基于工序敏感性的缓冲监控研究
时间：2020-12-15 04:11:15 来源：达达文档网 本文已影响 人 
李伊童
摘要：为了使缓冲更好地吸收项目不确定性，本文提出了一种新的缓冲监控方法。从缓冲消耗开始进行监控，并为了避免监控过度导致不必要的成本，设置工期敏感性指数和成本敏感性指数建立工序敏感性矩阵判断工序敏感性，根据工序敏感性高低将缓冲划分为“一三二”区域进行监控。这个方法可以有效监控缓冲的使用，保证缓冲的充分利用，并控制成本。
关键词：缓冲监控;工期敏感性;成本敏感性;工序敏感性
中图分类号：F224 文献标识码：A
1 缓冲理论
为了解决项目所面临的风险和资源约束问题，Goldlatt基于约束理论（Theory of Constraint， TOC）和关键路径法，提出了关键链项目管理理论（Critical Chain Project Management， CCPM）[1]。在关键路径的基础上考虑资源约束，对工序进行重新排序，将最长的一条工序链条作为关键链，并且提出了缓冲（Buffer）这一概念，即将项目各工序的安全时间提取出部分进行集中管理，以控制项目工期。
缓冲监控是缓冲管理的重要部分，目前，有3种缓冲监控的经典方法。Goldlatt[1]对缓冲监控提出静态三分法，即将缓冲分配量等量划分为绿、黄、红三等分对缓冲消耗量进行监控;如果缓冲消耗不足缓冲分配量的1/3时（位于绿色区域），表明项目执行情况良好，不需要采取行动;当缓冲消耗在缓冲分配量的1/3和2/3之间时（位于黄色区域），项目执行可能有问题，项目管理者需要对项目加强监控，并制定情况恶化后的行动计划;如果缓冲消耗已经超过缓冲分配量的2/3时（位于红色区域），项目执行有重大问题，需要立刻采取行动。Leach[2]基于静态三分法提出相对缓冲监控方法，认为缓冲监控触发点的位置的意义应该保持不变，但是，监控触发点应该在项目完工比例较低时也设置在较低位置，可以低于1/3和2/3，但随着项目完工比例逐渐增高，两个触发点设置相应越高，即随着链路的完工比例增加，两条触发线是线性斜向上增长的。别黎和崔南方[3]在相对缓冲监控方法的基础上提出动态缓冲监控方法，认为项目进行的环境是动态变化的，缓冲监控应该根据项目的实际进展，动态地计算缓冲消耗量大小和设定监控触发点，以此动态地调整两个触发点的位置，对项目实际进度与计划进度之间的偏差进行比较，并给出监控触发点的具体设置标准。别黎等 [4]又引入项目进度风险分析方法中的相关活动敏感性指标，在缓冲的黄区监控过程中考虑活动敏感性对缓冲消耗进行动态监控。三种方法的缓冲监控触发点设置，见图1。
Herroelen和Leus[5]认为应该随着项目进展，检查缓冲的消耗情况;如果缓冲还有剩余量，则认为项目进展情况良好;若是缓冲被消耗一定数量，则表明项目可能进展不顺利，管理人员应该加强监控;若是剩余缓冲量低于警戒线，则应该立刻采取纠正行动。Bevilacqua[6]等提出依据项目的不同阶段确定和分配缓冲，以此来进行监控。李雪梅和李和珊[7]对项目的工期缓冲与成本缓冲集成进行研究，得到综合进度与成本双因素的缓冲管理机制以及缓冲集成走势图。童杏娟和杜志达[8]综合分析项目进度和缓冲消耗量，基于PERT分析工序不确定系数和工序持续时间对缓冲的影响，将缓冲分配给各个工序，并在此基础上提出新的缓冲监控参数。王肖文[9]等将缓冲消耗量和项目进度都分为5个等级，依据风险矩阵原理，建立进度控制等级矩阵来制定计划和采取行动。Zhang[10]。等结合缓冲监控和预测，运用灰色模型预测工作量的偏差，并将该偏差量与预留的缓冲量进行对比，以判断是否触发监控、采取行动 张俊光和徐振超[11]考虑活动的特点，综合分析不确定性、复杂度、工期比例及该活动所处位置分配缓冲，运用X-Rs控制图对缓冲消耗情况进行统计监控。张俊光和万丹[12]考虑到项目特点，设置工序的风险暴露度分配缓冲，随着项目进展依据工序的风险权重因子对剩余缓冲进行实时滚动和再分配。还有其他学者也进行了缓冲监控方面的研究[13-15]。
2 缓冲监控模型
缓冲监控应该随着项目进展选择合适的时点进行，而不是每个工序都进行监控，这样既不必要，也增加成本。基于项目的工期和成本约束，缓冲监控设置2类监控点：
