一种构建计划体系的TOE三维模型分析方法及其应用

沈敏圣，郭 桐，刘维宝，王成程，熊 勇

（中国工程物理研究院激光聚变研究中心，四川绵阳 621900）

计划管理作为管理的首要职能，是现代项目管理体系中的核心要素。计划管理的概念，不只是狭义的计划文件，它是指在项目的进展过程中，为了确保能够在规定的时间内实现目标，对活动进度及日常安排所进行的一系列管理活动。其包括计划的策划过程以及计划的制定、执行、监督、检查和修正整个管理过程[1]。一个项目的实施，计划是最先需要制定的，其作用就是理清各项工作之间的逻辑关系、理顺时间顺序、合理匹配资源，从而指导与牵引各项工作的开展，最终在规定时间内实现项目目标[2]。计划的重要性，已在不同领域、不同类型的各种项目上得到了充分证明，而计划本身，也从进度、经费等单要素管理，逐步演变成多维度多要素的计划管理，以适应日益复杂的项目管理需求。

随着国家对科学研究方面的大力投入，越来越多的跨学科项目、巨系统工程立项开建，这类项目往往规模巨大、涉及学科众多、技术极其复杂，一方面充分体现了我国顶尖的科研及工程实力，另一方面也给项目管理带来了困难与挑战。可以确定的说，这类项目的研制或建设，已不再是单独某个单位能够自主完成的，需要耦合全国优势力量、通过全国大协作的方式才能实现。在这种情形下，整个研制或建设过程需要大量的协同配合、并行作业，站在管理的角度，如何将所有的作业线条串好、理顺，计划管理的统筹牵引功能就显得尤为重要。那么，如何制定好计划，从而发挥好它的牵引作用，这就成了摆在管理者面前急需解决的关键问题。

1 需求分析

1.1 问题分析

计划牵引的效果理不理想，主要取决于计划制定的合不合理，这就对计划管理的前期策划和具体制定提出了要求。在大科学工程项目的计划管理中，基于PDCA全流程管理理念，需要构建包含计划制定、计划执行、监督检查、反馈处置所有环节的计划管理体系，以实现项目全过程计划控制和闭环。而在这个体系中，计划制定作为整个体系的“龙头”，意指制定项目各级各类计划的全过程，其内涵包括前期的策划以及计划文件的制定。进一步解释来说，计划制定这个环节首先是明确计划层级和文件体系，这个动作是关乎计划层级构建是否合理、能否满足项目决策层、管理层和实施层等不同对象要求，实现计划精准定位、各尽其用，从而保证项目的进度能够按照计划有序推进的关键，随后才是具体的计划文件制定动作。

有别于计划管理体系，可以将计划制定这个环节称为“计划体系”。它是计划管理体系中的第一环，也是奠定基础的关键核心，担负着保证计划层级设置合理、分类合理的责任，从而有序地形成各类计划文件，以牵引计划管理体系中后续环节的实施。因此，怎样才能做好计划管理，发挥好计划的牵引作用，焦点可以聚焦到计划体系上来。如何构建一个合理有效的计划体系，就是解决问题的关键！

1.2 解决思路

作为计划管理的核心，如何构建计划体系，需要全方位、全要素的进行考虑，从而全面支撑实现计划的牵引作用。构建的计划体系要想完整、要能够满足各层级需求，就得从构架开始入手，从源头立准需求，制定一套有效的构建方法。在明确这个需求后，下一步要做的就是尝试找到这样一种计划体系的具体构建方法。

针对该需求，对国内外先进的体系构建经验及工具方法进行了调研，发现“霍尔三维结构模型”这样一种思维方法。霍尔三维结构模型是由美国工程师霍尔在1969年提出的，它从时间、逻辑和知识3个维度对系统工程的一般过程进行了清晰说明，是一种系统工程方法论[3-9]。基于霍尔三维结构模型，河北工业大学李金海开展了项目管理集成化研究[3]，北京交通大学王银华[4]研究提出了高速公路投资项目评价体系，济南大学赵诗奎等[5]构建了高校翻转课堂评价体系，四川大学车莉[6]研究建立了大学生培养体系，山西大学刘涛[7]研究构建了实验室建设三维模型，山东科技大学杨洋等人[8]提出了项目风险动态管理的霍尔维度，西安石油大学刘娟[9]进行了项目进度控制分析。

借鉴霍尔三维结构模型，针对项目计划体系的构建，提出建立一个“计划体系三维模型”的解决思路。该思路以建立一个完整的计划体系三维模型为基础，辅以构建的具体流程，从而可以按图索骥、按部就班的逐步进行构建，最终形成一个清晰完整的、能够全面满足项目使用要求的计划体系。将这样的一整个过程梳理固化，就是行之有效的体系构建方法。

