CN110322102A - 一种统筹法各类项目组织计划工期资源动态评审方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种各类项目组织管理与目标控制计划，不同资源需求峰值所对应不同工期的、资源优化方法，该方法包括如下步骤：（1）依据项目组织管理与目标控制计划中、各项工作最早可能开始的时间，绘制其甘特图或形象进度横道图，并进行资源需求动态表的统计；（2）由资源需求动态表、分别从左到右与从右到左寻找资源需求最多时段，并对该时段内的工作、按对工期影响程度的大小和相对重要程度进行排序，对工期影响大和相对重要的排前；（3）将排在最后的一项工作、优化到该时段以后进行；按以上方法进行优化，并分别比较每次工期延长前、优化过程中资源需求最多时段的资源需要量，确定不同资源需求最多时段的资源需要量和对应的工期。

Description

一种统筹法各类项目组织计划工期资源动态评审方法
技术领域
本发明属于统筹法技术领域，是统筹法项目或任务组织管理与目标控制技术的主要组成部分之一，具体地说，是一种供决策者评审选择的项目或任务组织管理与目标控制计划，不同资源需求最多时段的资源需求量，所对应的不同工期的资源优化方法。
背景技术
上个世纪五十年代初，为了适用生产的发展和关系复杂的科学研究、及技术开发工作组织管理上的需要，世界上各先进工业国都先后进行了计划管理新技术的研究，其中美国首先研究成功CPM(关键线路法)和PERT(计划评审技术)，由于这类方法建立在工作关系网络模型的基础上，把计划的制定、协调、优化和控制有机地结合起来，所以在国外称之为网络计划技术。
美国于1956年发明的PERT(计划评审技术)，当时被应用于编制北极星导弹的研制计划，协调了三千多家企业，使计划按预定时间提前两年完成；以后又被应用于耗资四百多亿美元、动员人力四十多万的阿波罗航天计划的管理与控制，取得良好效果。
据前苏联政府统计，应用网络计划技术的建筑安装企业，工期可以缩短20％，工程成本可以降低10％左右。
1978年3月，美国土木工程协会会刊评论说，这种方法是目前仅有的计划管理新方法，并且在可以预见的将来，不会出现一种新的方法来替代它，因此，我们应该享有它、使用它、改进它。
目前，世界上各先进工业国，如美、俄、英、日、法、德等，都在推广应用网络计划技术。
我国著名数学家华罗庚教授，从我国的国情出发，在吸收国外网络计划技术理论的基础上，建立了“统筹法”科学体系，并从上个世纪六十年代初开始，在生产实践中推广应用，取得了巨大的经济效益。
由于网络计划技术存在以下诸多缺陷和不足，影响并制约着网络计划技术的推行、推广、普及应用：
(1)建立项目或任务组织管理与目标控制计划网络模型规则的制约、和平面网络模型表达方式的制约，使绝大多数项目或任务组织管理与目标控制者无法完成，特别是较大或较复杂的项目；
(2)不利于计算机技术应用的制约，该类技术的应用依赖于计算机技术的支持，网络模型的建立、修改、时间参数的计算、工期目标的优化控制与资源目标的优化控制等，仅靠人力是难以完成的；
(3)应用范围的制约，CPM只适用于肯定型项目或任务直接分解为一系列具体工作的组织管理与目标控制；PERT只适用于非肯定型项目或任务里程碑目标的评审；而随着科学技术的全面快速发展，不但绝大多数项目或任务具有混合型的特征，而且组织方法也具有混合型的特征；
(4)缺乏必要的功能技术，主要功能技术仅有：工期-成本优化技术；工期不变，资源需求均衡优化技术；资源有限，工期最短优化技术；和非肯定型项目或任务里程碑目标评审技术；
(5)主要功能技术都存在明显的缺陷和不足，如：
1)工期-成本优化技术：需分别对每一条由关键工作组成的线路进行时间参数计算后，才能判断出关键线路，需计算出每一项关键工作的费率，才能进行工期-成本的优化，这在现实工作中是很困难的，甚至是无法完成的；
