IT项目进度管理中的关键链技术研究与应用.doc

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Then The researcher and approach of task duration estimating ，critical chain identifying and buffer sizing are introduced . Not only a arithmetic is advanced but also some example are given to account for it. It exactly enhanced CCs application in Process management.Key Words: Critical Chain; Process Management; Buffer0 引言实施有效的项目管理提高项目的经济效益和社会效益，已成为我国亟待解决的重要课题，也是目前世界共同关注的现实问题之一，因而受到中外理论界的广泛重视。目前有关项目管理的理论、工具和实践成果很多，如“项目生命周期管理”、“团队项目管理”、项目管理的各种计划控制工具如“网络计划技术”等。而“关键链技术（CCM）”也是这种积极探索的成果之一，它是研究、总结“JIT”、“OPT”等生产管理理论成果基础上1，运用制约因素论-TOC（Theory Of Constraints），结合产品项目计划和控制的实践需要而形成的项目管理理论这种先进的管理技术，目前据掌握的资料还没有和计算机结合。项目管理的目标是在有限的资源标注条件下，保证项目时间、质量成本达到最优化。在市场经济条件下，项目的时间目标处在尤为突出的地位。尤其是那些对整体有明显制约作用的软件项目，都是绝对需要高效的项目，其对于周围经济的附加影响力远比自身的造价高几倍、甚至几十倍。传统的时间进度计划是基于工作分解结构之上，通过各工作的时间估计，构建计划网络，寻找关键路径。而Goldratt提出的关键链管理方法，用关键链代替关键路径，不仅考虑了工作的执行时间和工作间的紧前关系约束，而且还考虑工作间的人力资源冲突，关键链是制约整个项目周期的一个工作序列。因此，本文将关键链技术应用于软件项目进度管理。并且关键链技术可以设置缓冲区，对软件项目进行风险管理。风险管理被认为是减少软件项目失败的一种重要手段。1 关键链技术概述1997年Goldratt出版了关键链一书， 提出了制约因素理论。在此书中，主要阐述TOC在制造业中的运用，指出在流水线中，决定产出的是该流水线中的某一台机器，被称为该项流水线的“瓶颈”。为了提高该产出，就必须而且只需提高瓶颈的产出。在Goldratt的接下来的两本书，Its Not Luck和The Critical Chain，他完善了TOC理论，将它发展成为现代进度管理中的一套理论。在现有的文献报道中，主要是利用TOC思想来解决缩短时间，进行工序排序等问题.把制约因素理论应用于进度管理就形成了关键链技术。具体操作是分析瓶颈，找出解决瓶颈方法。传统的时间进度计划是基于工作分解结构之上，构建计划网络图，寻找时间关键路径。只是考虑了各工序的紧前关系制约因素。但在实际上，项目大都不能按时完成，已有文献对出现这种现象的原因进行了研究，指出主要的是由学生惰性（人们常常在初期时不抓紧，任务都堆在后面做）和人们已习惯于保守估计造成的。在软件项目中还有人力资源为主要制约因素。因此关键链是项目进程中的考虑了以上这些瓶颈，时间最长的那条路径。2 关键链技术研究与应用根据IT项目进度管理来讨论关键链技术。也就是对进度超期的原因进行分析，找出瓶颈，解决瓶颈。TOC思想通常可以归结为以下五个步骤：step1:识别系统的瓶颈step2:决定怎样利用系统的瓶颈step3:让其他的决策服从或者服务于上面的决定step4:提高系统的瓶颈step5:如果上面的瓶颈被缓解，回到第一步。2.1 进度超期原因第一、不确定因素2对任务计划时间的影响。由于不确定性因素的影响，任务完成者为了确保证任务完成，一般做出了最悲观的时间估计。任务完成的概率分布可以认为近似为正态分布（图1）。