关键链项目管理
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关键链项目管理
Critical Chain Project Management 1、项目管理概述 2、关键链 3、缓冲与计划调度 4、项目调度方法
1、项目管理概述
• 工程项目：在规定时间内，由专门组织起来的人 员共同完成的、有明确目标的一次性工作。从生 产管理的角度看，工程项目属于单件生产。 • 项目管理：对工程项目进行计划、组织和控制。 工程项目建设往往需要多学科、多部门、多地区、 多技术协调，使得项目管理十分复杂。 • 项目管理目标：保证质量，控制成本，确保进度。
G10 W16
B10 M16
M16
C20
关键链
G5 W8
B5 M8
M8
C10
关键链
G5 W8
B5
FB 5
M8
C10
M8
PB 17 插入缓冲， 项目重排
多项目环境中的CCB
G5
W8
B5
FB 5
M8
C10
PB 17
M8
CCB
G5 W8 B5
FB 5
M8
C10
PB 17
M8
多项目关键链排程模拟游戏
• 关键链管理方法将存在于各活动中的安全时间 取出来，汇总到各种时间缓冲中，来保证整个 项目而非个别活动的如期完成，体现了重点关 注全局而非局部的思想。通过设定和插入缓冲 来消除不确定因素对项目计划执行的影响。
G10 W16
B10 M16
M16
C20
关键链
G10 W16 G10 W16
B10 M16
M16
C20
PB 插入缓冲， 项目重排
B10
FB
M16
C20
PB
M16
• 确定缓冲大小与项目计划：
– 把有50%可能性完成的活动执行时间作为该活动的 估计时间（即取原估计的活动执行时间的1/2）， 同时考虑活动的紧前关系和资源约束，构建网络图， 将最长的路径作为关键链； – 将关键链长度的1/2作为项目缓冲的大小，放在关 键链后面； – 将非关键链到关键链入口处的长度的1/2作为汇入 缓冲的大小，放在非关键链与关键链的交汇处。
4、基于TOC的项目调度方法
• 识别瓶颈资源，设定各个项目的优先级； • 消除多任务，以项目工期最短、在制品最小为目标； • 针对每一个项目：
– 以50%可能完成的概率，重新估计活动执行时间。 – 同时考虑活动的紧前关系和资源约束，构建网络图，按活 动最晚开始时间制定项目基准计划（Baseline Schedule）， 将最长的路径作为关键链。关键链制约了整个项目的工期。 – 估计缓冲大小，在网络图中插入缓冲，通过缓冲来应对项 目执行环境的不确定性，保持项目基准计划的稳定。
Buffer Management
Project 1 Buffer Status
Status Date
Critical Chain
Managing the Project
Buffer Management – 根据项目缓冲被侵蚀的状态来采取相应 的措施：什么时间采取什么样的行动，要用到什么人
15 观察 10 时刻准备 5 立即采取 纠正行动 0
看来，项目管理要有新思路。
2、关键链
• Goldratt 将约束理论应用于项目管理领域，于 1997年出版了著作《关键链》，提出了关键链 项目管理(Critical Chain Project Management， CCPM)方法。 • 与已有的项目管理方法相比，它强调在制定项 目计划时考虑资源的约束，在项目执行过程中 进行动态管理。 • 关键链与缓冲是其二个重要的概念。
G10
B10 W16 M16
C20
M16
56天
• 则关键路径的长度为56天，也就是项目工期估 计为56天。
• 考虑活动相依和资源冲突后：
G10 W16
B10 M16
Байду номын сангаас
M16
C20
68天
• 则关键链的长度为68天，它决定项目工期。
3、缓冲与计划调度
• TOC 认为，由于在项目实际执行过程中，存在 学生症候状、提早完工不报告等情况，人们在 估计活动时间时，通常包含了大量的安全时间。 • 而存在于每个活动中的安全时间，并不能很好 地保护整个项目工期。
• 假如大部分工程师会给出HP的估计时间，那么， 应当有足够的时间可以应对不确定性因素的影响。 但是，由于项目参与人员的如下行为：
