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研究生業論文（申請碩士學位）
發布時間：2018-06-15 08:38
第1章 緒論
1.1 研究背景、目的和意義
據史坦迪什國際集團（Standish Group International）2003 年對超過13000個項目進行調查的結果顯示,這些項目中有82%是延遲完成的，其中約有30%是過去三年間的項目[1]。這項研究結果表明，目前企業項目管理面臨一個嚴重的問題：為何企業的項目不能夠實現按預期進度實施，并達到既定的目標。因此如何幫助企業快速完成項目實施并且達到預期的目標是一個具有重要意義的課題。
筆者目前所在的公司是一家集設計研發與生產制造面向汽車零部件，電子通訊，家用電器，航空航天等各關鍵行業提供全面的工業擰緊解決方案及自動化系統的外資企業。公司2001年進入中國，自從該公司在蘇州工業園區成立以來，經常被項目不能按時完成所困擾，盡管公司的技術人員都是有著多年技術經驗的自動化方面的專家，但同類的問題仍然在不斷的發生，而筆者本人從事非標自動化開發多年來，也一直遇到同樣的問題，所以筆者分析這中問題的發生并不是由技術的因素造成的，而是由不恰當的項目管理方法造成的。公司現有的項目管理方式并不能很好的解決這個問題，因此迫切需要一個不同的理論作指導，以幫助公司更有效的實施項目管理。
對于一個項目而言，進度計劃是項目管理的核心內容，進度計劃與項目的兩大因素——時間、成本密切相關，進度計劃是系統的通過對項目各項任務進行分解、網絡計劃排定，以及資源與時間的平衡優化來生成項目的調度計劃。一個合理的項目進度計劃是項目執行、跟蹤與控制的前提，是項目成敗的關鍵。隨著市場的變化，項目的復雜性、集成性越來越高，客戶對項目周期、準時完工和個性化提出更高的要求；現在全球面臨著資源危機，所在項目中也就要節約資源，也即成本更低，因此，現代項目管理要求項目進度管理具有更高的可行性、確定性以及越來越高的穩定性，這些新要求的提出，使得許多項目在傳統項目進度管理方法的指導實施過程中出現以下問題[2]：
(1)進度超期、預算超支現象嚴重；
(2)項目范圍變大；
(3)某些關鍵資源和信息在需要時常常不存在：
(4)各項目之間爭奪資源的現象時有發生。
傳統項目進度管理技術關鍵路路徑法／計劃評審技術(CPM／PERT)雖然在項目管理中具有舉足輕重的作用。但是對于社會發展對項目管理提出的這些新問題，也無可奈何。其中關鍵路徑法重點關注在如何縮短工期和如何保證關鍵路線方面存在缺陷。而后高德拉特博士對關鍵路徑做了改進，形成了以TOC理論為基礎的關鍵鏈項目管理方法[3]。同時，隨著非標自動化設備的設計，制造，組裝和銷售項目日趨復雜，要求周期更短、準時完工率更高、成本更低。對于專業從事非標自動化設備開發的公司而言，由于受各方資源的約束，一個項目的拖期會導致公司多個相關項目的項目計劃發生變化，從而使得項目無法按時得以實施。因此，現代項目管理要求在項目進度管理中具有更高的可行性、確定性以及越來越高的穩定性，如何運用各種項目計劃技術，科學、合理地編制進度計劃，積極、高效地優化配置資源成為項目進度控制的一大熱點和難點。