2)工期不变，资源均衡优化技术：其优化方法没考虑非关键工作在局部(或机动)时差范围内的资源需求动态情况，明显不合理；
3)资源有限，工期最短的优化技术：将优化时段前开始的工作排在最重要的首位，没考虑优化时段前开始的非关键工作的优化对工期的影响大小；
4)非肯定型项目或任务里程碑目标的评审技术，没考虑非关键里程碑目标间隔时间Lagi-j对估计方差的影响等。
网络计划技术属于统筹法，是统筹法的应用技术之一；可以说网络计划技术是统筹法，反之则不然。
项目或任务组织管理与目标控制计划资源与工期动态评审方法，是统筹法项目或任务组织管理与目标控制技术的、不同资源需求峰值所对应工期的资源优化评审方法，体现的是华罗庚教授所指出的：应用统筹法，向关键工作要时间，向非关键工作要效益。
传统网络计划技术中没有项目或任务组织管理与目标控制计划的资源与工期动态优化评审方法。
项目或任务组织管理与目标控制计划，不同资源需求峰值所对应不同工期，是决策者根据资源条件和工期要求进行评审、选择的依据之一。
发明内容
本发明依据项目或任务组织管理与目标控制计划、和其甘特图或形象进度横道图、及资源需求动态表，由资源需求动态表、分别采用从左到右与从右到左寻找资源需求最多时段，作为优化时段；对该时段内的工作、按对工期影响程度的大小和相对重要程度进行排序，对工期影响大和相对重要的工作排前，而后将排在最后的一项工作优化到该时段以后进行；按以上方法进行优化，每次项目或任务组织管理与目标控制计划工期延长前，优化过程中相对最少的资源需求最多时段的资源需求量，即为项目或任务组织管理与目标控制计划工期延长前工期所对应的资源需求峰值。
本发明将项目或任务按组织管理与目标控制要求，所分解的工作分为肯定型工作与非肯定型工作两种类型：
(1)肯定型工作：完成工作所需要的时间ti是肯定的；
(2)非肯定型工作：完成工作所需的时间是非肯定的，需采用三点估计法进行完成工作时间的估计： at、mt、bt，Dt＝(at+4mt+bt)÷6，σt 2＝[(bt-at)÷6]2
at-乐观的完成工作时间；
mt-可能的完成工作时间；
bt-悲观的完成工作时间；
Dt-估计完成工作时间的加权平均值；
σt 2-完成工作时间的估计偏差。
本发明按项目所分解工作的类型，将项目分为肯定型、非肯定型和混合型三种类型：
(1)肯定型项目：按组织管理与目标控制要求，所分解的工作都是肯定型的工作；
(2)非肯定型项目：按组织管理与目标控制要求，所分解的工作都是非肯定型的工作；
(3)混合型项目：按组织管理与目标控制要求，所分解的工作既有肯定型的工作，又有非肯定型的工作。
本发明项目按组织管理与目标控制要求，所分解工作之间的组织方式与组织方法，有以下七种：
项目按组织管理与目标控制要求，所分解的工作之间的组织方式与组织方法，以i工作与j工作为例， i工作为j工作的紧前工作，或j工作为i工作的紧后工作，i工作与j工作之间的组织方式与组织方法：
(1)FYS(LT)：i工作结束LT天，j工作开始；
(2)STS(LTi)：i工作开始LTi天，j工作开始；
(3)FTF(LTj)：i工作结束LTj天，j工作结束；
(4)STF(LTi，LTj)：i工作开始LTi天、再用LTj天，j工作结束，即j工作要在i工作开始LTi天后，用LTj天结束；
(5)STS与FTF(LTi，LTj)：i工作开始LTi天、j工作开始，i工作结束LTj天、j工作结束；
(6)STS与STF(LTi，LTi’，LTj)：i工作开始LTi天、j工作开始，i工作开始LTi‘天、再用LTj天， j工作结束，即j工作要在i工作开始LTi’天后，用LTj天结束；
