    活动排序就是确定项目各个活动之间以及各工序与外部条件的逻辑关系。活动之间的逻辑关系一般有三种:强制关系指工作性质所固有的依赖关系，例如B工作必须在A工作完成之后才能开始；可酌情处理的依赖关系；外部依赖关系是指项目活动与非活动之间的依赖关系，例如施工必须是晴天。充分考虑各种活动的团队内部之间及其与外部的各种依赖关系，找出各个项目活动的特殊性和相互依赖关系是编制项目进度计划的一个非常重要的环节。
 
(5)编制项目进度计划
    在确定各项工作任务的逻辑关系的基础上，就可以依据项目相关资料和要求编制项目的进度计划。定义项目各项任务之间一般有五种方法:箭线图示法、网络图标法、优先图示法、工作表发、条件图示法；通过这五种方法最终形成项目的活动网络图，以网络图为基础编制项目进度管理计划。
 
2.2项目进度计划表示方法
    下面主要介绍几种典型的表示进度计划的模型:
    (1)甘特图
甘特图又叫横道图或者条形图，它是美国项目管理学创始亨利·L·甘特CHenry.L.Gantt设计的，它用条形图表示设想活动的持续时间，用来表示和监控整个项目的进度。甘特图主要有计划甘特图、进度甘特图和负载甘特图三种类型，分别用于项目的历时计划、项目进度跟踪和项目负载测定。
 
    甘特图具有简单明了，实用易懂，绘制方便，且便于检查和计算需要的资源，可以包含项目的大量信息，适用范围广是项目进度管理的有效工具，至今仍然普遍适用。但是甘特图也存在缺陷，例如很难判断某一活动的变化或者延误对整个工程项目的影响，无法确定整个项目中的关键工序和活动，无法确定关键路径，因此这种方法只适用于小型的、简单项目的进度管理。
 
    (2)直方图
    直方图法是在图上以虚的直方图表示单位时间内实际完成情况，用实的直方图表示计划完成情况，通过虚实对比，反映了一定时期内计划的工程量与实际完成情况的关系，为管理者提供直观的对比，方便进度监控，这种方法简单直观，在实际工程中得到广泛采用。
 
(3) S形曲线图
    该方法用两条S形曲线图分别表示到某一时间点，施工累计完成工作量的计划值和实际值，通过二者的对比反映工程的完成和进度情况。直方图与S形曲线都是通过对比实际与计划反映工程的进度，指导进度控制。
 
    (4)里程碑法
    20世纪，横道图成为军事工程和建设项目计划和控制进度的重要工具，但横道图不能体现各个工序之间的逻辑关系，无法满足大型项目工程进度管理的需要。为了克服横道图的缺陷，人们提出了里程碑法。里程碑法就是用图形表示一个里程碑计划，承包商在制定进度计划时规定若干个重要工作的完工口期和项目的最终完工口期作为项目的里程碑，在工程实施工程中对里程碑进行检查控制，这样就可以对项目的总目标进行有效的分解，明确阶段性的目标，便于进度管理和控制。
 
    (5)网络计划技术
    网络计划技术是用网络计划对任务的工作进度进行安排和控制，以保证实现预定控制目标的科学的计划管理技术。主要包括:
    1)关键路径法(CPM
针对甘特图不能确定关键工序的不足，1957年雷明顿一兰德公司的JE克里(7E Kelly)和杜邦公司的MR沃尔克(MR Walker)提出了关键路径法。这一方法的目标是确定项目的关键工序和关键路径，关键路径决定了完成项目的最短时间。
 
    关键路径法的计算主要包括前向计算和逆向计算两个过程，前向计算确定网络中各个工序的最早开始时间和最早完成时间；逆向计算确定各个工序的最晚开始时间和最晚结束时间。关键路径上的各个关键工序没有自由时差，也就是浮动时间，因此为了防止工期延后的现象出现，保证关键路径上的各个关键工序的按时完成是整个项目进度管理的重点和关键。
 
    2)计划评审技术(PERT)
    1958年，Malcolm等人认为项目各项活动的时间不是一个准确的数值，而是服从(3(a，b，m，r)分布，可以给出乐观完成时间估计a，悲观完成时间估计b和最可能完成时间估计m三个时间，然后通过网络活动的三点法求出每项活动持续时间的均值和方差；然后以活动均值为基础将PERT网络简化成关键路径CPM网络；计算时间参数，确定关键路径，然后利用统计学理论计算整个项目的完工概率。
 
