侯进才,刘 洁
1.中国石油管道局工程有限公司国际事业部,河北廊坊 065000
2.中国石油集团石油职业卫生技术服务中心,河北廊坊 065000
Primavera6+Excel方案绘制香蕉曲线方法新探
侯进才1,刘 洁2
1.中国石油管道局工程有限公司国际事业部,河北廊坊 065000
2.中国石油集团石油职业卫生技术服务中心,河北廊坊 065000
针对目前绝大多数工程项目进度曲线是依靠人为估算、计划时间内平均分配工程量的情况,首先简述了工程项目进度管理中S曲线的应用现状、香蕉曲线的由来以及S曲线和香蕉曲线在进度管理中的重要性,然后从建立进度控制体系、数学模型入手,探索了以Primavera 6自动生成数据为基础,利用Excel绘制S曲线和香蕉曲线的新方法,并结合实例给出了具体操作步骤。经过实践验证,该方法准确性好,处理效率高,适用范围广,可以推广使用。
S曲线;香蕉曲线;Primavera 6;Excel;进度管理
建设工程项目进度控制系统由基准计划、进度测量系统、进度报告系统和响应机制四大块组成。整个进度管理活动遵循休哈特-戴明提出的计划(Plan)-实施(Do)-检查(Check)-纠正(Action)的PDCA循环[1],即在每个监控周期对项目执行情况进行量化测量,将测量结果与基准比较,得到项目所处状态(超前/滞后)和发展趋势,然后针对滞后部分采取纠偏措施,使其回到正常状态。如此反复,周而复始,直到项目结束,具体流程如图1所示。
在整个进度控制系统中,基准计划借助成熟的进度管理软件Micro Project和Primavera 6可以轻松实现,进度报告系统和进度控制系统主要是根据每个公司的项目管理流程制订,而进度测量系统中的权重体系一般是以工程项目合同中的价格分解为基础,再结合实际消耗的资源而确定,但是进度测量系统中的S曲线,目前的绘制方法大致分为两大类:一类是依靠进度控制工程师的经验估算来绘制,对于同一项目的同一计划,不同估算人员可能得到不同形状的S曲线,增加了进度控制工作的不确定性;另一类是在计划时间内平均分配每项工作的百分数,这与单位时间内大部分资源或完成工作量是按照正态分布规律分布的实际情况是不相符的。而且采用这两种方法绘制S曲线,当基准计划改变时,重新绘制S曲线任务量大,耗时费力。陈凯[2]是根据收集整理已完工类似项目的实际数据,绘制“香蕉”曲线,作为新建项目进度监控管理参考依据。朱永明[3]开发一套专门系统“P6+Excel集成方案”,从而实现对项目进度管理的“最专业的功能、最简单的应用”;杨振亭[4]将作业的权重,平均分配到对应的计划时间中;马民等[5]通过理论计算确定S曲线的上下限。这些方法都有各自的使用范围和优缺点。
为了提高S曲线的准确性,本人通过实践经验,建立了一套基于Primavera 6软件自动生成数据,借助Excel强大的数据处理功能绘制S曲线、香蕉曲线的方法,效果良好。
1.1 香蕉曲线功能
在应用Micro Project或Primavera 6编制的网络计划中,除了关键活动外,其他活动都有最早可能开始、完成时间和最迟必须开始、完成时间。在多数情况下,工程进度计划S曲线是以最早开始、完成时间绘制的,这样的结果就是,一方面由于过早地把资金积压在未完工程上,需要支付过多的利息支出,可能导致项目投资增加,另一方面在项目执行过程中进行进度监控时,实际进度总是呈现落后于计划进度,会给项目业主和公司领导层以项目是滞后的错误信息;类似地,如果以最晚开始、完成时间绘制计划S曲线,实际进度可能比较好看,业主和公司领导层对项目执行情况也很满意,但由于总浮时基本已经用完,再加上工程人员可能因为显示的进度超前而松懈,会增加项目延误工期的风险。由此可见,无论单独以最早、最晚时间来绘制S曲线,都不能客观、合理地反映项目执行的实际状况,为此,本文建议用最早、最晚两条S曲线组成的香蕉曲线作为监控进度的依据。它们有相同的开始时间和结束时间,中间进度不相交,形状像是“香蕉”,因此通常称为香蕉曲线。
香蕉曲线是由S曲线发展而来的,将S曲线同网络计划时间参数相结合而得到。通过香蕉曲线,能够获得比S曲线更多的信息。若实际进度曲线介于这两条曲线之间,则表明进度正常;若实际进度曲线落在最晚曲线下方,则表明进度滞后,有不能按时完工的风险,必须采取措施;若实际进度曲线落在最早曲线上方,则表明进度超前,应检查资源利用率是否合理。
利用香蕉曲线还可以直接读出偏差数值,如通过纵坐标可以看出进度超前或滞后的具体数值△S,横坐标可以得到达到同一个进度百分数点的时间差△T;此外,可以根据需要绘制不同类型的S曲线,如总体进度、设计采办施工分项进度曲线、各专业进度、各单体进度曲线等,更深入地分析、监控和追踪项目执行过程中的进度偏差情况,及时评估与调整资源,为项目管理者做决策提供参考信息,为保证在合同工期内完成合同中规定的工程项目奠定基础。
