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最后计划者系及关键链项目管理比较.doc

1、最后计划者系统与关键链项目管理比较韩美贵1,2,孙超1(1. 南京农业大学 工学院,南京 210031;2. 河海大学 工程管理研究所,南京 210098)摘 要 最后计划者系统(LPS)和关键链项目管理(CCPM),是项目管理与计划控制的两种新方法。在介绍两种方法基础上,通过系统性比较,揭示两者在理论基础、计划方式、改善目标、心理处置、衡量指标、经验习得、演化特性、适用范围等方面的异同性,明晰各自优劣势,为进一步探索两者协同乃至融合集成奠定基础。关键词 精益建造; 最后计划者系统; 关键链项目管理; 比较 Comparison between Last Planner System and

2、Critical Chain Project ManagementHAN Mei-gui 1,2 SUN Chao 1 (1. College of Engineering, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210031, China; 2. Institute of Engineering Management, Hohai University, Nanjing 210098, China)Abstract Last Planner System (LPS) and Critical Chain Project Management (CC

3、PM) are two new methods of project management and planning control. On the basis of introductions of the two methods, this paper reveals similarities and differences between them by systematic comparison, such as theoretical foundation, planning mode, improvement objective, psycho-social treatment,

4、measure index, learning acquisition, evolutionary feature, applied scope, as well as advantages and disadvantages, to further explore the synergies between the two integrated basis. All of these lay the foundation for further exploring the synergies and even a smooth integration of the two together.

5、Keywords lean construction; Last Planner System; Critical Chain Project Management; comparison1 引 言最后计划者系统(Last Planner System, 简记LPS)和关键链项目管理(Critical Chain Project Management,简记CCPM),是工程建设过程管理与控制的两种新方法。国外两者均已应用于实际工程管理中,前者已经迅速推广,后者也开始明显扩散1。国内有关前者的介绍还不多,实际工程的应用鲜见报道,有关后者的理论探讨已较为深入,工程应用也逐渐增多。鉴于两种方法主要是

6、围绕建筑管理环境下的项目管理进度计划与控制而展开,有着共同目标,但两者在多个方面存在差异。为此,本文在介绍两种方法的基础上,通过系统性比较,揭示两者的异同性,明晰各自优劣势,为探索两者协同乃至融合集成奠定基础。2 LPS与CCPM介绍2.1 LPS1993年由美国加州大学伯克利分校学者Glenn Ballard提出的LPS,是一种新型的项目计划与控制的“操作系统”,也是实现精益建造的重要管理手段。通过“拉式”工作流程设计和多级交互式动态计划与控制,确保所计划的任务在开始实施前,其必要的前提条件都已具备,减少和降低工程活动的不确定性,进而可以完全按照计划未被干扰地来执行2,从而有效保障计划的可靠

7、性,形成稳定可靠的工作流和高生产效率,在 收稿日期: 2012-01-资助项目:中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(KYZ201173); 住房与城乡建设部软科学研究 (2011-R-17); 江苏省农机基金 (GXS10011); 南京农业大学人文社会科学研究基金(SK2011022).作者简介: 韩美贵(1969- ), 男, 副教授,博士研究生,研究方向: 工程项目管理及精益建造, Email: ;孙超(1989- ), 男,硕士研究生, 研究方向:供应链管理.动态多变的工程实施环境中能够确保项目正常交付。LPS是一种管理哲学、规则和程序的综合集成系统,良好的操作性使得其能够直接应用

8、于工程管理实践中3。2.1.1 LPS组成要素LPS是一个通过完成相应准备工作而努力减少计划不确定性的管理控制系统,具有宏观决策和微观运作相结合的特点。在系统流程设计中,依据项目实施不同阶段,由组织中不同层次和职能的人来编制多级计划并监督相应计划执行,具体分为项目主导计划、阶段计划、前瞻计划和承诺计划,此外对计划执行情况通过计划完成百分比来衡量,并对未完成任务原因进行分析,这六大相互协调的要素构成LPS运行主体,实践中有条不紊地实施时,这些组成要素会发挥很多优势,为计划实施带来诸多益处1。(1)主导计划 (Master Scheduling)这是关注项目整体目标实现的最高层次计划,也是实施战略