目前，國外關于關鍵鏈的研究較廣泛，而國內的研究則處于剛剛起步階段[3]，本文將以我公司當前的項目--ECU裝配設備的開發在實際的實施過程中所存在的問題為出發點，將關鍵鏈引入其項目進度控制中，通過對關鍵鏈的管理，來實現對項目進度的有效控制，提供了一種不同于傳統的規劃方法，并結合多種資源共同約束的實際情況，考慮多資源約束下關鍵鏈進度計劃的編制方法和多資源的均衡優化，運用啟發式優化方法來實現資源的有效配置，運用灰色分析法來對多資源進行均衡優化。文中的研究成果不僅是對關鍵鏈管理的一種新的探索，而且有助于對處于資源約束漩渦中的項目管理者制定合理的資源配置方案，制定出科學合理的計劃工期，并在實施過程中準確把握項目進度，保證項目按時完工，從而順利達成項目的各項目標。在我國這樣一個項目大國，不論是進度還是資源的些許優化都可以產生較大的經濟效益，因而對關鍵鏈管理的研究具有十分重要的理論價值和現實指導意義。
1.2 關鍵鏈技術現狀分析
關鍵鏈技術自1997 年誕生以來，已經得到全世界較廣泛的應用。以下是為披露的一些經典案例：
（1）以色列已經把TOC 的關鍵鏈項目管理提高到國家戰略層面，規定以色列的公司如果沒有經過TOC 的關鍵鏈項目管理培訓就沒有資格參與國家合約或定單。
（2）美國海軍陸戰隊軍艦補給站使用同樣的資源運用關鍵鏈后完成比原來多3 倍的工作負荷量。
（3）Intel 在愛爾蘭興建一家昂貴的工廠，項目未到一半，工程進度和所余撥款就已經出現危機。運用TOC 的關鍵鏈管理后，項目不僅如期完成，且沒有超支。
（4）希捷科技公司運用關鍵鏈后減少了一半的新產品開發時間。
（5）福特汽車電子部在多個國家廣泛運用TOC 關鍵鏈項目管理。
（6）在美國賓夕法尼亞興建一家芯片廠時，業界估計他們需要28-36個月才能建成，而根據關鍵鏈定出的計劃只需要18個月，結果在一群精通TOC 的項目組人員奮斗下，實際只用了13個月[3]。
目前關于關鍵鏈的研究主要集中在以下幾個方面：
（1） 在關鍵鏈的認識方面：
J-B Yang[9]通過一個簡單的例子對關鍵鏈和關鍵路經進行了比較，并指出如果所有的項目參與者都能改變他們以往在關鍵路經上的行為因素，那么關鍵鏈的方法對于大多數的建筑項目都非常有用的。同時他也提出現有的一些關鍵鏈的確定方法存在著很多的不足。萬偉、蔡晨等[10][11]對單資源約束、單項目管理中的關鍵鏈管理以及兩種資源約束兩個項目中的關鍵鏈管理進行了系統的論述。
（2）在緩沖大小的確定方面：
Goldratt 提出了以關鍵鏈與非關鍵鏈上各工序安全時間的50%作為緩沖量；Newbold [12]認為緩沖只是一種應對風險的手段，而且應該根據對風險的直覺評價來確定緩沖量的大小，他認為“剪切法”[13]和“根方差法”[14]就可以達到這個目的而不需要其他的科學性方法；但是與Newbold 觀點不同的是，Herroelen 等[15]則認為不能將關鍵鏈方法簡單化。Yongyi Shou 和K T Yeo[16]分析了現有方法的不足，并提出根據不同類型項目中活動的不確定性水平的差異以及管理者對于各種風險的態度來確定項目緩沖。Oya I Yukel，Walter O.Rom 等[17]介紹了確定輸入緩沖的方法：一種是考慮了資源的松弛性，另一種則是根據網絡的復雜性來確定輸入緩沖，并對這兩種方法的可行性進行了仿真比較。馬國豐等[18]則運用數學工具對多項目中資源沖突和不確定性進行了研究，并提出了解決資源沖突的定量分析方法和有關緩沖區的定量處理。劉士新、宋鍵海等[19]在“根方差法”基礎上，針對每條非關鍵鏈上的工作分別設置時間緩沖區，這種方法既保護了關鍵鏈上的工作按計劃順利執行，又降低了項目成本，也避免了簡單關鍵鏈管理方法因緩沖區設置而產生的工作間資源沖突。
（3）在資源的分配及調度方面：
Izack Cohen 等[20]人指出關鍵鏈法是多項目管理中的一種普通方法，這種基于約束理論的方法提出了一種相比較其他方法更為簡單、實用的計劃、調度、控制多項目的方法，但同時也指出這種方法也存在其他方法所沒有的缺陷。劉士新等[21]人給出了基于優先規則的啟發式算法，用以生成工期最小的近優項目計劃，再在該計劃中嵌入輸入緩沖和項目緩沖，并通過仿真試驗證明這種方法要比傳統方法有很大的改進。李桂君[22]將約束理論和投資項目多項目管理相聯系，演示了資源約束條件下多項目順序安排對項目實現的影響。并提出依據約束集理論安排多項目的順序，將有助于組織資源的有效利用和提高項目整體的績效。