(7)FTS与STF(LT，LTi，LTj)：i工作结束LT天、j工作开始，i工作开始LTi天、再用LTj天， j工作结束，即j工作要在i工作开始LTi天后，用LTj天结束。
本发明将工作之间的组织管理与目标控制方式分为肯定型与非肯定型两种类型：
(1)肯定型组织管理与目标控制方式：搭接关系与搭接时距都是肯定的组织管理与目标控制方式；
(2)非肯定型组织管理与目标控制方式：搭接关系是肯定的；但搭接时距是非肯定的，需采用三点估计法进行搭接时距的估计：
a.LTa、LTm、LTb，DLT＝(LTa+4LTm+LTb)÷6，σLT 2＝[(LTb-LTa)÷6]2
b.LTia、LTim、LTib，DiLT＝(LTia+4LTim+LTib)÷6，σiLT 2＝[(LTib-LTia)÷6]2
c.LTja、LTjm、LTjb，DjLT＝(LTja+4LTjm+LTjb)÷6，σjLT 2＝[(LTjb-LTja)÷6]2
d.LTi＇a、LTi＇m、LTi＇b，Di＇LT＝(LTi＇a+4LTi＇m+LTi＇b)÷6，σi＇LT 2＝[(LTi＇b-LTi＇a)÷6]2
本发明按项目组织管理与目标控制方式与方法的不同，将项目组织管理与目标控制方式与方法分为肯定型、非肯定型与混合型三种类型：
(1)肯定型项目组织管理与目标控制方式：项目所分解工作之间的组织管理与目标控制方式，都是肯定型的组织管理与目标控制方式；
(2)非肯定型项目组织管理与目标控制方式：项目所分解工作之间的组织管理与目标控制方式，都是非肯定型的组织管理与目标控制方式；
(3)混合型项目组织管理与目标控制方式：项目所分解工作之间的组织管理与目标控制方式，既有肯定型的，也有非肯定型的组织管理与目标控制方式。
本发明项目组织管理与目标控制计划分为三类：
(1)肯定型项目组织管理与目标控制计划：肯定型项目，采用肯定型组织管理与目标控制方式与方法的项目组织管理与目标控制计划；
(2)非肯定型项目组织管理与目标控制计划，包括以下三种：
1)肯定型项目，采用非肯定型组织管理与目标控制方式的项目组织管理与目标控制计划；
2)非肯定型项目，采用肯定型组织管理与目标控制方式的项目组织管理与目标控制计划；
3)非肯定型项目，采用非肯定型组织管理与目标控制方式的项目组织管理与目标控制计划；
(3)混和型项目组织管理与目标控制计划，包括以下五种：
1)混和型项目，采用肯定型组织管理与目标控制方式的项目组织管理与目标控制计划；
2)混合型项目，采用非肯定型组织管理与目标控制方式的项目组织管理与目标控制计划；
3)混合型项目，采用混合型组织管理与目标控制方式的项目组织管理与目标控制计划；
4)非肯定型项目，采用混合型组织管理与目标控制方式的项目组织管理与目标控制计划；
5)肯定型项目，采用混合型组织管理与目标控制方式的项目组织管理与目标控制计划。
本发明按组织管理与目标控制要求制定的、项目组织管理与目标控制计划如下表所示：
其中：
A.肯定型工作：
at＝mt＝bt＝Dt＝t；σt 2＝0；
B.肯定型搭接时距：
a.LTa＝LTm＝LTb＝DLT＝LT，σLT 2＝0；
b.LTia＝LTim＝LTib＝DiLT＝LTi，σiLT 2＝0；
c.LTja＝LTjm＝LTjb＝DjLT＝LTj，σjLT 2＝0；
d.LTi＇a＝LTi＇m＝LTi＇b＝Di＇LT＝LTi＇，σi＇LT 2＝0。
依据以上项目组织管理与目标控制计划方案，经过以下步骤，完成项目组织管理与目标控制计划的制定：
(1)进行工作之间组织逻辑关系的转化，如将项目组织管理与目标控制计划制定者确定的：B工作的紧前工作为A工作，转化为A工作的紧后工作为B工作；或A工作的紧后工作为B工作，转化为B工作的紧前工作为A工作；
(2)进行组织逻辑关系整理