9、性部署的里程碑式计划。是为了明确所有的工作包而获得一个总计划,展现整个项目的主要活动、持续时间和先后关系,并以该计划所确定的活动目标为导向,编制出包含实现这些目标途径的子计划。(2)阶段计划(Phase Scheduling)这是将主导计划划分为不同阶段,使其成为更详细的工作计划,主要是依据项目里程碑进行项目活动反向拉动式安排,为项目团队提供一个可以考虑的具体目标对象,并为不同专业组织间工作衔接提示及早准备。阶段计划是主导计划和前瞻计划之间的联系桥梁4。(3)前瞻计划(Lookahead Planning)这是生产计划执行前26周的前置准备性计划,是拉动式管理能力形成的支持性活动安排,将管理注

10、意力集中于未来预期发生的事项,并鼓励当前活动能够促成未来所期望的结果。在这个阶段,活动分解到操作性层面,识别相应约束,明确各自责任,进行任务准备工作5。(4)承诺计划/周工作计划 (Commitment Planning/Weekly Work Plan)这是LPS中显示不同专业组织之间相互关系最为详细的计划,直接驱动生产过程的实现。通过任务的最优分配和可靠承诺,促进该层面的计划可靠性,从而屏蔽上游不确定性对本生产单元的影响6。这是通过周例会为未来一周或今后几天制定生产工作任务,也称周工作计划,是项目活动参与方动态协调持续合作的具体承诺性契约。周例会帮助制定承诺计划,这既要考虑到现在正做的工作

11、也要了解要做工作的准备情况,具体涉及到下周工作安排、资源、安全、质量、施工方案和施工现场其他问题等等。项目目标信息项目主导计划逆向阶段计划前瞻计划ShouldCan反馈资源Did计划完成率(PPC)5W分析原因追溯LPS计划过程生产约束分析Will首轮研究每日碰头会周工作计划图1 LPS计划过程示意图Fig.1 A diagram of Last Planner System planning process(5)计划完成百分比(Percent Plan Completed)计划完成百分比(PPC)是对所作承诺按时兑现比例的一种测度,通过实际完成的计划活动数量与计划活动的总数量之比来计算,并

12、用百分比表示。在每个周计划期结束时,详细检查和评估所承诺的工作任务实际完成情况,以衡量计划和系统的可靠性。(6)未完成任务原因分析(analysis of reasons for non-completed tasks)该部分是关于通过持续评估,及时发现工作中存在的偏差并分析其原因,同时采取措施防止类似情况再次发生,并以从失败中学习的方式来持续改善项目计划1。LPS计划过程见图17所示。2.1.2 LPS特征LPS具有三个明显特征:其一是将计划中涉及的工作任务依据可执行程度,分为“Should-Can-Will-Did” 四种情况,使得计划窗中的不同属性工作层次明晰,做到管理重点突出;其二是通

13、过最后计划者,即项目一线直接分配任务的管理人员,参与项目的计划与决策, 由于了解项目目前真实状态, 进而能够确立最好的实施工序、作业时间和缓冲设置;其三是与传统计划相比,这种计划的特殊之处就在于最后一层计划输出的是具体任务,而不是其他计划8。LPS是计划技术和控制技术的结合, 它不仅是一个筹划未来工作的计划过程, 同时也是一个不断根据项目实施情况, 控制项目进展的过程9。2.2 CCPM1997年以色列物理学家兼企业管理大师Eliyahu Goldratt博士,将其本人提出的约束理论(TOC)引入项目管理领域, 提出了关键链项目管理方法(CCPM)10 。其核心驱动力,是希望通过更理性的方法来