1.3 本文研究的思路和方法
1.3.1 本文研究的內容
本文在結合了項目進度管理的傳統理論的基礎，分析了傳統理論的不足之處，最終結合TOC來研究關鍵鏈管理，通過具體實例ECU裝配設備的開發來說明基于約束理論的關鍵鏈管理在項目進度控制中的應用過程。全文分六個部分，包括緒論、項目進度控制的理論基礎、關鍵鏈理論的內容及特征分析、基于TOC的關鍵鏈的項目進度管理模型的構建、基于TOC的關鍵鏈的項目進度管理在工程中的應用和結論與展望等。
按照以上思路，將全文進行以下分類：
第1章主要闡述本文的寫作背景以及選題的意義，通過對關鍵鏈技術研究現狀的分析，進而提出本文的研究方法和主要內容。
第2章主要介紹項目進度管理和關鍵鏈的基本理論知識和概念，包括對傳統項目進度管理的優缺點分析，進而提出基于約束理論的關鍵鏈技術。
第3章主要概括性地介紹在非標自動化設備開發中的進度管理的特點，影響因素，分析傳統的項目進度管理在非標自動化設備開發中存在的問題，同時提出應用關鍵鏈技術的概念。
第4章以關鍵鏈技術來進行分析具體案例-ECU裝配設備開發，從關鍵鏈模型的構建到緩沖器的設置，編制具體的項目進度計劃。
第5章進一步利用關鍵鏈技術對項目工期進行優化和進度控制，最后對使用關鍵鏈技術改善非標自動化設備開發進度管理的作用進行闡述。
第6章的結論是對本文的一個回顧和對未來關鍵鏈技術的應用展望。
1.3.2 本文的創新點
本文的創新主要在于將關鍵鏈技術的應用引入到具體的項目開發中，通過對關鍵鏈的管理，來實現對項目進度的有效控制，提供了一種不同于傳統的規劃方法，并結合多種資源共同約束的實際情況，考慮多資源約束下關鍵鏈進度計劃的編制方法和多資源的均衡優化，運用啟發式優化方法來實現資源的有效配置，運用灰色分析法來對多資源進行均衡優化。本文的研究成果不僅針對于本公司本項目，更是對整個非標自動化設備開發行業的項目進度管理一個全新的理論指導。對提高設備開發效率，有效解決資源沖突，進一步縮短項目周期等問題有非常重大的指導意義。
1.1 研究背景、目的和意義
據史坦迪什國際集團（Standish Group International）2003 年對超過13000個項目進行調查的結果顯示,這些項目中有82%是延遲完成的，其中約有30%是過去三年間的項目[1]。這項研究結果表明，目前企業項目管理面臨一個嚴重的問題：為何企業的項目不能夠實現按預期進度實施，并達到既定的目標。因此如何幫助企業快速完成項目實施并且達到預期的目標是一個具有重要意義的課題。
筆者目前所在的公司是一家集設計研發與生產制造面向汽車零部件，電子通訊，家用電器，航空航天等各關鍵行業提供全面的工業擰緊解決方案及自動化系統的外資企業。公司2001年進入中國，自從該公司在蘇州工業園區成立以來，經常被項目不能按時完成所困擾，盡管公司的技術人員都是有著多年技術經驗的自動化方面的專家，但同類的問題仍然在不斷的發生，而筆者本人從事非標自動化開發多年來，也一直遇到同樣的問題，所以筆者分析這中問題的發生并不是由技術的因素造成的，而是由不恰當的項目管理方法造成的。公司現有的項目管理方式并不能很好的解決這個問題，因此迫切需要一個不同的理論作指導，以幫助公司更有效的實施項目管理。
