【《基于关键链技术地铁施工项目进度管理模型搭建分析案例》9100字】

基于关键链技术地铁施工项目进度管理模型搭建分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u3796基于关键链技术地铁施工项目进度管理模型搭建分析案例 1288781.1基于关键链技术的地铁施工项目进度管理过程模型设计 1320001.2识别关键链 328721.2.1计划评审技术（）估计工序持续时间 3114141.2.2确定关键链 3304921.3基于熵权法和TOPSIS的缓冲区优化设置 450141.3.1缓冲区的设置位置 4292361.3.2传统的缓冲区设置方法 54261.3.3熵权法和的缓冲区大小优化 7151141.4缓冲区的管理 11231831.1.1传统缓冲区的监控方法 11205471.1.2改进的缓冲区监控模型 1232751.5进度控制的保障措施 13284081.5.1组织保障措施 13284401.5.2资源保障措施 14289111.5.3技术保障措施 15关键链技术在思考各个工序间强制性逻辑联系的条件下，还加入了无逻辑关系资源限制，相较于传统管理方式，关键链一种全新型项目管理方式，有更广泛的技术优势。本章重点是结合地铁施工项目进度的特征，首先采用计划评审技术（）进行工期估计，然后考虑资源约束识别关键链，设置及监控缓冲区，搭建关键链进度管理初始模型。进一步根据地铁施工的不确定性指标，最后运用熵权法和法对缓冲区尺寸大小的设置进行改进，优化关键链地铁施工进度管理模型。1.1基于关键链技术的地铁施工项目进度管理过程模型设计关键链技术以约束理论和聚合理论为基础，在传统关键路径方法基础上考虑资源资源约束找出关键链，消除安全时间后进行缓冲区尺寸设计，同时监控缓冲区来进行地铁项目的整体进度控制，形成关键链进度计划，关键链进度管理过程模型如图4-1所示。图4-1关键链进度管理过程模型其基本应用步骤如下：步骤一，识别关键链根据地铁项目各作业的前后逻辑关系画出网络计划图，得出作业关系表；运用计划评审技术方法（）对项目各作业的的时间进行估计，计算各个工序的时间参数，确定没有考虑资源约束的关键路径，关键路径可能有多条。考虑地铁施工项目过程的资源具体情况，找到并行时资源供给小于资源需求的存在资源冲突工序，按照资源分配法调整工序的顺序，使各作业最终无资源冲突，重新计算时间参数，选出最长路径为关键链。步骤二：缓冲区尺寸的设计结合地铁施工过程难点，通过引入风险偏好水平、资源紧张度、工序位置系数、风险弹性系数和作业的持续时间比例不确定指标，消除安全时间，以应对地铁施工过程的不确定性，运用运用熵权法和对传统缓冲区计算方法进行改进得出、和大小。项目缓冲（）在关键链的尾端插入，汇入缓冲（）在非关键链的作业后插入；资源缓冲的设置仅是一种预警机制，不占用项目实际时间，一般根据管理者的管理经验来确定。步骤三：缓冲区的管理1）制定缓冲区进度控制体系，在项目施工过程中对缓冲区时间消耗进行实时监控，根据缓冲区时间耗费制定相应的措施，保证地铁项目的顺利完成。2）当缓冲区的时间消耗过度时，通过反馈机制对项目流程进行动态变更，通过调整现有关键链，调整并优化关键链进度计划，按期完成地铁施工项目。综上所述，关键链的进度管理模型由三个步骤组成，该模型在按期完成地铁施工项目基础上，还能解决因出现资源缓冲造成地铁项目施工延期以及项目管理失控等方面的问题。1.2识别关键链1.2.1计划评审技术（）估计工序持续时间地铁施工过程中，作业的持续时间主要由柔性时间和刚性时间决定，柔性时间是指在地铁项目中固定资源情况和项目经验特点形成的时间，随着客观环境和技术水平的变化，不确性很大；刚性时间是指根据国家法律、行业标准规定及地铁施工合同要求的时间。由于地铁施工过程种柔性时间的不确定性较大，难以精准估计，假设地铁作业的时间服从分布，运用计划评审技术对项目作业的时间进行估计。计划评审技术是在关键路径法的基础上对作业时间的一种估计的方法，在资源一定的情况下，考虑了作业书时间的不确定性，通过估算出最优效率工作时间，最可能的工作时间和最低效率工作时间，根据三时估计法计算出任务工作时间[44]，计算公式如（4-1）所示。