运用管理学工具进行工程进度管理的研究

文/杨凯

近年来，我国在熟练掌握关键路线法和计划评审技术等工程进度管理理论及方法等方面取得了长足进步，形成了大量的研究成果，对提升国内工程进度管理水平产生了重要影响。但如何系统化、具体化地应用管理学工具进行符合国情的工程进度管理，仍然存在很大难度。通过对工作结构分解、关键路线法、甘特图、偏差分析技术及帕累托图分析法等管理学工具的研究，将有效解决管理学工具在工程进度管理中的运用难题。

一、工程进度管理的基本内容及理论

（一）工程进度管理的基本内容

工程进度管理[1]，是指根据合同条款和各方协商后制定的目标工期，编制出较为优化的工程进度计划，并实施计划管理。当工程进度计划编制完成后，在实施中必须随时检测实际工作进展情况，并将其与原定方案加以对比。如发生偏差，须分析导致偏差的因素以及偏差的影响程度，继而采用科学合理的纠偏措施，对工程进度计划进行合理优化。

工程进度管理的全过程包括活动定义、活动排序、活动资源估算、活动历时估算、制定进度计划、进行进度控制，工程进度管理的步骤如图1所示。

图1 工程进度管理步骤的示意图

（二）工程进度管理的要素

工程进度管理的要素[2]有四个，即计划、实施、监测和调整。具体内容如下：

1.工程进度计划（Project Schedule）[3]是在完成某工程的工作结构分解后，对该工程的各项活动所做出的具有逻辑活动关系的时间顺序安排，是工程进度管理的第一要素。

2.在工程实施阶段需要做好如下工作：一是预见可能会发生的影响因素；二是分析风险程度及其对实际进度计划结果的影响程度；三是进行合理可行的预防控制措施。

3.进行进度监测是熟悉、掌握工程进度计划在实施过程中的变化方向和偏差程度的有效方法。主要工作包括：实施动态跟踪检查；收集进度相关信息；将计划实施结果与进度计划进行比较分析。

4.工程进度计划的调整，可概括为如下三条：一是分析产生进度误差的影响原因和影响程度；二是对建设进度规划做出优化调整，确定进度调整的相关约束条件，制定出可行调整措施；三是进行优化控制，使做出的偏差纠正措施能够促进进度实施并使费用增加最小甚至不增加，并且达成优化控制目标。

二、制定工程进度管理计划的步骤和方法

（一）工作分解结构（WBS）

1.工作分解结构的定义

工作分解结构[3]（以下简称为WBS），与数学里的因数分解原理类似，是按照特定的规则（通常是指以可交付成果为导向），将工程所包括的每一类离散型的关键因素进行分解及分组，使其成为活动内容相互独立、活动顺序相互制约及联系的活动、过程。WBS是制定工程进度计划的重要基础，应作为计划编制过程中的核心，分解活动可如图2所示。

图2 工作分解结构示意图

2.工作结构分解的作用

WBS的作用在于：对某个工程绘制出工程工作结构分解图，使得该工程工作能够由复杂转变到简单，预控困难到预控简单；通过工作结构分解，更加高效和简易的对整个工程进行控制。

实行工作结构分解的主要方式，一般为：（1）自上而下法，该方法从某工程中最大的高级单位入手并逐层分解成较低级的子单位。（2）自下而上法，需要在工程项目启动执行前就尽量的明确该工程项目的每一个具体实施工作任务，并且将每一项具体实施工作任务加以整合，最终整合到对应的上一层活动中去。（3）对比法，要求选择一种相似工程项目，并根据该建筑的工作各项任务划分为结构，来编制出目标工程的工作分解结构和WBS图的方法。

通常要求，进行工作结构分解后，每个末级任务包通常包含的内容应如表1所示。

表1 工作结构分解后末级任务包所包含内容

（二）网络计划（NPT）

网络计划[4]是通过网络计划图把某一个工程的任务集合直观的表示出来，以反映各项任务之间的逻辑活动关系。在活动网络计划图中，还可以说明对各个活动所要投放的资源、活动所持续的时间等；同时，通过连接线对节点编号进行连接后可反映活动的前后关系。网络项目图表[5]的绘制必须建立在项目活动逻辑关系和活动时间预测的基础上。