– 学生症候状（Student Syndrome）； – 帕金森定律（Parkinson’s Law ）：提早完成不报告 。
• 会将应对不确定性的安全时间浪费掉，使得工程项 目仍然不能按期完工。
• 应用CPM的步骤：
– – – – – – – – 分解任务（Work Breakdown Structure—WBS）; 确定作业之间的关系，编制作业清单； 估计作业时间； 绘制网络图； 计算网络参数，确定关键路线； 网络优化； 执行、监控； 调整。
• 作业时间估计方法：
– 单一时间估计法：每项作业仅确定一个具体的时 间值； – 三种时间估计法：最乐观时间（ a ）、最可能时 间（m）、最悲观时间（b）。
• 只考虑项目活动的紧前关系，构建网络图，得 到的最长路径----关键路径； • 既考虑项目活动的紧前关系，又考虑资源冲突， 构建网络图，得到的最长路径--关键链； • 关键链决定了项目工期。
• 例如：某项目有6个活动，要用到5种设备，每 种设备只有一台，估计的每个活动的时间及活 动之间的紧前关系如下图所示。
• 常用的项目管理方法----计划方法：
– 甘特图：用线条表示各项作业的延续时间和起止 时间。它不能表示活动间的相互关系。 – 网络计划技术：用网络图表示各项作业间的先后 次序和相互关系，通过计算，找出影响全局的关 键活动和关键路线，对工程项目进行统筹安排和 调 度 。 有 关 键 路 线 法 （ CPM ） 和 计 划 评 审 术 （PERT）。
1）缓冲大小计算方法研究
• 缓冲大小表示了管理者对项目执行环境不确定 性大小的估计。 • 所以，缓冲大小的计算应综合考虑项目网络复 杂性、所需资源的使用程度、人的行为因素和 影响项目执行的外部不确定性因素等情况。
2）关键链计划重排方法研究
• 关键链是由项目活动紧前关系和资源约束关系共同决 定的网络图中最长的路径，它是制约整个项目工期的 一个任务集。 • 插入输入缓冲后有可能重新引起资源约束关系和活动 紧前关系的冲突，并可能出现以下情况：
• TOC认为，应当去掉存在于每个活动中的安全 时间，而将安全时间放在能最有效地保护项目 工期的地方。 • TOC提出了缓冲的概念，用来应付项目执行环 境的不确定性：
– 项目缓冲(Project Buffer)：放在关键链后面； – 汇入缓冲（ Feeding Buffer ）：放在非关键链与关键链的交 汇处。
• 如果是多项目，则依据瓶颈资源，错开各个项目的开 工时间。 • 在项目执行过程中，建立基于缓冲消耗的预警机制， 实施项目控制，以保证整个项目按期完工。
关键链中的缓冲管理
项目经理：负责整个项目的工期，监控缓冲 工程是： 工作做完立即传给下一道工序 有任务就加紧做，无任务就停 经常报告项目进度
G5 W8
平均时间：tij=（a+4m+b）/6 方差：2=[（b-a）/6] 2
• 项目管理普遍存在的问题：
–太多的变动性（设计改动、预算变更、计划变动、 环境因素的不确定性）； –资源不够； –争夺优先级； –不能按期完工； –超过预算。
为什么？
一个例子：
计划情况：
甲 10 10 乙
乙 10 甲＆乙 10
B5
FB5 M8
M8
C10
PB 17 PROJECT BUFFER
G5 W11
B5
FB5 M8
M8
C10
PB 17 G Y R
% Project Buffer Consumed
100
120
20
40
60
80
0
02/08/1999 02/09/1999 02/10/1999 02/11/1999 02/12/1999 02/01/2000 02/02/2000 02/03/2000 02/04/2000 02/05/2000 02/06/2000 02/07/2000 02/08/2000 02/09/2000 02/10/2000 02/11/2000 02/12/2000 02/01/2001 02/02/2001 02/03/2001 02/04/2001 02/05/2001
– 关键链活动中断：关键链上的活动可能出现并行甚至次序调 换，而不再是由于紧前关系或资源约束关系而形成串行的链。 – 插入缓冲区后，非关键链起始时间早于关键链的起始时间。
• 因此，需要对基准计划进行重排 。
3）缓冲控制方法研究
• 监控指标研究。 • 动态缓冲控制方法研究。 • 预警模型研究。