（4-1）1.2.2确定关键链根据计划评审技术（）对地铁项目作业时间估计之后，在网络计划图上找出路径最长的作业即为关键路径。由于在地铁施工项目作业规划过程中，存在并行作业的资源供给量少于资源的需求量，作业之间就会存在资源冲突，没有被分配到资源的作业会无法正常施工，导致项目工期的延长。本节在确定关键路径的基础上，运用资源调配法来识别关键链。设为作业在作业之前延长的时间，为作业在作业之前延长的时间，，为作业的最早开始时间和最迟开始时间，，为作业的最早结束时间和最晚结束时间，为作业的持续时间，的参数同理，如资源调配法原理图4-2所示图4-2资源调配法原理图则和的计算公式如（4-2）和（4-3）所示（4-2）（4-3）若，则将安排在前面，若，则将安排在前面，若，则任意排列或。[23]若在资源发生冲突的时点上，由两个及以上的并行作业，则对其进行两两排序比较，分别计算其增加时间，选择时间增加少的工序排列。由于在资源发生冲突的时刻，所有正在进行的作业的开始时间都相同，所以公式可以变为：（4-4）（4-5）由于资源冲突时，所以资源冲突时刻问题就转为所有并行工序中初始开始时间的最大值和作业持续时间最短值的作业。1.3基于熵权法和TOPSIS的缓冲区优化设置1.3.1缓冲区的设置位置关键链在项目管理过程中，缓冲区可以分为两种类型，一种是时间缓冲，包括项目缓冲（）和接驳缓冲（），另一种是非时间缓冲，主要是资源缓冲（）。项目缓冲是根据尾部集中原理，把关键链上的消除的安全时间集中在整个项目的结尾；接驳缓冲是在放在关键链与非关键的汇入处，为了保护关键链不受不确定情况的影响，保证项目按期完成；资源缓冲设置在关键键的工序上，不占用项目的实际时间，仅仅是一个预警机制，提醒管理者工序之间的资源使用状况，让管理者关注紧后工序的资源是否准备妥当。假设关键由、、、、组成，三种不同的缓冲设置的位置如图4-1所示。图4-3缓冲设置示意图1.3.2传统的缓冲区设置方法项目管理中时间为首要目标，关键链法作为项目时间管理的一种技术，其关键环节是如何设置缓冲区大小，缓冲区设置是为了在同样的完工率下缩短项目的总工期，缓冲区大小设置的合理性决定了项目各工序的工期的准确性，从而决定了项目能否按期并且有效率的完成。因此缓冲区设置的位置及大小对项目的管理至关重要。缓冲区的设置遵循关键链的整体最优原则，把整个项目看成一个相互联系的系统，从全局出发的思想。不同的缓冲区设置及大小的确定都会形成不同的项目计划进度，传统的关键链项目管理（）对如今的项目管理有借鉴意义，其主要思想是把单个工序的安全时间集中在项目的尾部，这种设置众多学者在理论上证明了其可行性，但缓冲区大小设置成多少，至今还没有一个成熟的理论或者方法进行证明，这也是目前关键链在项目管理运用中的难点。传统缓冲区大小的设置方法有剪贴发和跟差法。剪切粘贴法。[27]剪切粘贴法又叫做坎半法，于1997年物理学家高德拉特博士根据经验所得提出来的。其方法提出的原因是项目工序时间加入了太多的安全时间以保证的项目的完工率，首先以50%的完工率消除项目的安全时间，即各工序的时间减半作为时间估计，而缓冲区的大小即安全时间的一半，项目缓冲区的大小即关键路线上工序的安全时间的总和的一半，接驳缓冲区的大小即非关键路线上各工序的安全时间的一半，此方法操作简单，但没考虑实际运用中出现的不确定情况，只是根据经验所得，缺乏相应的理论支撑，因此其精度不高，会使缓冲区偏大或者偏小。假设一个项目由个关键工序组成，剪贴法的计算公式如下。（4-6）式中：表示缓冲时间：表示关键工序的安全时间：表示关键线路上的工序数量。下面以一个例子进行说明，假设关键链由，，这三个工序组成，三道工序所需时间为2、8、4，因此关键链总所需时间为14，在非关键链上，因此是非关键工序，所需时间为4，所以非关键链时间为4，根据50%完工率消除安全时间得到14*（1/2)=7，7即为消除的安全时间或者关键线路的长度。根据剪贴法计算缓冲区公式（4-6）计算缓冲区的大小，可得=7*（1/2)=3.5，=4*（1/2)=2，因此项目所需时间为7+3.5=10.5，比14天提前了3。