活动持续时间估算[6]的方法有多种，广泛使用的有经验类比和专家判断两种方法。在编制进度计划时，历史经验数据和类似工程经验，对任务时间估算有很重要的参考意义。

（三）关键路径分析(CPM)

关键路径分析系统(Critical Path Method)[7]是随工程的发展而不断更新的动态系统，在网络计划的所有网络线路中必然存在着线路最长的路径，该路径所有活动持续时间的总和就是该工程的总工期，这条线路被称为该工程的关键路径。

为了在时间网络计划中找出关键路径即找出总时差数为零的路线，首先要确定每项活动的ES(最先开始时间)、EF(最先完成时间)、LS(最迟开始时间)、LF(最迟完成时间) ，计算出TF(总时差)、FF (自由时间) ，再根据公式TF=LS-ES=LF-EF，计算出总时差TF。

综上所述，编制进度计划的工作步骤应如图3所示。

图3 进度计划编制步骤图

三、工程进度分析

工程进度分析[8]是在计划规定的活动时间内，了解工程实际进度与计划进度的差异，分析出实际进度与计划进度间出现的误差。在工程进度计划的执行过程中，进度计划的实施条件必然会发生变化，但这种变化又是相对的。因此，工程实施条件的平衡是短暂的，不平衡才是常态。为适应这种特点，工程进度分析通常会用到横道图、偏差技术分析、帕累托图分析法。

（一）横道图 (Gantt Chart)

横道图也被称作甘特图(Gantt chart)[9]，它是以进度横条图的方式体现某个工程的活动顺序及持续工期的进度控制方法，它既是一种完美地用条状图形表示进度的时间管理系统，能够直观地看到任务列表和时间刻度；也是一种直接的比较方法，生产管理者可将表示实际进度的横道图与原计划横道图做出对比，直观地找出进度差异。因甘特图具备形象、简单、直观、易编制的特点，常被应用于国内外的工程管理中，最终成为最广泛的进度控制方法之一。

甘特图绘制步骤[10]：

1.明确工程所包含的每项活动。每项活动内容包括工程名称（按顺序）、开始时间、持续活动时间、结束时间，任务类型（依赖/决定性）和任务搭接关系。

2.创建甘特图草图。将所有活动按照开始日期、持续活动时间、结束时间输入到甘特图时间参数中。

3.确定活动逻辑关系。按照活动的类型将活动进行关联，并计划工程进度。应确保只有完成所有前置任务的活动，才能够按计划继续执行下一项活动。

4.计算单项活动任务的活动持续时间。

5.确定单项活动任务的投入资源并及时按需调整活动持续时间。

6.计算整个工程时间。

（二）偏差分析技术(Earner Value)

偏差值分析技术[11]也被称之为赢得值法、挣得值法(Ear-ner Value)，该方法可以对工程进度与生产成本之间实现有效的综合管理。挣得值法中所涉及的三个基础技术参数和四项指标[12]，分别为：

1.预计工作量的预算成本（简称BCWS）：指到当前日期或状态按进度计划应发生的预算累计花费。

2.已实现工作量的现实成本（简称ACWP）：指到当前日期或状态实际发生已经完成工作量的实际花费。

3.已完成实际工作量的预算成本支出（简称BCWP）：指为当前时间或状态下已完成实际任务的项目成本支出。

4.预算成本与实际成本之差（简称CV）：指以当前时间或状态为时间节点，在BCWP和ACWP之间的差额。计算方法为，CV=BCWP-ACWP；计算结果为负值时表示投入超前，为正值时表示投入滞后。

5.执行预算与按进度预算成本之差（简称SV） ：指以当前时间或状态为时间节点，BCWP和BCWS之间的差额。计算方法为SV=BCWP-BCWS；当计算结果为负数时表示速度缓慢，为正时表示速度较快。

6.进 度 绩 效 指 数（简 称SPI）：适用于评价工程项目的实 际 完 成 时 间。指BCWP和BCWS之间的比值。计算方法为SPI=BCWP/BCWS；计 算 结 果大于或等于1时表示工程实际完成的工作量大于或等于计划工作量，小于1时则情况相反。

