MS Project软件在舰船设计中的应用初探

崔 腾

（中国船舶及海洋工程设计研究院 上海 200011）

1 开展舰船设计过程精细计划管理的必要性

1.1 舰船设计的流程及特点

与大部分工程项目一样，舰船装备的完整研制流程大致包括立项论证、方案设计、深化方案设计（必要时）、技术设计、施工设计、生产设计、施工建造、试验试航、交付后的专项试验和设计定型等阶段，其中舰船总体设计研究所主要负责舰船装备生产设计之前的设计研究工作。

舰船装备是一个复杂的庞大系统，涉及总体布置、流体动力和静力性能、船体结构、甲板机械设备、推进及动力保障系统、电力系统、消防损管等安全保障系统、空调冷藏通风、给排水、防污染等船舶辅助系统、观通导航操纵控制等航行保障系统以及完成特定功能使命的任务系统，涵盖的专业面非常宽，各种参数、性能、系统、设备之间彼此关联又相互制约。

舰船装备各阶段的设计工作就是反复权衡其主要功能和次要功能的要求及其实现代价，使各参数、性能、系统、设备之间的相互关系达到最佳平衡，最终实现舰船装备的整体最优化［1］。因此，舰船装备设计必然是一个反复迭代修正、逐步近似与螺旋上升的过程，如图1所示。

图1 舰船装备设计基本流程

1.2 当前舰船设计项目管理存在的主要问题

当前，舰船装备设计主要是由包含船、机、电等各个专业的项目团队协同完成，团队成员基本了解各自承担的设计任务以及与相关专业之间的关联。

整个项目进展主要根据经验进行规划和管理:

首先由各专业开列设计图样文件清单及工作安排表，项目负责人或项目管理根据项目整体计划要求确定关键节点，并对项目中每一项任务的完成情况进行跟踪和监督，发现问题及时调整执行计划。这一项目管理模式对于成熟舰船装备的设计（且项目管理和团队成员具有较丰富的舰船设计实践经验的情况）基本上是合适的。但是不可否认，经验管理模式过于粗略，而且随着舰船装备技术复杂程度越来越高、船东要求变化等不可知因素越来越多，以及舰船设计人员日趋年轻化，目前仅依据经验进行项目管理将逐渐难以适应对舰船装备设计项目的进度、资源、质量控制的高要求。

目前，舰船设计项目管理的主要问题包括以下三个方面:

（1）在经验模式下，项目负责人和项目管理主要制定项目执行的关键节点，对项目每一任务之间的技术和进度衔接关系没有给出详尽明确的计划；团队内的专业设计人员仅负责排定专业内的设计任务及其衔接关系。虽然有经验的专业设计人员基本了解跨专业的技术接口关系，但并不负责跨专业进度接口协调，因此，极易导致项目总体计划制定不合理而无法执行，或者必须加大资源投入才能完成。

（2）由于没有界定项目中每一任务之间的技术和进度衔接关系，项目管理人员不了解项目执行过程的关键途径，导致在过程控制中要么只关注关键任务完成情况，要么基于预先设定的关键节点去监督每一项任务的执行情况，眉毛胡子一把抓，缺乏重点且效率很低，而对项目执行过程中的安全余度及风险却缺乏了解。

（3）舰船装备设计过程较长，期间经常存在船东要求变化、系统设备装船条件变化、内外协作不到位、性能指标未满足要求等不可知因素，往往会导致某项或多项任务脱期。这时需要及时判断其对整个项目执行计划的影响并进行进度、资源的动态调整，仅凭经验模式则无法完成该项任务。

综上所述，由于舰船装备本身的复杂性、设计上反复迭代螺旋上升的特点，以及受不确定因素影响较多等原因，采用基于经验的传统项目管理方法已经越来越不能适应高效运作的要求，而借助计算机辅助软件的现代管理技术来开展舰船装备设计项目的精细化管理将成为一种必然的选择。

2 MS Project软件简介

MS Project软件可以完成项目信息的编制和组织、任务分解、为任务分配资源、关键路径自动识别、项目（任务）时间和资源的统计计算、进度跟踪和监控、项目整体计划动态调整和优化、分析和报表等工作，并以图形和表格的形式来描述项目信息，清晰直观，可使项目所有参与人员对于项目的理解达成共识，协调一致地工作并完成项目［2］。

MS Project软件依据的主要项目管理理论和方法体系为［2］:

（1）任务分解结构技术

任务分解结构技术根据树形图将一个项目先分解为子项目，再逐级分解成若干个相对独立的工作单元，并确定每个工作单元任务及其从属的工作（或称之为活动），从而实现对项目灵活和有效的控制。

（2）甘特图

甘特图由美国人亨利·甘特于第一次世界大战期间所创造。他在标有时间的表格上用横道表示各项作业的起止时间和延续时间，从而表达出一项工作的全面计划安排。甘特图已成为国内外最广泛应用的项目进度计划管理方法之一。