具体过程见图4-4图4-4缓冲区大小计算示意图（2）根差法。[27]根差法是在剪贴法的基础上考虑了项目实际执行过程中出现的风险，根据中心极限定理分析方差进而减小误差，在项目实行过程中的风险因素在一定程度上得到缓解。根差法不是剪贴法那样对安全时间进行处理，在缓冲区设置时把安全时间统一集中在项目尾部，对关键链起到保护作用，其计算方法的核心是把各个工序的安全时间的作为标准差，缓冲区的大小即各个集中在尾部的工序的方差的两倍。此方法的前提是各个工序是独立的，因此工序的时间服从正态分布，但是各个工序是相互联系的整体，不可能能完全独立，因此方法计算缓冲区虽然在一定程度上可以避免缓冲区设置过的小，但其精度也不高，也会出现设置过大的情况。根差法计算公式如（4-7）和（4-8）所示（4-7）（4-8）式中：表示缓冲区大小；表示工序的安全时间；表示最乐观时间；表示最悲观时间。根据公式（4-7）、（4-8），计算案例的缓冲区大小，和分别是：1.3.3熵权法和的缓冲区大小优化熵是系统有序程度的一个参量，可以反应系统提供信息的多少，评价指标的信息熵值越小，该指标提供的信息量就越大，在综合评价中其权重就越高。把地铁项目看成一个系统，项目各作业之间有强逻辑关系，同时受项目所处的内外部环境的影响，其进度是项目内外部各种不确定性因素共同导致的结果。但是各种不确定因素的对项目进度的影响程度是不同的，因此在建立影响地铁项目的不确定性指标后，把各个作业看作评价对象，运用熵权法对个指标进行客观赋值，得出各个影响项目不确定性指标的权重。全名为逼近理想的排序方法（TechniqueforOrderPerferencebySimilaritytoIdealSolution)，其简称为理想点法，本质是一种综合评价法，为了测量评价指标与正理想解与负理想解间的相对距离。在运用熵权法对各个作业的指标进行赋权后，运用法对各个作业进行排序，对不确定性较大的作业安排更多的缓冲时间。[46]为了削减安全时间给项目带来的影响，但是又能确保完工率，在地铁项目过程中一般会选择设置缓冲期。从一定意义上来说，在设置缓冲区大小时应该从项目本身出发，以实际情况为依据，以实际情况为准则，设置适合的缓冲区。比如，如果资源达到上限时，此项目容易出现延期的情况，所以为了解决这个问题应该设置相对较大的缓冲区。再比如，如果任务比较紧要，为了缓解拖延的问题。就应该设置相对较大的缓冲区。也就是说应该将更多的安全时间放置在缓冲区。不确定性指标的确立地铁施工项目进度受到内外部各种因素的影响，地铁项目由于包括的工作程序较多，若缓冲区设置太大且累积会直接致使规划工期在很大程度上延长，当前地铁项目的缓冲区设置没有规范性方式，根据项目的实际施工难点、作业复杂程度及作业的属性，需要对关键链中缓冲区设置进行优化，充分考虑到地铁施工的特性，本文提出了衡量作业不确定性的4个指标，即作业的持续时间比例、资源紧张程度、作业复杂程度、弹性系数。①作业的持续时间比例。作业的持续时间比例为，见公式（4-9）（4-9）表示作业的持续时间②资源紧张程度。作业的资源紧张程度为，见公式（4-10）（4-10）表示作业在时段的资源使用量，表示时段资源的供应量，是时刻执行作业的总数，作业的开始时间③作业的复杂程度。作业的位置度决定了作业在链路中前后所处的位置，进而表示该作业的复杂程度，用表示，见公式（4-11）。（4-11）式中：计算方法为i任务先行任务数量；并且假定链路首个任务的先行任务数表示经过i任务的所有链路的总任务数的最大值。④弹性系数。作业的弹性系数为，见公式（4-12）（4-12）表示最乐观时间；表示最可能时间；表示最悲观时间熵权法赋值①评价指标矩阵确定设地铁施工项目过程中有个评价对象（作业），个评价指标（不确定性因素），作业的各个评价指标组成原始数据矩阵，为第个指标下第个作业的指标值，（4-13）②标准化处理由于不确定性指标中，各个指标的的量纲不同，需要对指标进行标准化处理，对正向数据及负向数据的标准化处理如下，标准化处理后得到规范矩阵正向指标：负向指标：表示标准化后的指标值，表示指标的均值，表示指标的标准差。