    某种程度上来说PERT可以看做是CPM的扩展，它以表示作业起点、重点的节点为中心的概率系统为出发点，预测在某段时间内完成某活动的概率。CPM以工作为中心作为出发点，而不是概率系统；编制项目的进度计划，确定关键路径。PERT是以时间作为进度管理的重点，而CPM是从时间和费用两方面综合进行进度管理。随着项目进度管理的发展，这两种方法在实际应用中相互补充，相互渗透，二者的界限也越来越模糊。
 
    3)图形评审技术(Graphical Evaluation and Review Technique，GERT图形评审技术是为解决项目与活动之间的随机性而产生的。图示评审技术(GERT)类似于PERT技术，GERT技术允许出现循环、分支以及多个项目结果。
 
(6)搭接网络(OLN)
    搭接网络又称为优先网络。CPM和PERT进行项目的进度管理各自都有缺陷，例如难以对资源进行计划、非专业人士难以理解等。而搭接网络法用代号表示工作、箭头表示工作时间的逻辑关系并在箭线添加相关的工作时间，通过网络图就可以直观的反映各个工序之间的顺序关系，并可以通过简单的计算确定各个工序的关键路径和工作时差，进而通过分析和措施调整把控项目的整体进度。这种方法的网络计算和图形计算都得到了很大的简化，非常适合多任务并行和重复性工作多的情况。
 
(7)网络计划技术与横道图相结合
    上面我们说过横道图简单明了但是却无法发映出关键工序，CPM等网络计划技术便于确定关键工序，直观性却不佳；因此有学者将横道图与网络计划技术相结合，将网络图上的工作表示在横线图上，同时表明它的持续时间、最早开始时间和最早结束时间等参数；利用网络图上工作间的垂直联系线来表示其间的关联。根据工程项目自身的特点，编制优化的横道图以便进行项目管理，可以清楚明了地反映各个工作的最早开工、最早完工、最晚开工、最晚完工等关键时间点，各个工序之间逻辑关系直观明了，便于管理。
 
2.3项目进度计划的实施和调整
    项目进度管理计划制定后接下来就是按照计划进行项目施工，但由于项目计划只是根据现状对未来工作做出来的进度预测，在项目的执行过程中随时可能遇到难以预测的因素；因此在执行计划的过程中要不断地对项目工作的实际情况进行检查，比较检测结果与计划之间的偏差，并分析偏差产生的原因和影响，并针对偏差采取一定的措施，调整优化原计划，发布新的计划，再使工作按照新的计划执行，保证这一过程不断循环直到项目进度目标实现。这一循环可以用PDCA循环来表:
 
    P(Plan)计划:搜集项目进度相关资料，综合分析各影响因素，确定合理的进度目标，编制切实有效的进度计划。
    D(Do)执行:项目组织根据制定的进度管理计划实施计划。将项目的目标责任落实到个人，建立以项目负责人为中心的进度管理机构；并建立与之配套的进度考核管理制度，制定应对各种突发事件或者风险的应急预案，将事前和事中作为项目控制的重点。
 
    C(Check)检查:检查项目的执行情况，并将检查结果与项目计划相比较。在项目执行的过程中不断监控和检查项目的进展情况，确保项目实际进度与进度计划保持一致。与此同时，对实际情况和计划的偏差进行分析，必要时采取有效措施使项目按照进度计划的目标进行。常用的进度检查的方法包括横道图检查法、移动式进度计划法、S形曲线比较法、列表法等。
 
    A(Action)处理:对于检查出来的偏差，找出偏差产生的原因，制定纠偏措施，更新进度计划。由于计划的渐进明细性质，施工计划具有多边形、被动型等特点，所以计划的执行过程也是不断明细不断确认的过程，计划的变化是绝对的，对进度计划进行调整也具有必然性。只有不断优化项目的进度计划，才能得到更科学更合理的进度计划，从而保证项目目标高效、低成本实现。
 
    PDCA不断循环的过程也是不断提高的过程，这一过程可以用下图2-1来表不:

2.4项目进度控制
    上一节介绍了在项目的实施过程中，为掌握项目的实际进度需要不断地检查项目的进展情况，并将实际与计划对比，分析产生偏差的原因采取必要的措施跟进计划，对项目计划进行不断地更新，再到计划执行的不断循环的过程，进度的控制贯穿着这一循环的全过程。
 
    由于影响项目进度的因素复杂多变，因此，项目进度控制是一项复杂的、全面的、综合性的工作。因此进度控制需要分析各方面的因素，并采取相应的措施，辅助项目进度控制。在项目网络计划图的基础上，以时间为主线，控制项目进度，保证进度目标的实现。项目管理中做好进度控制工作需要注意如下几点:
 
    (1)加强组织管理:项目的进度计划在时间安排上是紧凑的，要求参加施工的相关部门充分的配合，从全局出发，统一安排项目资源，为项目的顺利实施创造条件。
 
    (2)着重强调工程项目分级计划控制:为确保项目总体目标的顺利实现，需要根据项目的总体目标、阶段目标制定综合的进度控制措施，将各个阶段的具体控制目标落实到各个管理层，明确责任。
 