14、管理不确定性,从而能够更好地预估和处理项目活动前置时间并使其更短。2.2.1 CCPM特点CCPM是针对传统的关键路径法(CPM)存在的不足,进行了全面的革新,在考虑工作活动的优先权关系约束基础上,同时考虑现实存在的资源约束,强调项目执行过程的动态管理以及管理流程的持续改进,使得资源依赖关系和作业间依赖关系在计划管理与控制中同等重要11,已有的实践表明其在项目计划、执行和持续改进方面效果明显。(1)项目计划首先,在确定项目工期时,CCPM不仅考虑优先权的依赖性,同时考虑资源约束。如图212所示,关键线路(见左图)由1-3-4活动构成,然而由于受共同资源B约束,其关键链(见右图)由1-3-2-4

15、活动组成。在这种情况下,资源约束和优先权关系共同决定计划工期。5(D)5(D)4(C)3(B)2(B)1(A)2(B)1(A)3(B)4(C)FBPB时间说明:资源:A,B,C,D FB: 接驳缓冲 PB: 项目缓冲左图:关键线路示意右图:关键链示意图2 关键线路与关键链对比示意图 Fig.2 A diagram of Critical Path versus Critical Chain 其次,CCPM提出项目缓冲、接驳缓冲的概念来支持有效的时间管理。在传统的项目活动任务安排上,对完成不确定性任务所需时间,通常要求做出预先承诺,这必然会在任务预估时间中增添安全时间,每项任务都引入这种难以得到

16、有效管理的额外时间,势必导致预估计划存在膨胀扩大趋势。而关键链揭示了这样一个事实,需要按时完成的是项目而非单个工作任务,因此通过剥离和合并多个任务的安全时间,进行集中的安全时间缓冲管理,所需时间将会大幅度减少。在CCPM中,项目缓冲保护关键链,接驳缓冲用于确保并非所有活动变成关键链上的活动。再次,在缓冲尺度设置测算中, 早期Goldratt提出的方法是将现有活动预估时间减半,将剩余时间的一半集中到组合缓冲池中,这样每个缓冲等于相关活动预估时间组合的三分之一,但这种方法过于武断,目前有很多关于缓冲设置合理方法的探讨。最后,对于多项目环境下的计划管理,CCPM倡导围绕指定资源发挥虚拟鼓作用来错开项

17、目执行,同时充分利用资源缓冲的作用。这是为了确保流动,避免因太多的开放项目, 导致过度的多任务处理而造成超期。 (2)项目执行与持续改善完成报告时间。与传统的每周或每月才完成一次财务进展报告相比,CCPM集中关注完成每项任务的最新预期时间,由于达到这种要求简单易行,实现每天报告合理可行。提供即将到来任务的可见性。鉴于计划系统不显示任务中间期,目前所进行的任务剩余工期数据,为即将到来的任务提供事先预警,这也是资源缓冲的作用。监测当前和即将到来的任务,按照优先权协调,以确保活动任务有效推进。在更为复杂的多项目环境中, 始终存在许多进行中的任务在竞争资源提供者的时间。在关键链中,这些都要依照关键链完

18、成量与项目缓冲消耗之比例来确定缓急。这样当前和即将到来的任务就能较易获得一个相对的优先权,一般用红黄绿表示优先等级。缓冲消耗每日受到项目经理监控,必要是要采取恢复补充活动。缓冲消耗显示一项任务超过了预估时间且任务管理者可能需要帮助,这需要在项目层面上采取一些行动来恢复状况。高级经理监控所有项目状况,必要时采取行动措施。在这个层面上,所有项目的优先权地位,都会受到定期监测评估,并在更高层面上讨论其计划方案的恢复调整等。监控延迟原因并提供改进重点。相关延迟原因被记录在案并重点应用于改善活动。这项功能尽管内置于早期TOC的制造业应用中, 但只是最近才得以详细说明,并以软件功能形式嵌入如Concert