熵值法不能直接运用标准化的数据，为消除标准化数据后的零值和负值，需要对标准化后的数据进行整体平移，即，为最大可能的保持原有数据，尽可能的小，一般取的最小值（4-14）③对于指标,值的差异越大，表明该指标对评价对象提供的有用信息越多，计算第个作业在第个指标值的比重。（4-15）④熵值的大小与有用信息的多少成反比关系，熵值越大，指标提供的有用信息越少，相应的权重就越小，第项指标的熵值如下。（4-16）⑤差异系数与指标的重要程度成正比关系，差异系数越大，指标的重要程度就越大，计算第项指标的差异系数。（4-17）⑥根据差异系数来计算第项指标的权重。（4-18）3）不确定系数计算上一步已得到影响个作业的不确定指标的权重，利用权重构造加权标准化矩阵（4-19）根据加权标准化矩阵得出各个各个作业在不确定指标下的正理想解和负理想解，正理想解即每一个不确定指标取到最大值的情况，取每一列中的最大值构成正理想解向量，负理想解即每一个不确定指标取到最小值的情况，取每一列中的最小值构成负理解向量，公式如下：计算各个作业与正理想解与负理想解的距离，公式如下：（4-20）（4-21）计算各个作业的不确定系数，公式如下（4-22）4）缓冲区大小的确定设作业的作业时间估计为，作业的安全时间为：（4-23）根据聚合理论，将作业的安全时间放在关键链的尾部集中起来使用，形成项目缓冲，接驳缓冲区放在各个作业的后面形成对关键链的保护，缓冲区的时间公式如下：（4-24）1.4缓冲区的管理1.1.1传统缓冲区的监控方法传统缓冲区设置的方法是把安全时间放在缓冲区内进行处理，对项目进度的控制即对缓冲区进行管理，缓冲管理的合理性决定了项目进度管理的可行性。最初缓冲区的管理是高德拉博士提出的，他提出用三色图来示项目缓冲区使用情况来监控管理缓冲区，把缓冲区等比例分成三部分，缓冲区的处是绿色，表示时间消耗处于可接受状态，项目运行良好。处是黄色，到区域处于一种预警状态，此时项目还可运行，但有些地方需要调整，需要管理者稍加注意，采取相应措施促进项目完工。到区域是红色，表示项目时间消耗已经近完结状态，此时需要管理者高度重视，找出具体拖工原因并尽快找到解决方法，保证项目的顺利完成。如图4-5所示图4-5传统三色监控法的示意图高德拉博士的三色监控法给项目管理方法的探索提供了范本，但是其方法有不可避免的时代的局限性，只考虑了缓冲区时间资源消耗的情况，并未和具体项目的执行情况相结合进行监控，有不足支出。比如若有工序的资源缓冲量位于以内，但这个工序的完成情况只有，还有未完成，此时也是需要管理者重视的，因为这很有可能出现延期，但是三色图的监控是绿色区域，认为项目运行良好；另一种情况是若工序的资源缓量位于到处，同时该工序已经完成，此时不需要管理者过多关注，因为工序已经接近尾声，延期的概率很小，而三色监控图中显示为红色部分，这时会耗费大量没必要浪费的人力和物力去调整这个状态；还有三色监控是一种静态的监控方法，不适合施工项目这种不断处于变化的情形。1.1.2改进的缓冲区监控模型改进的缓冲区监控在高德拉博士三色监控法的基础上加入了项目具体完工情况这个维度，形成了对缓冲区资源消耗和工序具体完工情况这两个维度的动态监控。构建模型的具体步骤如下：构建模型的步骤具体如下：对缓冲区资源消耗情况进行评级，分为优秀、良好、中等、较差、极差五个等级。优秀说明资源消耗没超过，在预定计划范围内，无需采取措施，极差代表资源缓冲消耗已超出计划范围，施工状况不太好。具体资源消耗评级表如4-1所示表4-1缓冲区消耗情况评级表评定的等级优秀良好中等较差很差缓冲区的消耗比例0-20%20%-40%40%-60%60%-80%80%-100%对工序实际完工情况进行评级，可分为I级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级、V级这五个等级。I级说明工序的实际完工情况小于，工序处于起步阶段。V级表示工序实际完工率为—，工序处于收尾阶段。具体完工情况进度评级如表4-2表4-2工程实际进度评级情况评定的等级I级Ⅱ级Ⅲ级Ⅳ级V级工程实际进度情况工程实施进度小于20%，处于工程起步阶段工程实施度为20%-40%，处于工程前期阶段工程实施度为40%-60%，处于工程中期阶段工程实施度为60%-80%，处于工程后期阶段工程实施进度为80%-100%，处于工程收尾阶段3）构建资源缓冲和工序完工情况二维等级矩阵。