7.成 本 绩 效 指 数（简 称CPI）：指以当前日期或状态为时间节点，BCWP与ACWP之间的比值。计算式为CPI=BCWP/ACWP；计算结果小于或等于1时表示实际成本小于或等于计划成本，大于或等于1时则恰好相反。

（三）帕累托图分析法

帕累托图分析法[13]也被叫做ABC分析法，是以维弗雷多·帕 累 托（Vilfredo Pareto）的名字进行命名的。它是根据发生次数大小排列，运用数学学科中的统计原理对影响事件的主要因素进行直方图绘制的方法，是寻找关键影响因素的管理技术方法。根据帕累托图分析法，所有主要因素累计的比例在80%以内；次要因素累积的比例约80～90%；而一般因素累积的比例则在90～100%。

四、工程进度控制与优化

（一）工程进度控制

工程进度控制理论[14]是指，通过以科学的方式先设定时间目标后再制定时间规划，在与工期安全、品质、成本等目标相互平衡的前提下实施时间管理控制，最后达到所设定的工期目标。在建筑工程实施的过程中，工程目标和工程承包范围都非常明确，但仍然存在很多不可量化和无法预计的工作。建筑工程的主要资源投入是劳动力和建筑材料，这类资源的不确定和干扰因素往往很多。所以，在工程施工过程中应该适时观察并了解施工方案的具体实施状况，并同项目进度进行比较研究。如果出现错误应该及时分析问题并采取相应的组织措施、经济措施和技术措施，确保进度按计划顺利达成，达到按期完工的目的。工程进度控制的具体程序应如图4所示。

图4 工程进度控制的具体程序

（二）工程进度优化

工程进度优化研究重点主要是关于下列两方面的内容：

1.工期与费用平衡研究

即将工程进度和总工程成本都当作研究对象，从而同时实现了项目进展速度和总成本这二种目标的相对最优。进行工程工期-费用优化，将主要解决两方面的问题：一方面，在有非常严格工期要求的情况下，使实施工程所投入的总费用最低；另一方面，在无严格工期要求的情况下，使实施工程所投入费用最低的基础上确定最优工期。

通过挣得值法核算和管理了计划工作的成本费用、已进行工作的实际成本和已进行工作的计划成本费用之后，能够得到实际进度与计划进度的偏差结果。使用该方法分析工程进度与成本执行状况，达到对工程进度进行有效管理的目的。

挣得值法的具体应用步骤如下：

（1）确定计划值

计划值是以进度规划和合同计划价值为基础而制定的，具体应完成工作结构分析和工作费用分解。

（2）确定测量挣值

测量挣值为测量者已完成工作量和所对应的预算费用的总数量。在工程中，获得测量挣得值的一个重要方式是每月工程款申报的审批结果。

（3）实际费用的计算

在工程中，许多原因会致使完成价值超过预算价值。进行月度工程款申请审核后，就能够了解本月产生的实际成本费用，再根据投标报价文件和进度款项缴纳状况，就能够对实际的生产成本费用做出对比分析和管理。

2.资源约束下的进度优化

资源优化[15]包括了在固定资源的情形下，设计工期最短的优化；在固定工期要求下，资源均衡的优化。在工程进度计划管理流程中，应当先行制定适合于工程项目实际状况的工程项目进展计划，然后再根据此计划进行资源调度与工期管理；与此同时，必须考虑工程建设各种内在要求以及影响工程建设实施的外部环境各种因素的制约，在符合工期要求的基础上，客观安排活动时间与配置资源，从而尽量使实施工程所需的资源处于合理消耗范围，并且使经济效益能够最佳，这就是资源约束下的进度计划的优化。

通过帕累托图法，运用其双直角坐标系，通过对收集而成的资料进行整理、分析，为管理者提供已分类的数据。寻找出发生频率最高的重要因素，采取合理的组织措施、经济措施以及技术措施，从而在固定资源的情形下，达到工期最短的优化结果；或者在固定工期要求下，达到资源均衡的优化结果。

五、结论

通过对工程进度管理基本理论和国内外在工程进度管理方面所形成的研究成果的分析，得出了工程进度计划和工程进度控制的理论方法和实施过程，提出应使用工作分解结构、关键路线法、甘特图、偏差分析技术及帕累托图分析法等管理学工具进行工程进度管理，从而促使工程进度管理水平的提高。