(3)工作组织逻辑关系缺陷的检查与补充：主要工作一览表中各项工作，除ST外，必须确定有紧前工作，包括FIN；除FIN外，必须确定有紧后工作，包括ST；不是任何工作的紧前工作的工作，为FIN 的紧前工作；不是任何工作的紧后工作的工作，为ST的紧后工作；没有确定紧前工作或(和)没有确定紧后工作的工作，即为存在组织缺陷的工作，应按组织逻辑关系，补充其紧前工作或(和)紧后工作；
(4)主要工作一览表中工作组织顺序的排序：由ST开始依次为：以ST为紧前工作的工作；以已排序的工作为紧前工作的工作；……；直至FIN；由FIN开始依次为：以FIN为紧后工作的工作；以已排序的工作为紧后工作的工作；……；直至ST；
(5)工作组织逻辑关系缺陷与错误的检查与修改：按紧前组织顺序与紧后组织顺序排序过程中，未能完成排序的工作，即为存在组织逻辑关系缺陷或错误的工作，应按组织逻辑关系进行补充或修改。
本发明项目组织管理与目标控制计划的时间参数计算方法如下：
(1)工作最早可能开始的时间
(2)工作最早可能结束的时间
(3)工作之间的间隔时间
(4)工作的机动(局部)时差：FFi＝min(Lagi-j)；
(5)工作的总时差：TFi＝min(TFj+Lagi-j)；
(6)工作最迟必须开始的时间：LSi＝ESi+TFi；
(7)工作最迟必须结束的时间：LFi＝EFi+TFi；
本发明项目组织管理与目标控制计划的估计方差计算方法如下：
本发明在项目组织管理与目标控制计划时间参数计算完成后，按各项主要工作完成时间估计偏差对紧后工作实施过程的影响，进行偏差σ2的调整后，进行其估计方差的计算。
对于非连续完成的工作(即间断式工作)，要进行完成工作时间估计偏差的调整；
各项主要工作估计工作完成时间偏差的调整方法：
注：
(1)*σi 2—为调整后的σi 2；
(2)σi 2—为主要工作i的估计完成时间偏差的方差：σi 2＝[(bit-ait)÷6]2，其中：
1)bit—为主要工作i的估计完成时间的悲观(最长)值；
2)ait—为主要工作i的估计完成时间的乐观(最短)值；
(3)Dit—为主要工作i的估计完成时间的加权平均值：Dit＝(ait+4mit+bit)÷6，
其中：
1)mit—为主要工作i的估计完成时间的最可能(时间)值；
(4)Dit’—为主要工作i的估计完成时间的限值，
由正态分布参数当λi≥3.5时，P(Dit’)≈100％，所以
在项目组织管理与目标控制计划中，主要工作完成时间的估计偏差，对紧后工作的影响，要考虑实际搭接时距的影响，即按搭接时距调整对紧后工作的影响；
主要工作之间搭接时距估计方差，对紧后工作影响值υ2 j(LT)的计算方法，由下表所示：
在项目组织管理计划中，各项“工作”组织安排(搭接时距)估计方差(υ 2 j(LT)取以下计算结果的最大值)
工作在组织管理与目标控制计划中的估计方差，对紧后工作的影响，要考虑工作之间间隔时间(Lagi-j) 的影响因素，如下表：
各项主要工作累计估计完成时间偏差值方差υ2 j(t)的计算方法：
注：
(1)EFi’——为主要工作i因估计工作完成时间估计偏差影响，最迟能够完成的时间，由正态分布参数 λi≥3.5时、P(iEF’)≈100％，所以
(2)在项目组织管理与目标控制计划中，各项主要工作估计完成时间偏差的方差由两部分组成：即υ2 j(t) (不包括*σj 2)和*σj 2；υ2 i(t)也包含两部分，即υ2 i(t)和*σi 2对于j“工作”的影响；υ2 j(t)(不包括*σj 2)-为j 工作开始时间的估计方差；υ2 i(t)(不包括*σi 2)-为i工作开始时间的估计方差。
本发明由项目组织管理与目标控制计划表的表一与表二计算ESi、EFi、υi 2；由表一与表三计算Lagi-j、并确定FFi，然后计算TFi、LSi、LFi。