對于一個項目而言，進度計劃是項目管理的核心內容，進度計劃與項目的兩大因素——時間、成本密切相關，進度計劃是系統的通過對項目各項任務進行分解、網絡計劃排定，以及資源與時間的平衡優化來生成項目的調度計劃。一個合理的項目進度計劃是項目執行、跟蹤與控制的前提，是項目成敗的關鍵。隨著市場的變化，項目的復雜性、集成性越來越高，客戶對項目周期、準時完工和個性化提出更高的要求；現在全球面臨著資源危機，所在項目中也就要節約資源，也即成本更低，因此，現代項目管理要求項目進度管理具有更高的可行性、確定性以及越來越高的穩定性，這些新要求的提出，使得許多項目在傳統項目進度管理方法的指導實施過程中出現以下問題[2]：
(1)進度超期、預算超支現象嚴重；
(2)項目范圍變大；
(3)某些關鍵資源和信息在需要時常常不存在：
(4)各項目之間爭奪資源的現象時有發生。
傳統項目進度管理技術關鍵路路徑法／計劃評審技術(CPM／PERT)雖然在項目管理中具有舉足輕重的作用。但是對于社會發展對項目管理提出的這些新問題，也無可奈何。其中關鍵路徑法重點關注在如何縮短工期和如何保證關鍵路線方面存在缺陷。而后高德拉特博士對關鍵路徑做了改進，形成了以TOC理論為基礎的關鍵鏈項目管理方法[3]。同時，隨著非標自動化設備的設計，制造，組裝和銷售項目日趨復雜，要求周期更短、準時完工率更高、成本更低。對于專業從事非標自動化設備開發的公司而言，由于受各方資源的約束，一個項目的拖期會導致公司多個相關項目的項目計劃發生變化，從而使得項目無法按時得以實施。因此，現代項目管理要求在項目進度管理中具有更高的可行性、確定性以及越來越高的穩定性，如何運用各種項目計劃技術，科學、合理地編制進度計劃，積極、高效地優化配置資源成為項目進度控制的一大熱點和難點。
目前，國外關于關鍵鏈的研究較廣泛，而國內的研究則處于剛剛起步階段[3]，本文將以我公司當前的項目--ECU裝配設備的開發在實際的實施過程中所存在的問題為出發點，將關鍵鏈引入其項目進度控制中，通過對關鍵鏈的管理，來實現對項目進度的有效控制，提供了一種不同于傳統的規劃方法，并結合多種資源共同約束的實際情況，考慮多資源約束下關鍵鏈進度計劃的編制方法和多資源的均衡優化，運用啟發式優化方法來實現資源的有效配置，運用灰色分析法來對多資源進行均衡優化。文中的研究成果不僅是對關鍵鏈管理的一種新的探索，而且有助于對處于資源約束漩渦中的項目管理者制定合理的資源配置方案，制定出科學合理的計劃工期，并在實施過程中準確把握項目進度，保證項目按時完工，從而順利達成項目的各項目標。在我國這樣一個項目大國，不論是進度還是資源的些許優化都可以產生較大的經濟效益，因而對關鍵鏈管理的研究具有十分重要的理論價值和現實指導意義。
1.2 關鍵鏈技術現狀分析
關鍵鏈技術自1997 年誕生以來，已經得到全世界較廣泛的應用。以下是為披露的一些經典案例：
（1）以色列已經把TOC 的關鍵鏈項目管理提高到國家戰略層面，規定以色列的公司如果沒有經過TOC 的關鍵鏈項目管理培訓就沒有資格參與國家合約或定單。
（2）美國海軍陸戰隊軍艦補給站使用同樣的資源運用關鍵鏈后完成比原來多3 倍的工作負荷量。
（3）Intel 在愛爾蘭興建一家昂貴的工廠，項目未到一半，工程進度和所余撥款就已經出現危機。運用TOC 的關鍵鏈管理后，項目不僅如期完成，且沒有超支。
（4）希捷科技公司運用關鍵鏈后減少了一半的新產品開發時間。
（5）福特汽車電子部在多個國家廣泛運用TOC 關鍵鏈項目管理。
（6）在美國賓夕法尼亞興建一家芯片廠時，業界估計他們需要28-36個月才能建成，而根據關鍵鏈定出的計劃只需要18個月，結果在一群精通TOC 的項目組人員奮斗下，實際只用了13個月[3]。
目前關于關鍵鏈的研究主要集中在以下幾個方面：
（1） 在關鍵鏈的認識方面：