19、o等其他软件中1。2.2.2 CCPM功能(1)提供一个优先权机制。不同任务或计划的优先级通过一个简单的计划缓冲余量对关键链余量的比例设置。这就使资源提供者能够确定计划内及多计划间不同任务的优先级。(2)提供一种项目缓冲消耗机制加快完成任务。降低任何活动中的缓冲消耗都很重要,然而在一个时间内实际上只会有一项活动在消耗项目缓冲。 缓冲消耗可见度的提高,提供和支持了对资源的关注,并且在活动层面上使得缓冲消耗最小化。(3)当缓冲消耗威胁到交付时应采取升级行动。在项目计划层面上,通过缓冲消耗与关键链完成之比的监测,决定是否采取活动管理升级程序,即回顾分析所作计划,增加额外资源,或可能临时性地提前重新分

20、配项目资源。(4)通过跟踪缓冲消耗原因实现持续改善的目标。随着项目不断进展,通常使用下拉菜单记录延迟原因,随后从整个项目进展情况进行分析,并进行针对性地改进12。3 LPS与CCPM的比较总的来说,LPS和CCPM均是围绕项目管理进度计划与控制而展开,共同为提高计划的可靠性、确保项目正常交付的目标服务。然而两种方法发展的不同起源,对各自的性质和范围都有独特的影响。LPS通过设计科学的计划管理方式,来解决施工团队的实际问题,是基于TFV理论面向精益建造实现的新起点;CCPM源于对CPM缺陷的改进,因此继承了很多CPM的特点。两者既有共同之处,但差异和各自优劣势明显1。(1)理论基础1992年芬兰

21、学者Lauri Koskela借鉴丰田生产方式管理理念,提出精益建造思想13,此后形成转换流动价值生成(TFV)理论14。从概念形成的理论基础来看,三者明显不同。CPM是基于转换观点。这种观点认为,工作任务作为基本分析单位,存在优先权关系之外,彼此相互独立且不考虑时间变化影响。利用CPM可以找到这些活动任务最佳顺序和时间安排。然而CPM以成本和资源的消耗为焦点,关注完成任务的成本报告,很少因活动复杂性而报告,且没有认识到工期内需要管理变化以确保任务的同步性。 CCPM是以流观点为指导。CCPM挑战CPM的理论基础,特别是其处理变化、不确定性与成本的方法。随着戴明环和精益思想发展,CCPM通过简

22、单报告完成任务的计划时间,专注于降低和管理变化性。这样简单易行循环往复的方式,能够和其他活动保持同步,必要时可通过其他参与者的积极参与以加快进程。LPS以流观点为中心。它是论述工作事实上如何及时流动在项目不同阶段,并进行相应管理。尽管LPS和CCPM均认同流观点,但关注焦点不同:CCPM主要通过集中缓冲来运作,而LPS力图消除缓冲存在的原因,即变化性,利用多种不同方法减少流动和处理过程中的变化性15,最终目标是减少生产过程的浪费。(2)计划方式两种方法在计划方式上存在不同,CCPM主要表现为集中性推动模式管理,而LPS更多的是进行分散性拉动模式管理,但两者在某种程度上都包含有推拉组合方式的思想

23、 CCPM最初力图推动主导计划的执行,是通过人力、采购等一些中间性的部门计划和更低层次的周或日计划来实现。与CPM相比,它同样以一个依赖任务的整体计划为中心,但不同的是,它不太关注单个任务时间, 并认为需要对不确定的活动工期进行动态响应,而在CPM中没有这一情形。但CCPM高度关注项目活动进展完成情况的每天报告(传统方式下常受忽视),关注每日任务完成的时间,可以及时沟通活动任务的优先权,并可以通过采取相应措施使相关活动同步以适当加快进程,这样使得它也就表现出拉动的特征,强调响应顾客或系统的需求,而不仅仅是一个事先定义的推动式计划。 LPS的计划制定过程中,起始点是现场状况。就准备工作而言,现