第一，根据工序对项目工期的影响大小划分工期敏感工序和普通工序，工期敏感工序对项目工期影响较大，普通工序对项目工期的影响较小，选择工期敏感工序作为监控点。
第二，因为成本与工期之间存在正相关关系，为了更好地反映工序成本与项目成本之间的关系，根据工序的单日成本对项目的单位成本影响大小划分成本敏感工序和普通工序，成本敏感工序对项目成本影响较大，普通工序对项目成本的影响较小，选择成本敏感工序作为监控点。
2.1工序敏感性判定
工序的敏感性反映了本工序在项目中的重要程度和对项目工期和成本的影响，也决定了项目管理人员对该工序的重视程度。为了衡量工序工期对项目工期的影响程度，别黎[4]等引入关联度指数（Cruciality Index， CRI）判断工序敏感性。但是，项目不仅有工期约束还有成本约束，本文设置2个敏感性指数：工期敏感性（Time Cruciality Index， TCI）和成本敏感性（Cost Cruciality Index， CCI），公式如下：
式中，TCIi表示工序i的工期敏感性，CCIi表示工序i的成本敏感性，Ti计划工期，T表示项目预计总工期，Ci表示工序i的预计成本，表示工序i的预计单日成本，C表示项目预计总成本，表示项目预计单日成本。
根据工期敏感性和成本敏感性的高低判断工序的敏感性。关联度指数大于0小于1[16]。如果TCIi>a，则工序i的工期敏感性高（0b，則工序i的工期敏感性高（0 2.2 缓冲监控参数确定 根据工序的工期敏感性和成本敏感性划分高、中、低敏感工序，以此找到监控重点。以往的研究多采用项目进行到某一时点的项目缓冲剩余量是否能满足项目进展需求，即此时缓冲消耗量是否大于缓冲分配量，来判断是否触发缓冲监控程序。但是，缓冲消耗量是否大于缓冲分配量则意味着缓冲分配量无法完全吸收项目不确定性。因此，如果工序的计划工期消耗完，开始消耗缓冲时，就要触发监控。假设项目有n个工序，工序i的计划工期为Tip，工序i的实际工期为TiA，Di为工序i的实际工期与计划工期之差。 如果，Di>0则触发缓冲监控程序;Di<0，则将剩余的计划工期转入到项目缓冲中来，并分配到剩余工序中。 2.3缓冲监控触发点确定 假设项目有n个工序，项目的缓冲总量为PB，工序i的缓冲分配量为Bi，此时项目的完工比例为Pi，αi为触发点1，βi为触发点2，αi和βi都是缓冲消耗比例，αi≤βi。缓冲分配量不一定会消耗完，剩余的缓冲分配量滚动进入剩余工序中，工序i的缓冲剩余量为BiR。 低敏感工序由于对项目的工期和成本影响较小，所以缓冲分配量消耗完是可以的，因此只有绿色区域，也可以不监控。高敏感工序相对于中敏感工序，对项目的工期和成本影响较大，如有需要必须尽快行动，因此划分为绿色区域和红色区域，以免行动不及时产生损失。中敏感工序则采用三色分区，划分为绿色、黄色和红色区域进行监控。此外，随着项目进行，监控触发点的设置应该动态提高，避免不必要的管理行动提高管理成本。如果某一项目有8个工序，工序3和工序6是低敏感工序，α3=β3=1，α6=β6=1;工序1、4、7和8是中敏感工序，α1<α4<α7<α8，β1<β4<β7<β8，αi<βi;工序2和5是高敏感工序，α2=β2<α5=β5，且α1<α2<α3<α4<α5<α6<α7<α8。这就是根据工序敏感性将缓冲划分成“一三二”区域。该项目的监控触发点示意图，见图3。 2.4缓冲监控步骤 本文以工序为单位进行监控，根据工序的工期敏感性和成本敏感性判断工序属于低、中、高敏感工序这3种工序的种类，突出监控重点。形成的动态滚动缓冲监控步骤如下： Step 1：在项目开始之前确定关键链和项目缓冲。 Step 2：并根据工序工期占项目总工期的比例分配项目缓冲。 Step 3：对关键链上所有工序进行工序敏感性判断，划分高敏感工序、中敏感工序和低敏感工序，根据工序敏感性将缓冲划分成“一三二”区域。 Step 4：跟踪项目执行情况，对触发监控的工序进行监控。 Step 5：分析缓冲消耗情况所在区域。如果缓冲消耗位于绿色区域，可以不采取行动，继续执行项目：如果缓冲消耗位于黄色区域，加强监控力度，并制定计划应对缓冲消耗过多的情况;如果缓冲消耗位于红色区域，立刻采取相应措施，降低项目延期风险。 Step 6：收集工序剩余的缓冲，并分配到余下的工序中。 Step 7：根据项目执行情况和缓冲消耗情况，动态划分剩余工序的缓冲监控触发点。 