J-B Yang[9]通過一個簡單的例子對關鍵鏈和關鍵路經進行了比較，并指出如果所有的項目參與者都能改變他們以往在關鍵路經上的行為因素，那么關鍵鏈的方法對于大多數的建筑項目都非常有用的。同時他也提出現有的一些關鍵鏈的確定方法存在著很多的不足。萬偉、蔡晨等[10][11]對單資源約束、單項目管理中的關鍵鏈管理以及兩種資源約束兩個項目中的關鍵鏈管理進行了系統的論述。
（2）在緩沖大小的確定方面：
Goldratt 提出了以關鍵鏈與非關鍵鏈上各工序安全時間的50%作為緩沖量；Newbold [12]認為緩沖只是一種應對風險的手段，而且應該根據對風險的直覺評價來確定緩沖量的大小，他認為“剪切法”[13]和“根方差法”[14]就可以達到這個目的而不需要其他的科學性方法；但是與Newbold 觀點不同的是，Herroelen 等[15]則認為不能將關鍵鏈方法簡單化。Yongyi Shou 和K T Yeo[16]分析了現有方法的不足，并提出根據不同類型項目中活動的不確定性水平的差異以及管理者對于各種風險的態度來確定項目緩沖。Oya I Yukel，Walter O.Rom 等[17]介紹了確定輸入緩沖的方法：一種是考慮了資源的松弛性，另一種則是根據網絡的復雜性來確定輸入緩沖，并對這兩種方法的可行性進行了仿真比較。馬國豐等[18]則運用數學工具對多項目中資源沖突和不確定性進行了研究，并提出了解決資源沖突的定量分析方法和有關緩沖區的定量處理。劉士新、宋鍵海等[19]在“根方差法”基礎上，針對每條非關鍵鏈上的工作分別設置時間緩沖區，這種方法既保護了關鍵鏈上的工作按計劃順利執行，又降低了項目成本，也避免了簡單關鍵鏈管理方法因緩沖區設置而產生的工作間資源沖突。
（3）在資源的分配及調度方面：
Izack Cohen 等[20]人指出關鍵鏈法是多項目管理中的一種普通方法，這種基于約束理論的方法提出了一種相比較其他方法更為簡單、實用的計劃、調度、控制多項目的方法，但同時也指出這種方法也存在其他方法所沒有的缺陷。劉士新等[21]人給出了基于優先規則的啟發式算法，用以生成工期最小的近優項目計劃，再在該計劃中嵌入輸入緩沖和項目緩沖，并通過仿真試驗證明這種方法要比傳統方法有很大的改進。李桂君[22]將約束理論和投資項目多項目管理相聯系，演示了資源約束條件下多項目順序安排對項目實現的影響。并提出依據約束集理論安排多項目的順序，將有助于組織資源的有效利用和提高項目整體的績效。
1.3 本文研究的思路和方法
1.3.1 本文研究的內容
本文在結合了項目進度管理的傳統理論的基礎，分析了傳統理論的不足之處，最終結合TOC來研究關鍵鏈管理，通過具體實例ECU裝配設備的開發來說明基于約束理論的關鍵鏈管理在項目進度控制中的應用過程。全文分六個部分，包括緒論、項目進度控制的理論基礎、關鍵鏈理論的內容及特征分析、基于TOC的關鍵鏈的項目進度管理模型的構建、基于TOC的關鍵鏈的項目進度管理在工程中的應用和結論與展望等。
按照以上思路，將全文進行以下分類：
第1章主要闡述本文的寫作背景以及選題的意義，通過對關鍵鏈技術研究現狀的分析，進而提出本文的研究方法和主要內容。
第2章主要介紹項目進度管理和關鍵鏈的基本理論知識和概念，包括對傳統項目進度管理的優缺點分析，進而提出基于約束理論的關鍵鏈技術。
第3章主要概括性地介紹在非標自動化設備開發中的進度管理的特點，影響因素，分析傳統的項目進度管理在非標自動化設備開發中存在的問題，同時提出應用關鍵鏈技術的概念。
第4章以關鍵鏈技術來進行分析具體案例-ECU裝配設備開發，從關鍵鏈模型的構建到緩沖器的設置，編制具體的項目進度計劃。