1.2 项目整体WBS结构
一般来说,权重体系是由上而下分配,进度测量结果是由下而上汇总。项目整体WBS结构如图2所示。
假定有三级WBS,则各级WBS的权重关系应该满足:
式中:第一级共有N1项,权重用Wi表示;第二级共有N2项,权重用Pij表示;第三级共有N3项,权重用Tijk表示;第四级为最低一级作业,共有N4条作业,权重用Qijkl表示。
进度测量系统由下列公式计算得到:
图2 项目整体WBS结构
式中:S%为总进度,Sn%为第n个监控周期的累计进度,N5为总的监控周期数,Rln为作业或活动l在第n个监控周期内完成的进度百分数。
1.3 S曲线数学模型
进度计算方法是进度规划工作中一个非常重要的步骤,本文采用百分数法建立项目进度测量系统的S曲线数学模型。具体来说,首先为批准的基准计划中所有作业或活动,按照其价值、难易程度、重要程度和资源消耗量赋予一个权重百分数(Qijkl),然后将每项工作总的进度看作是100%,并根据作业的具体特点,将100%合理分配到相应的计划时间内(Rln),接着按照权重百分数加权统计各个监控周期内累计百分数(Sn%),最后以累计百分数为基础数据绘制S曲线。一般来说,权重体系是由上而下分配,进度测量结果是由下而上汇总。
1.4 香蕉曲线绘制步骤
香蕉曲线的绘制方法与S曲线相同,只需根据Primavera 6中的数据分别绘制最早可能开始、最晚必须开始两条S曲线即可。S曲线的横坐标为工程进展时间,可以是天、周、月等,纵坐标可以为累计工程量、累计完成工程量的价值占合同价百分比、费用支出额、费用支出百分比、资源消耗量、消耗工日等。其作图步骤为:
(1)根据已经编制好的基准计划,确定作业条数N1、N2、N3和N4,以及监控周期数N5,给所有作业分配权重。
(2)为所有作业分别虚拟资源,并根据每条作业实际情况,选择适当的资源曲线。
(3)从Primavera 6中导出尚需最早、最晚累计数量。
(4)将第(3)步中导出的尚需累计数量换算成累计百分数,并绘制S曲线。
至此,两条最早、最晚S曲线绘制完成,两条闭合的曲线构成香蕉曲线。
2.1 基本假设
为了简化操作,假定有一个小项目仅有25条作业(作业数量的多少与绘制S曲线无关),三级WBS,工作日历为:每周工作7天,每天10小时,项目开始于2017年1月1日,具体信息如表1所示。
根据上表中的信息,在Primavera 6中编制计划,其三级计划如图3所示。
2.2 绘制香蕉曲线
(1)本文选择周作为进度监控周期;以合同中的价格为基础,结合每个作业的资源消耗,建立权重体系。
(2) 新建虚拟资源Progress_Resource,资源类型:人工;日历:每周工作7天,每天10小时,必须与作业日历保持一致。数量及单价可以不用单独设置,本文是通过数量来计算百分数。
(3)将Progress_Resource分配给所有任务作业,并根据每个作业的单位时间内资源投入或完成量分布特点,选择曲线类型(Primavera系统自带16种曲线,也可以增加自定义曲线类型),同时将所有作业的预算数量都设置为100天,如图4所示。
表1 项目基本情况
图3 项目三级基准计划
(4)在Primavera 6资源分配窗口右边的区域,点击鼠标右键,选择“剖析表字段(S)”->“自定义(C)”,如图5(a)所示;调出图5(b)所示窗口,选择“Cum尚需最早数量”,然后在左边窗口中选中所有已经分配资源的作业,复制->粘贴到Excel文件中;同样的方法,再选择“Cum尚需最晚数量”,复制->粘贴到Excel文件中。
图4 资源分配窗口
图5 设定导出数据
(5) 在Excel中整理绘制香蕉曲线基础数据。由于第(3) 步中假定所有作业的预算数量均为100,因此,只需要将Primavera 6中导出的按周分配数量除以100,即可将数量换算为百分比;然后按照权重体系,由下至上汇总每周计划完成的百分比。
(6)绘制香蕉曲线,如图6所示。
2.3 更新实际进度
实际工程进度的数据源是每天工作进度报告,在工作进度报告中记录了每天所有实际完成的作业量占各自工程量的百分数,如“变电所基础开挖当天完成15%,100 m3,累计完成30%,200 m3”。将此百分数填入进度测量系统中,就可以计算得到实际进度。