优化评审方法：
(1)按项目组织管理与目标控制计划中、各项工作最早可能开始的时间ESi，绘制其甘特图或形象进度图，并统计其资源需要动态表；
(2)由资源需求动态表，分别从左到右与从右到左、寻找资源需求最多时段，作为优化时段；并对该时段内的工作按以下方法进行排序后，将排在最后的工作、优化(或右移)到该时段以后进行；然后按以上方法继续进行优化；
(3)优化至第一次项目组织管理与目标控制计划工期被延长：工期被延长前、优化过程中相对最少的资源需要最多时段的资源需要量，即为项目组织管理与目标控制计划工期没被延长前的工期所对应的资源需要最多时段的资源需要量；然后按以上优化方法继续进行优化，优化至第二次项目组织管理与目标控制计划工期被延长：工期被延长前、优化过程中相对最少的资源需要最多时段的资源需要量，即为项目组织管理与目标控制计划第二次工期没被延长前的工期所对应的资源需要最多时段的资源需要量；然后按以上优化方法继续进行优化；分别确定出项目组织管理与目标控制计划，不同资源需要最多时段的资源需要量所对应的工期，作为评审的依据之一。
优化时段内工作的排序方法：
(1)TFi—Δt小的；
(2)TFi—Δt相同的，FFi大的；
(3)FFi也相同的，ti长的；
(4)ti也相同的，ri多的；
(5)ri也相同的，ESi早的；
(6)ESi也相同的，υi 2大的；
(7)υi 2也相同的，σi 2大的；
(8)σi 2也相同的，在项目组织管理与目标控制计划中排序在前的；
注：Δt—工作优化(或右移)的时间。
每优化一步，以优化后工作的开始时间作为其最早可能开始的时间(ESi)，重新进行时间参数的计算、重新绘制其甘特图或形象进度图，并统计资源需要动态表，然后继续按以上方法进行优化。
搭接关系为STS、FTF、STF、STS与FTF、STS与STF的工作，在优化过程中按一项工作进行优化。

Claims (10)

1.一种统筹法各类项目组织计划工期资源动态评审方法，其特征在于：实现了一种各类项目或任务组织管理与目标控制计划，不同资源需要限量与工期动态评审的完整方案，通过以下步骤实现：
步骤（1）依据项目或任务组织管理与目标控制计划，按各项工作最早可能开始的时间绘制其甘特图或形象进度横道图；
步骤（2）依据项目或任务组织管理与目标控制计划的甘特图或形象进度横道图，统计出资源需求动态表；
步骤（3）依据项目或任务组织管理与目标控制计划和其甘特图或形象进度横道图及资源需求动态表，由资源需求动态表寻找资源需要最多时段、作为优化时段，并对该时段内的工作、按对工期的影响程度和相对重要程度进行排序，对工期影响程度大和相对重要的工作排前，将排在最后的一项工作优化到该时段以后进行；
步骤（4）每优化一步，将优化后工作的开始时间作为最早可能开始的时间，重新进行项目或任务组织管理与目标控制计划时间参数的计算，重新绘制甘特图或形象进度横道图，并重新进行资源需求动态表的统计，而后按以上方法继续进行优化；由此获得不同资源需要限量与工期动态评审的依据。
2.根据权利要求1所述一种统筹法各类项目组织计划工期资源动态评审方法，其特征在于，所述步骤（3）由资源需求动态表寻找资源需要最多时段；采用由资源需求动态表、从左到右寻找资源需要最多时段与由资源需求动态表、从右到左寻找资源需要最多时段，两种方法进行优化；而后对：
（1）优化结果的资源需求最多时段的资源需求量与工期；
（2）工期实现的估计方差；
（3）衡量组织管理与目标控制计划均衡性或资源消耗均衡性指标：
a资源需求量不均衡系数K=高峰日资源需要量÷每天平均资源需要量K=Rmax÷Rmin；
b资源需要量极差△R=每天计划需要量与每天平均需要量之差的最大值△R=max[|R(t)-Rm|]；
c资源需要量均方差σ2=每天计划需要量与每天平均需要量之差的平方和的平均值=；