第5章進一步利用關鍵鏈技術對項目工期進行優化和進度控制，最后對使用關鍵鏈技術改善非標自動化設備開發進度管理的作用進行闡述。
第6章的結論是對本文的一個回顧和對未來關鍵鏈技術的應用展望。
1.3.2 本文的創新點
本文的創新主要在于將關鍵鏈技術的應用引入到具體的項目開發中，通過對關鍵鏈的管理，來實現對項目進度的有效控制，提供了一種不同于傳統的規劃方法，并結合多種資源共同約束的實際情況，考慮多資源約束下關鍵鏈進度計劃的編制方法和多資源的均衡優化，運用啟發式優化方法來實現資源的有效配置，運用灰色分析法來對多資源進行均衡優化。本文的研究成果不僅針對于本公司本項目，更是對整個非標自動化設備開發行業的項目進度管理一個全新的理論指導。對提高設備開發效率，有效解決資源沖突，進一步縮短項目周期等問題有非常重大的指導意義。
第2章 項目進度管理和關鍵鏈基本理論概述
2.1 項目進度管理理論
2.1.1 項目進度管理基本概念
項目進度管理是指項目管理者圍繞目標工期要求編制計劃，付諸實施且在此過程中經常檢查計劃的實際執行情況，分析進度偏差原因并在此基礎上，不斷調整，修改計劃直至工程竣工交付使用；通過對進度影響因素實施控制及各種關系協調，綜合運用各種可行方法、措施，將項目的計劃工期控制在事先確定的目標工期范圍之內，在兼顧成本，質量控制目標的同時，努力縮短項目工期。
在現代工程項目管理中，人們已賦予進度綜合的含義，它將工程項目任務、工期、成本有機的結合起來，形成一個綜合的指標，能全面反應項目的實施情況。因此，進度控制已不僅僅是傳統意義上的工期控制，而且還將工期與工程實物、成本、勞動消耗、資源等等統一了起來。
2.1.2 項目進度計劃
項目進度計劃（Schedule）是在工作分解結構的基礎上對項目、工作做出的一系列時間計劃。進度計劃將表示工作預計在何時開始，以及實際上是何時開始的。安排這些時間計劃，主要有以下五個目的：
（1）保證項目按時獲利以補償已經發生的費用支出。
（2）協調資源，使資源在需要時可以利用。
（3）預測在不同時間上所需的資金和資源的級別，以便賦予項目以不同的優先級。
（4）滿足嚴格的完工時間約束。
項目計劃的作用主要表現在：
（1）可以確定完成項目目標所需的各項工作范圍，落實責任，制定各項工作的時間表，明確各項工作所需的人力、物力、財力并確定預算，保證項目順利的實施和目標的實現。
（2）可以確定項目實施規范，成為項目實施的依據和指南。
（3）可以確立項目組各成員及工作的責任范圍和地位以及相應的職權，以便按要求去指導和控制項目的工作，減少風險。
（4）可以促進項目組成員及項目委托人和管理部門之間的交流與溝通，增加客戶滿意度，并使項目各工作協調一致，并在協調關系中了解哪些是關鍵因素。
（5）可以使項目組成員明確自己的奮斗目標，實現目標的方法、途徑及期限，并確保以時間、成本及其他資源需求的最小化實現項目目標。
（6）可作為進行分析、協商及記錄項目范圍變化的基礎，也是約定時間、人員和經費的基礎。這樣就為項目的跟蹤控制過程提供了一條基線，可以衡量進度、計算各種偏差及決定預防或整改措施，便于對變化進行管理。
進度計劃制定（Schedule Development）就是根據項目的活動定義、活動排序以及活動持續時間估算的結果和所需要的資源所進行的進度計劃編制的工作，其主要任務是要確定個項目活動的起始和完成日期、具體的實施方案和措施。進度計劃的編制一般包含以下幾個步驟，如圖2-1所示。以下全為圖片格式，轉載本文請注明轉載地址，本文由中國學術論文的代寫碩士論文部原創發布，請大家觀看以下圖片格式的文字：
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