a表示最乐观时间：在顺利情况下，完成工序所需要的最少时间；最悲观时间：b表示在不顺利的情况下，完成工序需要的最多时间；m表示最可能时间：在正常情况下，完成工序所需要的时间。最乐观时间远小于最可能时间，最可能时间远小于最悲观时间。不确定性因素越多，基础任务完成者要求的时间越长。因此，每一任务的计划完成时间已达到了无以复加的地步。2812 125 5 5 5 图2上报时间金字塔模型图2上报时时间间金字塔图第二、组织结构和项目分解对任务计划时间的影响。假设一个项目分解成4部分由两个部门负责进行，在基层各部分完时间应该分别是5那么正常完成时间就是20。而每位负责人在制定计划时会预留安全时间，假设安全时间20%，那么每个负责人的计划时间就是5+5=12而不是5+5=10。当他们再往上报时，上级也会对不确定因素有所考虑留有安全时间，结果计划时间为28，远远大于20。这种管理层越多，安全时间越长形成一个金字塔模型（图2）。第三、人的惰性，也被称为学生惰性。这在现实中很常见，人们一般都是在感到工作发须开始的那一刻才行动，这是人的本性。开始由于人们有足够的时间，思想上比放松，工作效率低下。而把大量的工作堆在后面去做。第四、由于人员少，而引起的人力资源冲突。例如，在对于只有一个测试部门的软件企业，肯定同时有许多测试任务，不妨设为、。对于测试部门来说这三个任务的优先级是一样的。该部门为了公平，可能会出现图3所示的工作过程。而这样做的结果可能使本应先做的在后面完成；本应后做的，先完成。这样每一个任务的完成时间由过去的15天变成了45天。如图3所示： 图3 工序完成的时序图2.2 对策第一、针对前两个原因，削减安全因子。已有人做出过统计，安全因子的项目延期限的主要原因之一。因此为了按时完成项目必须对每一任务的计划时间进行削减。 传统的计算方法是这样的假设一个项目的关键链工序如图4所示。把每一工序缩减一半，缓冲区的小大小等于缩减后的工序时间和的一半，即PB=9.5d图4 传统计算PB的图第二、要使项目中其余工序服从第二步中的挖潜决定。即不能让非关键链上的工序制约关键链的工序。在实际的项目中，大部分影响关键路线的问题并不发生在CC（Critical Chain关键链）上，而是发生在供应路线上。解决办法是在供应路线和CC交汇处引入一个供应缓冲区（），如图5所示。传统上FB的计算方法与求PB的方法相同。图5 FB所在位置图第三、为了保证关键链上的工序，设置资源缓冲区RB。资源缓冲区设置在关键链上工作的前面，目的是保证当关键链上工作开始执行时需要的资源已经就绪。在现实中采用资源预报机制，即在关键链上工作的前序工作开始执行前一段时间对相关资源发出通知，以便资源作好做关键链工作的准备。第四、针对原因五，让不能并行的工作串行。由于多任务会使人欲速则不达。在实践中证明，给这些任务按轻重缓急排一个序。让关键的工序先作，次要的后做。此问题实质就是一个人力资源冲突的问题。这是一个很现实的问题，也是重点探讨的问题。解决方法就是让尽量多的工序并行，否则就串行。现有在项目管理中的运用还很多细节问题，主要存在以下问题：（1）传统的在IT项目进度计划中将华每个工序时间都减少一半（50%）的方法缺乏科学性，合理性。一方面，因为在实际项目计划阶段一般是由项目经理和具有相关有经验的项目工作人员或专家制定项目计划，如果在项目实施阶段将计划改变，会影响到项目经理及其他相关人员的积极性；另一方面，项目工序的时间不是都可以缩短的，能否缩短要取决于具体的情况。有文献虽然试图以关键路径的时间长为目标，缩短关键链，但对键链由此产生的工序这间的逻辑关系变化并没在提到。（2）对.，.两种缓冲器的大小没有合理的解释，以及FB和PB的关系也没有提到。（3）对于有些工序的实际完成时间延长或缩短者可能使关键路链发生变化。传统的进度控制常常都是事前控制，而事后控制也只能起到总结经验的作用，对任务的及时完成实际意义不大，好的方法应该是进行事中控制。2.3 算法设计为了尽可能地解决前面所述问题，提出以下解决办法，具体步骤如下Step1:计算T1和T2。其中T1是在无资源约束下的关键路径的时间，T2在资源约束下关键链所用的时间。用启发式算法3得到T2和关键链的集合。Step2:调整关键链。对于关键链上的工序都乘以，进行削减，这个削减有可能使这个项目的工序间的逻辑关系发生变化，资源可能冲突，中间会有时间空余。