见表4-3。表4-3进度控制等级矩阵V级优优优良良Ⅳ级优优良良良Ⅲ级优良良差差Ⅱ级良良差差较差I级良良差较差较差优秀良好中等较差很差根据二维进度控制等级矩阵，可以得到监控的五个等级：“优”说明工程实际施工状况在预期范围内，没有出现工序的延期现象，项目可在预定方案内完成。“良”说明实际施工状况良好，工序的延期现象出现较少，在可控制范围内，具体施工单位采取相应措施即可解决“一般”说明实际施工状况处于中间水平，存在一些误工现象，施工进度出现了少许阻力，相关责任单位落实到人即可解决。“较差”说明项目施工状况出现了很大问题，相关部门必须高度重视，快速找到造成此状况的原因并修改进度计划，尽量减小损失。5）“很差”说明工程资源已快消耗完，项目无法继续开展下去，此时需要重新制定进度计划或者因为无法挽回的意外导致项目失败。改进的缓冲区监控模型与高特拉博士的三色监控方法相比，该方法的监控准确度更高，不仅考虑了资源消耗状况，还考虑了实际施工进度状况，管理者可以更加快速精确的进行监控并采取相应措施。1.5进度控制的保障措施1.5.1组织保障措施在地铁项目施工过程中，通过对项目进度进行监控，发现问题后要采取相应的措施保证项目的顺利进行，此时需要有项目施工的管理体系，以下从组织管理体系、思想教育管理体系和制度管理体系三个方面进行阐述。设计组织管理体系。组织管理体系主要是在施工前就对项目的整个组织架构进行涉及，以保证项目施工过程中责任到人，有具体的措施可采取。地铁施工项目过程涉及施工部、质检部、综合部等多个部门，根据项目的实际情况选择与职位相配的人员担任相应部门职位，比如施工人员需要有一定的地铁施工技术能力，管理人员需要有一定地铁施工管理方面的业务能力。为了保证地铁项目的施工的高效完成，要结合具体施工过程各个时期的具体情况，建立目标责任制度。项目的目标应该具体到各个部门，各个小组甚至各个员工，保证地铁项目目标可以逐级完成。构建思想教育管理体系。思想教育管理体现了一个项目的文化氛围，这需要日常的规范中逐渐形成，以润物细无声的形式深入每个员工的心里。在项目实施前就让员工知道工程项目质量的重要性，这对企业的声望有很大影响，决定了企业能走多远，这是检验工程项目是否合格的标准，因此要求每个施工人员对项目工程质量的要求和把控做到心中有数，熟练地掌握施工标准技能，成立相应地质量监控小组，在整个项目施工过程中对工程质量进行整体把控。制度管理体系。制度管理体系是让整个项目各个进度有一个制度保障，项目的各个分解任务按照制度执行，使项目能正常进行。制度管理体系的几个重要制度有质量责任保证制度、目标分级管理制度、逐级报告制度、追责制度和人员的自我管理制度。质量责任保证制度主要是为了保证施工人员施工过程中的质量，要求每个施工人员需要签订相应的质量保证书，明确每个人和每个岗位的质量责任，这样就能把质量责任目标细化；目标分级管理制度是值每个人都在一个组织当中，项目就相当于一个组织，需要把质量目标按层级分配下去，每个层级都对目标进行保证，这样质量目标就能落实到各个组织部门，先由分项目工程质量目标分配到各个部门，各个部门落实到各个小组，最后由各个小组落实到个人，目标就能标准化、程序化落实下去；逐级报告制度根据目标分级管理进行，对项目施工过程中出现的重大失误或者意外，需要分层级逐级汇报，由分项目经理项相关单位逐级报告；追责制度是对项目施工过程中出现的责任事故追责到人，根据之前施工人员签订的质量保证证书，实行质量责任终身制，把施工过程中质量把控的每一个环节都责任到人，保证项目施工的效率和质量。人员的自我管理制度是指项目中的人员自我进行管理，这要求对项目人员进行专门培训，让人员形成自我管理的循环机制，员工自身对质量由严格的要求，在施工过程中会自觉遵循相应的质量目标，这才会形成项目的质量良性循环。1.5.2资源保障措施在项目施工过程中，对人、机和物等资源的管理是一个重要目标。对人、机物的合理配置对项目能否如期完成起着决定性的作