4）缓冲管理的应用研究
这些因素对项目的执行与控制有什么影响呢？ 通过项目的执行与控制模拟游戏来验证。
所以：
• 参与项目的人认为，各个作业准时完成是整个项目 准时完工的前提。为了保证各个作业准时完成，在 预估作业时间时会加入安全时间。但是，由于帕金 森定律和学生症候状，造成安全时间浪费掉，项目 延迟。 • 在多项目环境下，项目经理为了确保其负责的项目 尽早完成，产生项目间的竞争，导致争抢资源，造 成不良的多任务行为，造成项目延误。
• 单件生产的交期控制 。 • 新产品开发。 • 等等。
5、相关的研究问题
• 缓冲大小的确定：项目缓冲、汇入缓冲、资源缓冲、 成本缓冲、“鼓”缓冲、能力约束缓冲等； • 关键链项目管理项目调度算法：找到关键链、设定缓 冲、调度各个任务； • 多项目关键链研究； • 缓冲管理，保证项目按计划执行：根据缓冲的消耗情 况，设定各个任务的优先级； • 设计、开发相关联的关键链项目管理系统 。
10
甲 甲＆乙 10
甲 实际执行情况： 7
13 乙
idle 6天
乙 idle 5天 6 11 甲
•甲乙二位工程师的效率很好，30天的工作分别在28天与29天做完； •但甲乙二位工程师仍然损失11天的时间；
•项目延迟4天完工。
关于作业时间的估计：
概率
50%
80%
ABP
HP
时间
• 如果完成某一作业时，存在有不确定性因素，你会对作业时 间给出怎样的估计？ ABP还是HP？或是HP+？ • 我们在估计作业时间时，会加入相当程度的安全时间？
缓冲管理方法值得研究的问题
• 与传统资源受限项目管理方法不同，CCPM引 入了缓冲的概念，通过插入缓冲来吸收项目中 的不确定性以保护关键链，保持项目基准计划 的稳定。同时，通过对缓冲的管理来监控和管 理项目的执行。 • 在一个项目中，特别是在具有高度不确定性的 项目环境中，缓冲的估计、设置和控制对于成 功应用 CCPM，确保项目按时完工和提高项目 管理绩效，都至关重要。因此，缓冲管理成为 CCPM最核心的内容之一 。
Critical Chain Project Management 1、项目管理概述 2、关键链 3、缓冲与计划调度 4、项目调度方法
1、项目管理概述
• 工程项目：在规定时间内，由专门组织起来的人 员共同完成的、有明确目标的一次性工作。从生 产管理的角度看，工程项目属于单件生产。 • 项目管理：对工程项目进行计划、组织和控制。 工程项目建设往往需要多学科、多部门、多地区、 多技术协调，使得项目管理十分复杂。 • 项目管理目标：保证质量，控制成本，确保进度。
G10 W16
B10 M16
M16
C20
关键链
G5 W8
B5 M8
M8
C10
关键链
G5 W8
B5
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M8
C10
M8
PB 17 插入缓冲， 项目重排
多项目环境中的CCB
G5
W8
B5
FB 5
M8
C10
PB 17
M8
CCB
G5 W8 B5
FB 5
M8
C10
PB 17
M8
多项目关键链排程模拟游戏
• 关键链管理方法将存在于各活动中的安全时间 取出来，汇总到各种时间缓冲中，来保证整个 项目而非个别活动的如期完成，体现了重点关 注全局而非局部的思想。通过设定和插入缓冲 来消除不确定因素对项目计划执行的影响。
G10 W16
B10 M16
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C20
关键链
G10 W16 G10 W16
B10 M16
M16
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PB 插入缓冲， 项目重排
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M16
• 确定缓冲大小与项目计划：
– 把有50%可能性完成的活动执行时间作为该活动的 估计时间（即取原估计的活动执行时间的1/2）， 同时考虑活动的紧前关系和资源约束，构建网络图， 将最长的路径作为关键链； – 将关键链长度的1/2作为项目缓冲的大小，放在关 键链后面； – 将非关键链到关键链入口处的长度的1/2作为汇入 缓冲的大小，放在非关键链与关键链的交汇处。