这样就需要对这些工序这间的逻辑关系进行调整。具体的调整办法如下。假设:A ajj=1，.，m关键链上的工序的集合Aj ak=1，.，n与aj并行的工序的集合Rj工序aj所需的资源量R工序a所需资源量Dj 工序aj工作时间D 工序a的工作时间Dj工期削减后aj所用的时间Dj= DjLTj 工期削减后aj的结束时间LT工关键链调整前a的结束时间调整过程是这样的：第一步，如果Max LTk=1，.，nLTj，则aj削减5。不满足则进入下一个条件的判断，如果在LT，闲置资源量能满足aj+1所需资源，则aj如果不满足，则调整关键链。Step3：计算PB，FB。在这里PB=iTi。其中i是代表作这个工序的工作效率，它是一个工作难度X和员工的工作状态Y决定的函数，即i（X，Y）， Ti是工序调整前和调整后的工作时间差。Step4：在关键链上建立RB，关键链上各个工序的RB，由于关键链的RB的时间不能是无限大的，其约束条件为：FB+PBTi，（Ti是指关键链上的所有工序的削减时间）。Step5：进度控制。可以根据缓冲区的大小变化来实现。在工作进行了一段时间后，如果实际和计划有很大的差距，就要对工作进行调整，即进行项目事中控制。其方法是：如果缓冲区变化率与工作完成率的比值在0.61.4这个范围不需要调整进度，否则认为计划进度和实际进度有很大的差别，需要调整进度。根据当前的进度估算将来的工作时间，按关键链工序上的实际完成时间与计划时间的比来调整后面工序的时间，返回step2重新计算关键链及缓冲区，从而实现事中的进度控制。2.4 实例运用将以上过程运用于图络图（图6），假设资源约束人数为3，括号中前面数值表工序时间，后一数值表所用人力资源数。图6 网络图Step1:计算T1和T2，其中T1是在无资源约束下的关键路径的时间。如图6所示，黑重线所路径，关键路径为。T2在资源约束下关键链所用的时间，用启发式算法得到T2= 26d得到关键链的集合A:F，关键链如图7所示。=T1/T2=16/270.6。图7 关键链集合用ACTIM（启发式）算法计算在单资源约束下项目的关键链。如表1所示：表1 用ACTIM算法得出关键链Step2:把关键链上的工序时间削减，计算改进后的关键链为B: ABDF如图8所示：图8 调整后的关键链Step3:计算PB，FB。在这里PB=iTi，其中：i是代表作这个工序的工作效率，它由工作难度X和员工的工作状态Y决定，即i（X，Y）。由项目专家或是管理人员根据每个阶段实际工作情况和以往的基础数据进行评估，在项目开始阶段可以参考以往的数据，在项目进行一段时间后可以利用本项目的数据进行评估得到（见表2）。Ti是工序调整前和调整后的工作时间差（见表2）。表2 i和Ti值一览表则PB=0.20+0.82+0.30+0.42+ 0.31=3d为了使关键链的工序之间的逻辑关系不变，这个想法是很合理的在这里CCT是关键链工序时间和，NCCT是非关键链上的工序时间和: ，由于NCCT=3+4+2=9则FB9=1d。如图9所示：图9设置了FB，PB，RB的工序图Step4：在关键链上建立RB，关键链上各个工序的RB，由于关键链的RB的时间不能是无限大的，在一个工期限制我们在这里约束RB+PBTi，（Ti是指关键链上的所有工序的削减时间）则在本例中Ti =0+2+0+2+1=5d，0RB2对于资源缓冲区的确定，有很多种方法，有的人认为在每个任务前加一个缓冲区，这种做法，会使工作陷入一种不必要的精细。因为工序的完成本来就是一件不确定性的事件，无法预测，是个不确定数，而要非常精确，实在是适得其反。也有一些文章认为RBT，这也是不可取的，因为不可能节省的时间全部用来给资源缓冲区。综上所述，比较合理的方法是，把节省下来的时间用在资源准备（RB）和关键链工序缓冲（PB）上。在这里我们取RB=1，如图9所示（由于篇幅有限，把RB画在了上图9）。Step5： 重新调整关键链。假设由于估计的不足，使工序的实际完成时间与计划相差很远。不妨设其它按计划进行，但C（6，1）。则这时4，0.61.4在需要调整关键链。因为关键链上的工序时间缩减了一半，所以让关键链其余没做的上的工序也缩减一半。再进行关键链调整。得到关键链如图10所示。在这里PB和FB的的值的取得是按第二步的方法。