Step 8：项目继续执行，重复Step 4—Step 7，直至项目完工。 3 结束语 项目中不同工序的工期和单位成本都不一样，为了有效保证项目顺利完工并控制成本，对工序进行工期敏感性和成本敏感性分析，并根据工期敏感性和成本敏感性设置工序敏感性矩阵，判断工序的总体敏感性情况，对高敏感工序重点关注，放弃监控低敏感工序，并且监控触发点随着项目进行动态提高，避免多余的管理行动，这样就能在较低的管理成本下有效监控项目进度。因此，该方法能够控制项目成本，有效监控缓冲消耗，保证缓冲的有效利用和项目顺利完工。 参考文献： [1] Goldratt E M. Critical Chain [M]. Great Barrington， MA： [2] Leach L P. Critical Chain Project Management[M]// The Wiley Guide to Managing Projects. 2000. [3] 别黎，崔南方.关键链动态缓冲监控方法研究[J].中国管理科学，2010，18（6）： [4] 别黎，崔南方，田文迪，等.基于活动敏感性的动态缓冲监控方法研究[J].中国管理科学，2014（10）：15. [5]Herroelen W， Leus R. On the merits and pitfalls of critical chain scheduling[J]. Journal of Operations Management， 2001， 19（5）：559-577. [6]Bevilacqua M ， Ciarapica F E ， Giacchetta G . Critical chain and risk analysis applied to high-risk industry maintenance： [7]李雪梅，李和珊.基于关键链的项目进度与成本缓冲集成研究[J].山西建筑，2009，35（20）：216-217. [8]童杏娟，杜志达.基于PERT的关键链缓冲预警机制研究[J].价值工程，2010，29（7）：60-61. [9]王肖文，刘伊生，仇鹏.关键链法缓冲区设置及其监控方法研究[J].建筑经济，2013（2）：42-45. [10]Zhang J ， Shi R ， Diaz E . Dynamic monitoring and control of software project effort based on an effort buffer[J]. Journal of the Operational Research Society， 2015， 66（9）：1555-1565. [11] 张俊光，徐振超.基于缓冲的研发项目风险概率监控方法[J].统计与决策，2016（9）：179-181. [12] 张俊光，万丹.关键链项目实时滚动监控方法研究[J].中国管理科学，2018（4）：171-179. [13] Kuo T C ， Chang S H ， Huang S N . Due-date performance improvement using TOCs aggregated time buffer method at a wafer fabrication factory[J]. Expert Systems with Applications， 2009， 36（2）：1783-1792. [14]杨芳芳.基于缓冲的工程项目全过程进度管理方法研究[J].工程经济，2016，26（8）：23-27. [15]朱霞，李瑩.关键链法在公路建设项目进度管理中的应用[J].市政技术，2017，35（2）：193-196. [16] Williams T M. Criticality in stochastic networks [J]. Journal of the Operational Research Society， 1992：
North River Press， 1997.
97-103.
A case study[J]. International Journal of Project Management， 2009， 27（4）：419-432.
353-357.