    (3)将项目进度计划的执行情况与经济责任挂钩:将项目进度的内容、执行要求具体落实，实行逐级负责制，将项目的执行情况与相关组织的经济责任挂钩，增强执行的积极性和责任感。
 
    (4)充分利用计算机强大的处理能力:利用计算机强大的计算和处理能力，进行网络计划的编制和修改，保障项目进度的动态管理。
整个项目进度控制的主要过程如下图2-2所示:

3工程项目进度管理模型方法介绍
3.1 WBS模型
    WBS ( Work Breakdown Structure)工作分解结构，是以项目的可交付物为依据，按照一定的原则将项目分解成若干个更小、更容易管理的项目单元。WBS是项目范围管理的基础，它定义了项目的范围，详细描述了完成项目所需要的工作。WBS是一般用树状结构或者列表形式来表示，结构上层工作力度比较粗，越往下就越详细，最底层为工作包。
 
    业内把两个人两周(10个工作口)完成的工作成为工作包，它是定义工作范围、项目组织、费用估算和控制、进度安排和控制的基础。WBS始终处于项目计划过程的中心，不仅是制定计划、进度控制、成本预算、采购计划和风险管理的基础，而且是项目变更的基础，是整个项目的综合工具。
 
    WBS具有5个重要用途:
    (1)整理思路。wBs是一种很好的思路工作，它的定义能够很好地辅助计划和设计工作，帮助项目团队和项目经理准确的界定项目的工作范围。
 
    (2)辅助结构设计。WBS是一个展现项目全貌的工作，WBS能清晰地展现项目的各工作以及各工作之间的关系，这种情况下，WBS就能很好地辅助项目的结构设计工作。
 
    (3)计划工具。WBS能详细说明为完成项目所必须完成的工作，从WBS最顶层的工作包入手，我们可以估计出项目的工口、工期以及资源要求等，制定项目的进度等计划。
 
    (4)状态报告工具:WB S中低层的工作完成就有下向上不断整合，低层工作的不断完成的结果就是高级别工作的部分完成，当某一节点工作全部完成时，这些工作就会成为项目的里程碑事件，有助于项目高层领导向客户汇报项目的进展情况，作为项目状态的报告工具。
 
    (5)项目管理工具:WBS是项目经理和项目团队确定和有效管理项目工作及其变更相关事宜的基本依据。
 
    项目WBS的定义是项目进度计划最为关键的工作，常用的定义WBS的方法有分解、工作分解结构模板、WBS中工作包的格式以及滚动波式计划等。项目WBS定义的过程中，每一步都必须满足下面六个标准:工作的进展状态是可计量的；时间的开始和结束有明确定义；以可交付物为分解依据；便于时间和费用的估计；活动周期可接受；各工作安排独立。
 
2.3.2 PDM模型
    前导图(Precedence Diagramming Method)又叫单代号网络图(Active On the Node；是一种用于确定关键路径法的编制项目进度网络图的方法。它用长方形或者方块表示活动(节点)；用箭头表示活动之间的逻辑关系，通过箭头连接各活动，从而构造项目的网络计划图，确定项目的最短完成时间。这种方法为大多数项目管理软件采用。
 
    前导图法中的各活动之间存在四中依赖关系，分别如下:
(1)结束一开始关系(F-S型):前序活动结束之后后续活动才可以开始；如下图2-3中的(a)所示:A活动结束后B活动才可以开始；
(2)结束一结束型关系(F-F型):前序活动结束之后后续活动才可以结束；如下图2-3中(b)所示:A活动结束后B活动才可以结束；
(3)开始一开始型关系(S-S型):前序活动开始后后续活动才可以开始；如下图2-3中(c)所示:A活动开始后B活动才可以开始；
(4)开始一结束型(S-F型):前序活动开始后后续活动才可以结束；如下图2-3中(d)所示:A活动开始后B活动才可以结束；

    前导图法中，每个活动都有唯一的标识，都有活动完成所需要的时间即工期。根据BS6046标准，每个节点表示的每个活动都有以下几个时间:最早开始时间(ES)、最早结束时间(EF)、最迟开始时间(LS)、最迟结束时间(LF)、浮动时间，具体可以由下表2-1表示:

2.4本章小结
    本章在完成了项目管理、项目进度管理相关概念界定的基础上，对项目进度管理相关理论进行了详细介绍，能够从理论上对项目进度管理的过程有初步的了解。另外，本章还对进度管理模型方法WBS和PDM进行了介绍，利于本文在优化过程中的计算处理。
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