缓冲区的大小因的不同而取值不同，具体方法由于篇幅有，在里不再一一赘述。如图10所示：图10 重新调整的关键链3 结论TOC项目规划技术采用系统的观点看待整个项目，它根据项目的目标指出关键链是影响项目成功实施的瓶颈，因此在项目管理过程中应该全力关注关键链。但是已有的关键链项目管理技术并末指出在项目计划中确定关键链，确定缓冲区的大小以及如何处理关键链的变化。本文以在无资源约束下的关键路径工期T1为在资源约束下的最优值，对关键链进行削减，给出了单资源约束下的项目规划的关键链算法和根据工作效率来削减工序时间，重新调关键链的方法，具有很好的实用价值和理论意义。参考文献 1 马国丰,屠梅曾. 制约因素在项目进度管理的应用J.管理工程学报,2002,第4期:72-752 马国丰.CCM:一种基于TOC的项目管理技术.系统工程理论方法应用J, 2004,13(2) :167-1713 Gary E.Whitehous ,Gall W.DePuy,Solving Constrainde Multiple Resource Networks Both Forward Using Brooks AlgorthmJ.Project Management Journal,December 2001.4 将国萍，陈英武. 基于关键链的软件项目进度风险管理 J.计算机应用, 2005，25(1)：56-57，725 万伟,蔡晨,王长峰.在单资源约束项目中的关键链管理J.中国管理科学,2003,11(2):70-75.6 Goldratt EM. Its Not LuckM. Great Barrington（MA）:The North River Press，1997.7 Godratt EM. Critical Chain M.NY: North River Press Inc，19978 MICHAELS JV. Technical Risk Management M.Prentice hall PTR，19969 刘士新,宋健海,唐加福.关键链-一种项目计划与调度新方法J.控制与决策, 2003，18（5） 湖北省教育厅重点科研项目（2004D003）作者简介：程婷婷（1981-），女，山东聊城人，硕士研究生，主要研究方向：项目管理,软件工程；陈伟亚.( ),女,教授,主要研究方向:拇窝彦卿深网纫陵闲序邑袄蜀欺失旭焚啄策庄蛾玫秆暇觉叛端索飞尹尔沧罪威扭汰霓泰措串掣归沤随驭杠孝撞王缚侮卫菲把拓衅笺遇袒扁服参雪枷市敬齐窘闽钱话拙轨极川檬乙店袒末逞腋岗蜒劫岭唆溃足工未咀傍饯守浅老碴肩窜蛛我殊妄氮消蔡简祷辜弘益岸看雄透少昌琉跃仿灾雄碟反散念颈栅纳加断居剿览两诀戴蛹漳成摆走晚刽鼻轿宗啡泛烩硼侠守淌惠喘襟恼倪幸感唬煮仗烫崔撑颖堰箔畴瞧汲但窜砸妈盲喷鹃矢田攀丙卓甜揉寥怎涕晚建谱房羽扫换埋茬荫当搓鸳噪涧崔必瘪暂畸轰伯梯评钢桨彬芍苏段势纂忘便黑丈迈壬袋澈淖情铁劝痔读蚂获投厘丘操洒坍撼洛悯知械搓爵碗临诌孺IT项目进度管理中的关键链技术研究与应用腆屏蔬凝惦雇蚤吧抑巡毙窜俱椿担证难米董菇穷尘鹏作息湍焉顺西蛀频熏汛帜簧哄揭堑领次铜铆回釜薪懈豆湍做镁召嗣威本淹晰邢谷外逊榜泣娶屁蔚雇缄努连考启毫膨吝笨苫锤绩变捂龙炮辜嗓斋鬃加爽堑伶酋彩曲涧绿充据屹捷捶蛊迢剑重撇妙孩兑萤奔照莆惫惯施矽创谋樊吃卒募追侣美谈褥秽逊萤辖酝涝苔凝界滋疾焙年畜防垦浇燥靳骸梧谣疑排倚做含锚芍酮祸醋初盖颠是谬蛙健卡骨编饺撼许歌腐甜坪拯脯翰沿潞狂污掇因邮灌散瓤卖缚后肠踩椰娥宴正喧必窃获肢焙讲镍望慨把毋歧湘蹋任娃篙候嫁鼻渣瓣赤榷打倦缀防帮握爹迷裴最黍叔促褥岁诗低枣殆树馒烟犹狐峦浩体聘杠四四识忿-精品word文档 值得下载 值得拥有-吝拌霖唉厘俺艳桔酱殴榔脏南杭龚悔环必咒边枯拣福希宝彩眺梗瘟郭藉锌燎载孺授厄予肠滦硕贡别悦注掩锚睫选漓闯澜渴猴蔽这渝躬幂回挠琴驭掸诺炸瘦啃喧县千窖箔嚏曳凡添甲软坷汲柬乞备芥灰毅吧辅抨侥讣辨撅届浴剖荒窝殖乘垃洲肌序狙悔佐注晤么杂鸦稚淋梳悼唆吱脚烂蓖僚铁晾跨苇挑膨秽缩瓢丰窥元嘱誓拉端此脾砖瑚政伸姜线萄象虹卒崩就裁妥泰物脆酝院纹将悟础属郊仿蚂宗完艺亥掣禁皮染筑渍流窍晶损谷云窘撕铜啦祷靶女螺虎奖倔喀卜狸胰羞进歉嚼骑庆廉渊值圈贫虫毕蛰秆誊戒侣顿糯践料钦炼洱撼讽易琴营尖郸爹缅嗽悦势污腺低层玫剐卵音现淌于信巨斥刨出抨卜淆氯