在计算实际进度过程中要特别注意,一定要保证两个一致性:一是计算计划进度的工程范围与计算实际进度的工程范围是一致的,否则,可能得到错误信息。如土建中的混凝土浇筑工程,在计算计划进度时是根据设计图纸计算得到;但在统计实际施工进度过程中,如果按照混凝土实际消耗量计算的话,由于损耗的存在,实际消耗的混凝土量必然大于设计图纸计算得到的结果,就很有可能误将滞后的土建作业判断为正常或超前。二是计划S曲线和实际进度S曲线的权重体系一致。只有做到统计范围和权重体系一致,绘制出的S曲线才具有可比性。
2.4 更新预测曲线
图6 项目整体香蕉曲线-计划
进度计划在执行过程中,由于各种原因,如工作范围的调整、恶劣气候等不利因素的影响、设计图纸延迟批复、材料设备未按计划到场、资源投入不足等,实际进度经常与计划进度存在偏差。如果项目管理团队能够及时发现问题,并制订有效措施进行纠正,项目就可以继续按照计划顺利进行;但也有可能出现项目管理团队未及时发现偏差,或发现偏差后采取的措施不及时、不凑效,这必将导致项目滞后的出现。在分析滞后原因及可以采取的赶工措施后,当评估结果为在可以预见的未来施工进度无法赶上现有的预测值时,需要更新比较基准计划和S曲线预测值,否则,进度计划监控将失去意义。但是,计划更新后,由于每项工作的工期完成百分数与施工实际进度百分数不完全一致,因此,不能基于工期完成百分数来计算新的预测值,此时可以根据数量完成百分数计算新的预测值。本例中建议将每个作业的数量完成百分数设置为对应作业的实际进度,进而计算每个作业的剩余工作在新的计划时间内的预测值。
假设当前数据日期为2017年4月1日,更新后的计划如图7所示,需要据此来更新香蕉曲线。
Primavera 6+Excel的具体操作如下:
图7 更新后三级计划(数据日期为2017年4月1日)
(1)从Primavera 6中导出“资源分配”数据模版:“文件”->“导出”->“工作表”->“资源分配”,选中要导出的项目,然后新建导出模板。Primavera 6在进行资源分配导出时所要求的必须项目包括作业代码、作业状态、资源代码、角色代码和费用科目代码;本文建议用于确定S曲线的项目,包括预算数量、实际数量、尚需数量、完工时数量、数量完成百分数、资源曲线名称。
(2)从导出的Excel模板中可以看出,默认情况下,“数量完成百分数”等于“工期完成百分数”。现将所有作业的“数量完成百分数”更新为数据日期(2017年4月1日)的实际进度;然后据此百分数计算实际数量、尚需数量,“实际数量=预算数量×数量完成百分数”,“尚需数量=预算数量-实际数量”。保存更新后的Excel文件。
(3) 将更新后的Excel文件导入到Primavera 6中:“文件”->“导出”->“工作表”,选择第(2)步中更新后的Excel文件,“下一步”->“资源分配”->“选中要导入的项目”->“下一步”->“完成”,如果成功导入后,系统会提示“导入成功”,如图8所示。
图8 Primavera 6提示导入成功信息
(4)执行3.2绘制香蕉曲线中的第(4) 步,将更新后的预测值导出到Excel中。
(5)在Excel中整理预测数据。根据既定权重体系,给所有作业重新赋予权重(为了简化操作,可以将所有作业的权重值在编制计划时就导入到Primavera 6中)。然后将Primavera 6中导出的按周分配数量除以100,将数量换算为百分比。然后按照权重体系,由下至上汇总每周计划完成的百分比。尤其要注意的是,此处汇总的百分比为剩余工作按照新的计划时间重新分配结果,对于正在进行的作业,并未包括已经完成部分的百分数,因此,在计算新的预测曲线基础数据时,需将数据日期之前的实际进度作为新的预测进度的起点,即新预测累计值=实际进度+从数量换算来的百分数。
(6) 利用新预测累计值,绘制新的预测S曲线,如图9所示。
图9 项目整体香蕉曲线-预测
从图9中实际进度曲线可以看出,项目一开始就存在严重滞后(实际曲线位于香蕉曲线的最晚必须曲线下方),尽管从2017年2月5日开始周进度有所提高,但是截止到数据日期2017年3月26日,实际进度与最晚必须曲线偏差为16%,与最早可能曲线偏差为28%。总体评估后,在可预见的未来,无法赶上计划进度,因此需要更新基准计划和香蕉曲线。对比新的香蕉曲线,预计项目完工日期将比原计划晚10周。
Primavera 6+Excel绘制进度S曲线、香蕉曲线方法的创新和特色如下:
(1)该方法是以Primavera 6系统自动生成的数据为基础,进行简单的计算就可以得到绘制S曲线所需基础数据,当项目范围进行调整或者增删时,只需重新将Primavera 6中相应数据导出Excel中,无须额外计算就能获得新的预测S曲线,极大降低了进度控制工程师的工作负荷,提高了进度管理控制工作的效率。