24、场是产生拉动的引擎和源头,为了生成不同的任务,活动的投入就被拉动了。就主导计划而言,只不过是一个资源,而不是能够直接予以实施履行的计划,且主导计划和低等级计划还是常被用来推动材料等流向现场。(3)改善目标CCPM首先是要缩短项目工期,其次是其他益处也源自那些缩短的工期。LPS是通过减少变化性,增加计划可靠性,达到提升完成工作任务的生产率, 从而进一步缩短工期。 在CCPM中,改善被认为源自对缓冲区的积极管理,而在CPM中这些缓冲区暗含在活动任务期中,这样就使得总工期膨胀扩大。CCPM通过阐释缓冲区并对它们进行战略方式的定位,遵从特定的要旨和原则加以管理,从而使得加快项目进展缩短工期成为可能。

25、LPS主要目标是减少工作任务的变化性, 即减少缓冲需求。简而言之,LPS从一开始就通过在生产控制中嵌入不同方法来达到减少变化性,尽管也涉及了一些缓冲管理方法。而CCPM是追求一个最优化的缓冲管理,很大程度上是接受变化性的存在。(4)心理处置 CCPM涉及到社会科学和行为科学,应用结构化方法讨论学生综合症、帕金森定律和多任务处理等问题,目的是为了减轻这些社会心理因素对计划效果的影响。在进一步实践中,可以在更高程度上看到可能导致的社会及心理影响。例如,工作安排计划尽可能到最晚开始,以造成紧迫感;剥离各活动工期中安全时间并缩短后,通过集中缓冲管理进行协调。因此,如Concerto等CCPM软件,随时

26、都能够访问活动完成的最新预测以及对缓冲的预期影响。这也表明无论是否是最近更新,但最后安排的活动最适时,这也表明承诺可以改变,而且必要时可通过额外其他人的前摄性参与来加速进程。 LPS通过心理的和社会的手段,旨在提高计划执行负责人的承诺。这些包括公开承诺,公开核查任务完成情况,以及对未完成任务的原因进行统计分析等。强调前置准备工作尽可能早做准备,注重一线管理人员的承诺及其履行管理。(5)衡量指标LPS主要是通过计划完成百分比(PPC),在每个周计划期结束时,对所作承诺按时兑现情况进行评估,同时通过计划影响百分比(Percent Plan Impacted,简记PPI) ,来衡量未完成任务对工作周

27、和未来一周任务的影响程度16,以衡量计划和系统的可靠性。关键链主要是通过对各活动任务缓冲大小设置比例以及计划实施中缓冲消耗百分比,来确定和评估计划管理控制效果。(6)经验习得LPS包含了持续改善的特点,通过统计来触发对每周任务未完成的根本原因进行分析。CCPM同样为突破缓冲的原因采集数据,这样常见原因能够得到统计分析确定。尽管这是最新发展的部分12,只是在早期发展中没有突出而已。(7)演化特性两种方法在实践中经过具体贯彻实施得到长足发展,并显示出趋同性。如在LPS中趋向于每日层面的计划控制,并越来越强调缓冲管理;对CCPM则增加经验习得和积累,并越来越强调前置准备工作。(8)适用范围CCPM可

28、以用于几个平行工程项目, 如一个分包商同时进行几个工地施工。这意味着一个承担几项工程的分包商, 可以通过关键链的项目缓冲区消耗比例,来考虑相对优先权并采取相应行动。LPS则集中关注于单个工程1。LPS与CCPM在不同方面的比较见表1所示。表1 面向项目管理的LPS与CCPM比较Tab.1 Comparison between LPS and CCPM oriented to project management比较内容LPSCCPM提出者1993年美国加州大学伯克利分校学者Glenn Ballard1997年以色列物理学家兼企业管理大师Eliyahu Goldratt博士针对现象仅以CPM和P

29、ERT等工具,难以在操作性层面上保障计划有效实施;非一线管理人员制定的计划存在诸多执行问题等。学生综合症、帕金森法则、多任务管理等社会心理因素引起的闲置浪费;同时针对CPM中没有考虑资源约束等影响。理论基础以TFV理论为基础,以流观点为中心。以TOC理论为基础,兼以TFV理论中流观点为指导。计划方式以拉动式为主,辅以推拉组合方式。以推动式为主,辅以推拉组合方式。改善目标减少变化性,减少缓冲需求,提高计划可靠性。接受变化性,通过缓冲管理,缩短项目工期。计划人员不同层次计划由不同职能人员参与,注重一线管理人员积极参与计划制定。注重专职计划管理人员的作用,一线管理人员在计划管理中作用不突出。管理环节