4、基于TOC的项目调度方法
• 识别瓶颈资源，设定各个项目的优先级； • 消除多任务，以项目工期最短、在制品最小为目标； • 针对每一个项目：
– 以50%可能完成的概率，重新估计活动执行时间。 – 同时考虑活动的紧前关系和资源约束，构建网络图，按活 动最晚开始时间制定项目基准计划（Baseline Schedule）， 将最长的路径作为关键链。关键链制约了整个项目的工期。 – 估计缓冲大小，在网络图中插入缓冲，通过缓冲来应对项 目执行环境的不确定性，保持项目基准计划的稳定。
Buffer Management
Project 1 Buffer Status
Status Date
Critical Chain
Managing the Project
Buffer Management – 根据项目缓冲被侵蚀的状态来采取相应 的措施：什么时间采取什么样的行动，要用到什么人
15 观察 10 时刻准备 5 立即采取 纠正行动 0
看来，项目管理要有新思路。
2、关键链
• Goldratt 将约束理论应用于项目管理领域，于 1997年出版了著作《关键链》，提出了关键链 项目管理(Critical Chain Project Management， CCPM)方法。 • 与已有的项目管理方法相比，它强调在制定项 目计划时考虑资源的约束，在项目执行过程中 进行动态管理。 • 关键链与缓冲是其二个重要的概念。
G10
B10 W16 M16
C20
M16
56天
• 则关键路径的长度为56天，也就是项目工期估 计为56天。
• 考虑活动相依和资源冲突后：
G10 W16
B10 M16
Байду номын сангаас
M16
C20
68天
• 则关键链的长度为68天，它决定项目工期。
3、缓冲与计划调度
• TOC 认为，由于在项目实际执行过程中，存在 学生症候状、提早完工不报告等情况，人们在 估计活动时间时，通常包含了大量的安全时间。 • 而存在于每个活动中的安全时间，并不能很好 地保护整个项目工期。
• 假如大部分工程师会给出HP的估计时间，那么， 应当有足够的时间可以应对不确定性因素的影响。 但是，由于项目参与人员的如下行为：
– 学生症候状（Student Syndrome）； – 帕金森定律（Parkinson’s Law ）：提早完成不报告 。
• 会将应对不确定性的安全时间浪费掉，使得工程项 目仍然不能按期完工。
• 应用CPM的步骤：
– – – – – – – – 分解任务（Work Breakdown Structure—WBS）; 确定作业之间的关系，编制作业清单； 估计作业时间； 绘制网络图； 计算网络参数，确定关键路线； 网络优化； 执行、监控； 调整。
• 作业时间估计方法：
– 单一时间估计法：每项作业仅确定一个具体的时 间值； – 三种时间估计法：最乐观时间（ a ）、最可能时 间（m）、最悲观时间（b）。
• 只考虑项目活动的紧前关系，构建网络图，得 到的最长路径----关键路径； • 既考虑项目活动的紧前关系，又考虑资源冲突， 构建网络图，得到的最长路径--关键链； • 关键链决定了项目工期。
• 例如：某项目有6个活动，要用到5种设备，每 种设备只有一台，估计的每个活动的时间及活 动之间的紧前关系如下图所示。
• 常用的项目管理方法----计划方法：
– 甘特图：用线条表示各项作业的延续时间和起止 时间。它不能表示活动间的相互关系。 – 网络计划技术：用网络图表示各项作业间的先后 次序和相互关系，通过计算，找出影响全局的关 键活动和关键路线，对工程项目进行统筹安排和 调 度 。 有 关 键 路 线 法 （ CPM ） 和 计 划 评 审 术 （PERT）。
1）缓冲大小计算方法研究
• 缓冲大小表示了管理者对项目执行环境不确定 性大小的估计。 • 所以，缓冲大小的计算应综合考虑项目网络复 杂性、所需资源的使用程度、人的行为因素和 影响项目执行的外部不确定性因素等情况。
2）关键链计划重排方法研究
• 关键链是由项目活动紧前关系和资源约束关系共同决 定的网络图中最长的路径，它是制约整个项目工期的 一个任务集。 • 插入输入缓冲后有可能重新引起资源约束关系和活动 紧前关系的冲突，并可能出现以下情况：