(2)对于如何安排某条作业在计划时间内的完成百分数,本文建议依据作业的具体特点,选择Primavera 6系统中自带的曲线类型,或者根据需要增加的相应类型的曲线。通过这种方法得到的累计进度,比采用人工估算或者平均分配的方法得到结果更符合实际情况。同时,这种方法不受作业类型的影响,也不受局部施工方案调整的影响,如有些作业前期投入 /产出多,后期少,可以选择“Front Load”曲线;如果某些作业是投入/产出发生于完成时,则可以选择“At Finish”曲线;此外,Primavera 6还允许用户根据需要增加新的曲线类型。这就避免了在采用平均分配方法中所要求的作业必须连续的限制,适用范围更广,因此,也更准确。
(3)只要可以利用Primavera 6编制项目执行计划,就可以据此方法绘制与更新S曲线。因此,适用于所有类型的工程建设项目。
(4) 绘制 S曲线所需的基础数据都是由Primavera 6自动计算得到的,这样就使得所有基础数据有据可查,克服了进度控制工程师估算的主观性、盲目性和随意性。在资源投入方式确定的情况下,针对同一项目的同一计划,不同进度控制工程师得到S曲线是相同的,降低了进度测量系统的不确定性。
[1]PMI.项目管理知识体系[M].5版.北京:电子工业出版社,2013.
[2]陈凯.利用香蕉曲线图控制工程进度研究[D].天津:天津大学,2009:21-24.
[3]朱永明.基于Excel的P6+Excel集成方案在项目计划控制的有效应用[J].项目管理技术,2013,11(10):104-107.
[4]杨振亭.项目进度管理S曲线制作方法新探 [J].石油化工建设,2010(1):36-41.
[5]马民,孙军,张叶伟.长输管线工程项目的进度管理研究[J].项目管理技术,2011,9(7):41-43.
Anew method ofproducing banana curve byutilizing Primavera 6 and Excel
HOU Jincai1,LIU Jie2
1.China Petroleum Pipeline Engineering Co.,Ltd.,Langfang 065000,China
2.OccupationalHealth Technology Service Centre of CNPC,Langfang 065000,China
Considering the current situation that preparing S curve in schedule management for most projects is mainly based on estimative calculation or average distribution of work amount,the application status of S curve in schedule management,history of banana curve and the importance of the two kinds of curves in schedule management are briefly introduced.Then starting from establishing the schedule management system and mathematical model,a new method of producing S curve and banana curve is explored which is based on the data exported from Primavera 6 and plotting curves in Excel.Detailed steps are presented to show how to produce the curves.It is proven that the new method is of high accuracy,high efficiency and wide range application.It could be extensively utilized.
S curve;banana curve;Primavera 6;Excel;schedule management
侯进才(1985-),男,山西忻州人,工程师,2011年毕业于东北石油大学油气储运工程专业,硕士,现从事工程项目进度管理工作。Email:jincaihou@163.com
2017-03-15
10.3969/j.issn.1001-2206.2017.04.020