（3）项目评审技术

项目评审技术是由美国海军特别项目办公室提出的一种项目管理技术，其主要特征是采用概率统计方法计算工期期望。

（4）关键路径法

关键路径法的基本思想是先把项目需要进行的每个任务及其工期、依赖关系列出来，根据任务的相互关系和持续时间计算每条路径上总的持续时间，其中持续时间最长的路径即为关键路径，而串成关键路径的任务为关键任务。如要缩短整个项目的工期，就必须将注意力集中到那些关键任务上。关键路径法是项目时间管理中最重要的方法。MS Project所提供的甘特图，可直接显示项目的关键路径。

由上述对MS Project软件功能的简单介绍可以看出，该软件应用于舰船装备设计的项目管理时，能较好地解决传统经验项目管理模式存在的不足，对于提升舰船装备设计项目的管理效能有所助益。

3 MS Project在舰船装备方案设计中的应用实例

如前所述，舰船装备十分复杂，其技术设计阶段需要完成的设计任务往往就有数百项，施工设计阶段更可能达到成千上万项，完整地构建舰船装备技术设计、施工设计阶段的MS Project项目管理计划工作量十分巨大。限于篇幅，本文仅以舰船装备方案设计阶段船、机、电专业的主要设计任务为对象，构建MS Project项目管理计划。

应用MS Project软件创建项目管理计划非常方便，其基本过程主要包括定义项目、定义常规工作时间、创建任务列表、确定任务工期、确定任务衔接关系、给每项任务分配资源等，其重点在于任务分解和赋予任务各项属性，相当于一个建模过程。上述工作完成后，MS Project将自动给出项目甘特图、网络图、关键路径和任务等信息。

作为示例，方案设计阶段船、机、电专业的主要设计任务及每项任务的紧前、紧后任务、预期工期、分配资源如表1所示，相应的甘特图如图2所示。关键任务则由网络图或者关键任务报表给出，本例中包括线型图、总布置图、质量质心估算、完整稳性计算、不沉性和破损稳性计算、耐波性估算、总体说明书、结构规范计算、典型横剖面图、结构质量质心估算。

表1 舰船装备方案设计阶段船机电专业主要设计任务示例

图2 舰船装备船机电专业方案设计甘特图示例

通过表1和图2，项目组整体成员可以十分清晰地了解项目的总体计划以及每项任务与其他任务的相互关系及完成时间，如项目的起始时间为4月10日，完成时间为5月23日；完整稳性计算的完成人员为Z2，其前置任务为线型图、舱容计算、续航力与自给力计算、受风面积计算和质量质心估算，起始时间为5月11日，完成时间为5月15日。项目管理人员则可以将更多的精力投入到对关键任务完成情况的监控，同时掌握其他非关键任务存在的安全余度，如受风面积计算有5个工作日的余度，续航力与自给力计算有1个工作日的余度等。

当某项任务脱期，通过修改该项任务工期，MS Project可以十分方便地给出项目的调整计划，并重新给出关键任务。如:当机械设备估算书延期2天完成，相应项目的完成时间将延至5月24日，其甘特图将如图3所示，关键任务则变更为线型图、总布置图、舱容计算、续航力与自给力计算、质量质心估算、完整稳性计算、不沉性和破损稳性计算、耐波性估算、总体说明书、电力负荷估算、机械设备估算以及轮机电力负荷估算。

图3 舰船装备船机电专业方案设计计划调整甘特图示例

如项目的总体计划不能调整，也可以方便地通过调整资源配置来满足项目总体计划的要求。在本例中，假定可以由设计人员L1和L2共同完成机械设备估算书，则仍可在5月23日完成整个项目，如图4所示。

图4 舰船装备船机电专业方案设计资源调整甘特图示例

以上仅对MS Project软件的基本功能在舰船装备方案设计项目管理上的应用进行初步尝试。事实上，该软件在基于成本-进度的项目策划方案优化、进度跟踪控制、资源使用统计分析等方面同样具有突出优点，应用于舰船装备设计项目管理将会获得更大的收益［3］。

4 结 论

应用现代管理技术和计算机技术提高舰船装备设计项目的管理效能是必然趋势，其中MS Project软件可以非常方便且清晰直观地执行任务分解、甘特图和网络图绘制、关键路径识别、资源配置优化，并具有过程监控和强大的统计分析报表功能。

本文应用MS Project软件建立了舰船装备船机电方案设计项目管理的初步模型，给出了设计过程的甘特图，并运用该模型就任务脱期、资源调配等因素对项目整体计划的影响及其调整进行分析和快速重构，证明在舰船装备设计中灵活运用MS Project等软件能改善传统经验管理模式的不足，提高管理效率，有利于舰船装备设计项目的精细化管理。

［1］中国船舶工业总公司.船舶设计实用手册（总体分册）［M］.北京:国防工业出版社，1998:521-522.

［2］褚晓虹.施工企业运用MS Project进行工程项目管理初探［J］.科技广场，2010（3）:251-252.

［3］蒋磊，陆金铭，姚寿广.仿真技术在舰船设计研究中的应用［J］.船舶，2006（3）:41-43.