进行比较后，选择最优优化方案。
3.根据权利要求1所述一种统筹法各类项目组织计划工期资源动态评审方法，其特征在于：所述步骤（4），优化至项目或任务组织管理与目标控制计划、第一次工期被延长，则比较工期被延长前各步的优化结果，其中相对最少的资源需求最多时段的资源需求量，即为原项目或任务组织管理与目标控制计划工期、所对应的资源需求最多时段的资源需求量。
4.根据权利要求1所述一种统筹法各类项目组织计划工期资源动态评审方法，其特征在于：所述步骤（4），优化至项目或任务组织管理与目标控制计划、第二次工期被延长，则比较工期第二次被延长前各步的优化结果，其中相对最少的资源需求最多时段的资源需求量，即为原项目或任务组织管理与目标控制计划、第一次延长后的工期、所对应的资源需求最多时段的资源需求量。
5.根据权利要求1所述一种统筹法各类项目组织计划工期资源动态评审方法，其特征在于：所述步骤（4），同样，优化至项目或任务组织管理与目标控制计划、第三次工期被延长，则再比较工期第三次被延长前各步的优化结果，其中相对最少的资源需求最多时段的资源需求量，即为项目或任务组织管理与目标控制计划、第二次延长后的工期、所对应的资源需求最多时段的资源需求量；
按以上方法优化至满足不同资源需求峰值所对应工期的动态评审要求为止。
6.根据权利要求1所述一种统筹法各类项目组织计划工期资源动态评审方法，其特征在于：所述步骤（2），是选择一种需要优化的主要资源（对于不需要这种资源的工作，其资源需要量设为零），统计出资源需求动态表，并进行资源目标的优化。
7.根据权利要求1所述.一种统筹各类项目组织计划工期资源动态评审方法，其特征在于，所述各类项目组织管理与目标控制计划：
（1）依据项目或任务所分解工作的类型，项目或任务分为肯定型、非肯定型和混合型三种；
（2）依据项目或任务所分解工作之间搭接时距的类型，项目或任务组织方法分为肯定型、非肯定型和混合型三种。
8.根据权利要求1所述.一种统筹法各类项目组织计划工期资源动态评审方法，其特征在于，所述各类项目组织组织管理与目标控制计划，包括：
（1）肯定型项目，采用肯定型组织方法制定的项目组织管理与目标控制计划；
（2）肯定型项目，采用非肯定型组织方法制定的项目组织管理与目标控制计划；
（3）肯定型项目，采用混合定型组织方法制定的项目组织管理与目标控制计划；
（4）非肯定型项目，采用肯定型组织方法制定的项目组织管理与目标控制计划；
（5）非肯定型项目，采用非肯定型组织方法制定的项目组织管理与目标控制计划；
（6）非肯定型项目，采用混合定型组织方法制定的项目组织管理与目标控制计划；
（7）混合型项目，采用肯定型组织方法制定的项目组织管理与目标控制计划；
（8）混合型项目，采用非肯定型组织方法制定的项目组织管理与目标控制计划；
（9）混合型项目，采用混合型组织方法制定的项目组织管理与目标控制计划。
9.根据权利要求1所述一种统筹法各类项目组织计划工期资源动态评审方法，其特征在于：
（1）用以紧前组织逻辑关系表达的项目组织管理与目标控制计划，计算ESi、EFi和υi 2；
（2）用以紧后组织逻辑关系表达的项目组织管理与目标控制计划，计算Lagi-j后、确定FFi，然后计算TFi、LSi和LFi。
10.根据权利要求1所述一种统筹法各类项目组织计划工期资源动态评审方法，其特征在于：对于按工艺要求采用STS（LTi）、FTF（LTj）、STF（LTi，LTj）、STS与FTF（LTi，LTj）、STS与STF（LTi，LTi’，LTj）、FTS与STF（LT，LTi，LTj）之一组织方式的工作，作为一项工作进行优化。
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