• TOC认为，应当去掉存在于每个活动中的安全 时间，而将安全时间放在能最有效地保护项目 工期的地方。 • TOC提出了缓冲的概念，用来应付项目执行环 境的不确定性：
– 项目缓冲(Project Buffer)：放在关键链后面； – 汇入缓冲（ Feeding Buffer ）：放在非关键链与关键链的交 汇处。
• 如果是多项目，则依据瓶颈资源，错开各个项目的开 工时间。 • 在项目执行过程中，建立基于缓冲消耗的预警机制， 实施项目控制，以保证整个项目按期完工。
关键链中的缓冲管理
项目经理：负责整个项目的工期，监控缓冲 工程是： 工作做完立即传给下一道工序 有任务就加紧做，无任务就停 经常报告项目进度
G5 W8
平均时间：tij=（a+4m+b）/6 方差：2=[（b-a）/6] 2
• 项目管理普遍存在的问题：
–太多的变动性（设计改动、预算变更、计划变动、 环境因素的不确定性）； –资源不够； –争夺优先级； –不能按期完工； –超过预算。
为什么？
一个例子：
计划情况：
甲 10 10 乙
乙 10 甲＆乙 10
B5
FB5 M8
M8
C10
PB 17 PROJECT BUFFER
G5 W11
B5
FB5 M8
M8
C10
PB 17 G Y R
% Project Buffer Consumed
100
120
20
40
60
80
0
02/08/1999 02/09/1999 02/10/1999 02/11/1999 02/12/1999 02/01/2000 02/02/2000 02/03/2000 02/04/2000 02/05/2000 02/06/2000 02/07/2000 02/08/2000 02/09/2000 02/10/2000 02/11/2000 02/12/2000 02/01/2001 02/02/2001 02/03/2001 02/04/2001 02/05/2001
– 关键链活动中断：关键链上的活动可能出现并行甚至次序调 换，而不再是由于紧前关系或资源约束关系而形成串行的链。 – 插入缓冲区后，非关键链起始时间早于关键链的起始时间。
• 因此，需要对基准计划进行重排 。
3）缓冲控制方法研究
• 监控指标研究。 • 动态缓冲控制方法研究。 • 预警模型研究。
4）缓冲管理的应用研究
这些因素对项目的执行与控制有什么影响呢？ 通过项目的执行与控制模拟游戏来验证。
所以：
• 参与项目的人认为，各个作业准时完成是整个项目 准时完工的前提。为了保证各个作业准时完成，在 预估作业时间时会加入安全时间。但是，由于帕金 森定律和学生症候状，造成安全时间浪费掉，项目 延迟。 • 在多项目环境下，项目经理为了确保其负责的项目 尽早完成，产生项目间的竞争，导致争抢资源，造 成不良的多任务行为，造成项目延误。
• 单件生产的交期控制 。 • 新产品开发。 • 等等。
5、相关的研究问题
• 缓冲大小的确定：项目缓冲、汇入缓冲、资源缓冲、 成本缓冲、“鼓”缓冲、能力约束缓冲等； • 关键链项目管理项目调度算法：找到关键链、设定缓 冲、调度各个任务； • 多项目关键链研究； • 缓冲管理，保证项目按计划执行：根据缓冲的消耗情 况，设定各个任务的优先级； • 设计、开发相关联的关键链项目管理系统 。
10
甲 甲＆乙 10
甲 实际执行情况： 7
13 乙
idle 6天
乙 idle 5天 6 11 甲
•甲乙二位工程师的效率很好，30天的工作分别在28天与29天做完； •但甲乙二位工程师仍然损失11天的时间；
•项目延迟4天完工。
关于作业时间的估计：
概率
50%
80%
ABP
HP
时间
• 如果完成某一作业时，存在有不确定性因素，你会对作业时 间给出怎样的估计？ ABP还是HP？或是HP+？ • 我们在估计作业时间时，会加入相当程度的安全时间？
缓冲管理方法值得研究的问题
• 与传统资源受限项目管理方法不同，CCPM引 入了缓冲的概念，通过插入缓冲来吸收项目中 的不确定性以保护关键链，保持项目基准计划 的稳定。同时，通过对缓冲的管理来监控和管 理项目的执行。 • 在一个项目中，特别是在具有高度不确定性的 项目环境中，缓冲的估计、设置和控制对于成 功应用 CCPM，确保项目按时完工和提高项目 管理绩效，都至关重要。因此，缓冲管理成为 CCPM最核心的内容之一 。