基于关键链的NPI项目群进度管理应用

基于关键链的NPI项目群进度管理应用

[摘要]:目前在我国航空发动机制造业NPI项目群中，关键链法实践还比较少，本文将关键链法应用于NPI项目群进度管理活动中。对其具有较好的实践指

导意义,也希望对同样处于多项目管理环境以及面临同样问题的企业提供有益的

参考价值。

关键词：项目群；关键链；航空发动机；层次分析法

引言

随着中国“两机重大专项”的稳步推进，未来武器装备的换代将逐渐进入高峰，企业也面临着越来越多的项目群管理挑战，接近90%的项目都是在项目群环

境下实施的。在基于有限资源的NPI项目群进度管理上缺乏科学的管理方法，会

导致各NPI项目发生资源无序争夺，项目群环境中存在的资源冲突情况更加明显，导致每个项目的进度计划制定和控制更为复杂。

1关键链法

关键链法是Goldratt基于“约束理论（Theory of Constraint，TOC）”提

出的。该方法要求在项目计划制定时需要将项目的不确定性和资源限制约束充分

考虑进去。关键链法是在已找到的关键路径的基础上进行优化，从而形成关键链

计划，并且在项目执行过程中进行动态管理以及不断优化，把安全时间抽出来，

聚集形成项目缓冲和汇入缓冲，置于相关链路的尾部，用于缓冲项目实施过程中

的各种不确定性造成的影响。关键链法认为决定项目进度的核心是关键链而非关

键路径，做到项目整体最优，而不是局部最优或者个别项目最优，同时保证每个

项目的进度要求。在项目群进度管理计划上主要体现在：

1）项目的工期由瓶颈因素决定；

2）非瓶颈工序的工期，由瓶颈工序的工期决定；

3）在非瓶颈工序上节省的时间对整个项目进度没有用处；

4）为减小不确定性带来的影响，必须设置缓冲区保护瓶颈工序和项目；

5）对每一工序的活动时间进行压缩，通过缓冲区控制保证项目按时完成；

6）在有资源冲突的情况下，应该尽可能地在资源容量范围内应安排同时进行，若无法同时安排，则尽最大可能错峰开工；

7）确定瓶颈工序进度计划时，必须考虑整个项目的约束条件。

2基于关键链的进度计划

2.1确定NPI项目群各项目的优先级

优先级评价体系可以解决在实际管理过程中资源被无序抢夺，避免关键的资

源缺没有投入到真正需要的项目上。对于各项目之间的优先级评定不需要分析得

太过数学化，只要能在公司战略层面和大方向定性的基础上有定量的分析，做出

评价即可。层次分析法能在基于公司战略的基础上，把企业绩效联系起来，同时

兼顾了定量与定性的分析，并且简单易算。通过评价结果构造出准则层判断矩阵A，对判断矩阵进行层次单排序以及一致性检验，其计算过程省略。接下来，构

建方案层对准则层的判断矩阵B，并计算层次总排序及其一致性检验，最后根据

方案层对目标层的权值大小进行排序，得出各项目之间的优先级。

2.2 确定NPI项目群关键链

在项目群关键链管理实践中，如果直接按照优先级来分配资源，则会出现项

目群总工期并不是最短以及各项目并不能按照节点要求完工的情况。而关键链的

思想，并不是追求工期最短，而是项目能不能在计划节点内按时完成，在实际操

作当中，如果冲突活动少于3个，则并不需要复杂的计算，穷举所有可能的计划，再依据项目总工期最短原则进行方案选择。在Micraosoft Project 2007中经过

以下原则调整之后：1、活动不能中断；2、关键路径上的活动优先分配的；3、

非关键路径上的活动，比较活动的LS时间，最晚优先；4、若LS时间相同，比

较总时差，选最小；5、若总时差相同，任选。项目活动的时间参数均发生了相

应的变化。在进行调整的过程当中，冲突活动获得了新的紧前活动集，最后重新

计算得出一条新的关键路径。此时，这条新关键路径不仅考虑了任务紧前紧后逻

辑关系，还增加了资源约束关系，所以该新关键路径即为关键链，如图1所示。

图1项目网络图

2.3 计算缓冲区位置及

尺寸

缓冲区必须基于合理的

活动时间估计和缓冲区尺寸

计算方法，项目工序活动计划时间过高，缓冲区会丧失保护作用，并超额增加项

目的总工期；而项目工序活动计划时间过短，项目在执行时缓冲区会消耗过大导

致计划频繁调整，使关键链路频繁转移，增加进度管理难度。剪贴法虽然非常简

单容易理解和使用，但该方法随着项目工序活动的增多，缓冲区的尺寸会直线增加，容易造成缓冲区太大的情况。根方差法使用了风险聚合理论，根据中心极限

定理计算缓冲区大小，有效消除了缓冲区时间太大的现象，同时该方法具有统计

学上意义解释。尤其是对项目链路活动较多（10个以上）的大型项目，中心极限

定理的意义较为明显，因此使用根方差法计算缓冲区尺寸更为合适。

3缓冲区控制

关键链进度控制主要采用对缓冲区消耗的实时监控来判断项目进度是否正常，周期性地测量缓冲区的消耗情况，估算整个项目进度执行状态，评估超期风险；

如果缓冲区消耗较少，即使出现少量的工序超期也不会对整个项目造成大的影响；如果缓冲区消耗超标，就有必要对接下来的工序采取措施。比较实用的缓冲区监

控方法是以可视化图表的形式，以关键链路完成百分比为横轴，以缓冲区消耗百

分比为纵轴，把这两者结合起来进行分析，并以两者1:1的关系划定分界线，如

图2所示。能够有效观察到当前的项目进度处在什么状态（正常、轻度偏离、严

重偏离），从而引导项目团队首先解决关键链路上的进度问题，避免为了获得短

期进展而绕过问题将资源分配给其他工序活动，最后根据已经制定的措施预案及

时进行调整，实现对项目进度的管控。

图2缓冲区监控示意图

4 实施效果及结论

案例中3个NPI项目均比计划提前完成，计划执行过程中没有发生严重资源

冲突以及抢资源的现象，做到了将资源约束充分考虑进行计划的效果；关键链法

是一种更科学、更可靠的NPI项目群进度管理方法。适用于我国航空发动机NPI

项目领域，通过实证分析进行了验证，并得出以下结论：

1）层次分析法能很好的识别项目优先级，并高度与公司的发展战略相契合；

2）在项目群关键链识别过程中，不能直接采用优先级进行资源分配，而是

穷举所有计划，再根据项目优先级进行逐一验证，选择满足度最高的计划作为项

目群关键链；

3）缓冲区尺寸计算，剪贴法会随着项目的大小线性增加，导致项目缓冲区

过大，而采用根方差法能有效解决该问题，而且项目越大越适用；

4）对缓冲区的动态管理是关键链法的核心，采用关键链路完工比例与缓冲

区消耗比例的比较的方法，能有效消除传统1/3法的缺点，并且简单易用；

参考文献：

[1]李敏,姚泽坤,刘人境,等.基于关键链技术的多项目管理研究综述[J].科

技管理研究,2019(01):205-210