30、分阶段动态性计划:主导计划、阶段计划、前瞻计划和承诺计划,进行“Should-Can-Will-Did”工作任务分类管理。活动工期预估及压缩安全时间,进行项目缓冲、接驳缓冲、资源缓冲管理。强调重点一线管理人员注重计划任务前置准备工作。合理压缩安全时间,合理设置多种缓冲。心理处置前置准备工作尽可能早做准备,注重一线管理人员的承诺及其履行管理。工作安排计划尽可能到最晚开始,以造成紧迫感;剥离各活动工期中安全时间并缩短后集中,通过缓冲管理进行协调;承诺可以改变但必须适时跟进。衡量指标计划完成百分比(PPC)以及计划影响百分比(PPI)关键链中缓冲设置比例以及缓冲消耗百分比。经验习得为未完成的任务进行

31、原因分析,并持续改善。为突破缓冲的原因进行统计分析,并不断改进。演化特性趋向于每日层面的计划控制,并越来越强调缓冲管理。增加经验积累和知识习得,并越来越强调前置准备工作。适用范围单个工程项目单个或多个平行工程项目综上所述, 通过LPS和CCPM两种方法不同角度的比较,揭示了两者不同的要旨,同时也明晰了各自的局限性:要旨:CCPM首要考虑的是竭力缩短项目工期,降低成本和其他益处考虑在次;LPS主要力图降低工作流的变化性,从而直接提高生产率,降低成本,兼而提高质量和安全水平,降低的变化性也会间接性地压缩工期。局限性:CCPM仅限于缓冲管理,除了最近引入持续改善功能之外,没有试图减少引起缓冲与变化性

32、的原因,因此它没有涉及通过生产控制降低变化性,从而来提升生产率的潜力问题;LPS没有明晰同主导计划的联系9,就遵从主导计划而言,工程现场每时每刻情况如何得到反映是难以预估,此外主导计划层面上没有聚焦缩短进度的方法。4 结论CCPM主要是从宏观层面上对项目计划进行合理筹划,LPS注重从微观层面上确保计划的可靠性,但二者都认同建筑生产过程的流观点,只是关注的焦点不同,实质上具有互补性,依此彼此利用对方的原理方法进行适当扩展延伸成为可能。就LPS而言,在时间起关键作用的项目中,应该明确地将对关键链和剩余缓冲的关注添加到阶段计划、前瞻计划、周计划的议事日程中。至于CCPM,为了拓宽降低成本的机会,应该

33、遵循拉动式原则,以确保周或日计划所涉及的所有活动任务,在执行前其准备工作均已就绪,而不仅仅是关键性活动。此外还存在以下问题需要深入研究1:(1)LPS和CCPM都是基于流观点,是从不同层面对项目计划采取不同的控制方式,各自具有不同的优势,两者的融合集成是有着一定的基础,但其可行性和具体实现的方式方法需要深入研究。(2)鉴于LPS、CCPM和LBM(生产线平衡法)被看作当前最有前途的施工计划管理技术,能否精确界定适合每种方法的工程项目具体特性,有待进一步探讨。(3)LPS和CCPM都延续了传统的CPM的思路,抽象了任务空间位置的问题,就CCPM、LPS和LBM这些方法而言,能否综合集成为一种新方

34、法来替代CPM,也是值得深究的一个问题。参考文献1 Koskela L, Stratton R, Koskenvesa A. Last Planner and Critical Chain in Construction Management: Comparative Analysis C. Proceedings of the 18th Annual Conference of the International Group for Lean Construction, Haifa, Israel, 2010. 538-546.2 李明, 韩同银. 浅析最后计划者体系在施工生产管理中的应用J

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