2 提出计划体系分析模型

2.1 目标分析

按照计划体系的解决思路，“建模”是整个方法的核心。因此，实现目标的第一步是先尝试构建出一个模型，随后基于模型，按照“普适模型+特性分析”的思路，形成一套完整的、全面的体系构建流程。

普适模型的内涵，就是在模型构建时，原则上利用现有的、标准的项目管理体系，以实现模型的标准化及高度的适应性。特性分析的内涵，就是能够针对不同特点的项目，按照一种统一的、固定的分析流程，输出符合该项目特点及需求的计划体系。

2.2 提出三维模型

项目计划的类型，可以按照功能、对象、时间和要素4种维度划分[10]，每个维度针对不同的关注点，解决不同视角的需求，如表1所示。

表1 不同维度的计划分类

基于上述划分，结合项目管理的经验，可以梳理出一张普适性的计划结构图，如图1所示。其中，按功能划分的三层计划一般可考虑面向决策层、管理层和实施层3个层级予以确定，按对象划分的四层计划可按照项目的复杂程度进行灵活收放，按时间划分的计划主要根据项目的实施周期长短进行设置，按要素划分的计划重点瞄准项目关注的要素进行制定。

图1 计划四维结构

根据计划结构图展现的各维度具体划分，结合项目管理的核心关注点，选取对象、时间和要素3个维度，以对象为X轴、时间为Y轴、要素为Z轴，构建出一个三维坐标系，并将三个维度的计划分别放置在对应的坐标轴上，建立“TOE三维模型”，如图2所示。

图2 TOE三维模型图

2.3 梳理项目特性分析过程

以三维模型为基础，梳理构建项目计划体系的整个分析过程，可以按照“输入—分析—求解—输出”4个步骤展开。

2.3.1 输入

明确项目标的、范围等总体需求。

2.3.2 分析

分析过程可以理解为“四维单线分析”，具体分为以下四步：

第一步，确定功能，根据项目背景，明确该项目的各需求层级与责权分配；

第二步，确定对象，根据该项目的WBS分解，确定计划种类，如项目级、分项目级、系统级、子系统级、组件级与元件级等；

第三步，时间维度，根据项目实施周期及管控需要，确定实施计划层级，如全周期、年、月、周等；

第四步，要素维度，根据项目类型及所处环境，确定需要对哪些要素进行控制，如整合、范围、进度、费用、质量、技术、风险、外协和沟通等。

2.3.3 求解

求解过程主要是基于TOE三维模型，对模型的三个面进行分析，可以称为“三维混合分析”。经过对坐标中的交叉点逐个予以分析，得出该点位对应的计划文件是否需要、是否独立成文或者只需在更高一级的计划中有所体现，从而确定出项目所有需要的计划文件，如图3所示。该过程主要通过对3个面的分析，分别得出三方面的求解结果：

时间-对象方面：分析形成“实施计划”目录结果；

时间-要素方面：分析形成“匹配计划”目录结果；

对象-要素方面：分析形成“专项计划”目录结果。

图3 基于TOE三维模型图的分析过程

2.3.4 输出

统计上述三类计划目录，形成输出计划文件表。

3 计划体系构建实践

3.1 项目输入

3.1.1 项目背景及特点

以XX项目为例，该项目是一个极其复杂的大型激光驱动器系统，是一项总体研制目标确定，总体技术路线明确，相关技术方案尚需通过工程验证与滚动完善的研究型科学工程；是一项涉及多学科、多单位、多层面、多项批量事件的综合型科学工程；是一项经费体量巨大、实施周期超长的大科学工程[11-16]。该项目同时具备科研属性与工程特征，并且需要严格按照国家相关管理规定建设，进度、经费和质量等目标清晰且刚性较强，带给项目管理的挑战巨大。

3.1.2 输入条件确认

该项目两个基本的输入条件：项目需求和项目WBS。

项目需求主要是根据项目所处环境要求和项目自身特点，确定本项目的需求层级和职责权限，以明确计划体系的制定原则。本项目需要面向国家、院、所3个层级，故相应的制定原则如下：

（1）最小化原则：根据国家、院、所相关管理规定及固有流程要求，编制必须产生的计划（规定动作做到位，不给大家添负担）。

（2）高效原则：根据实际需求，酌情编制起实际作用的计划（实施计划、匹配计划和专项计划）。

（3）全覆盖原则：计划可以独立成文或组合成文，但需做到计划体系无缺项无漏项，实现要素全覆盖（满足各类体系检查要求）。

项目WBS主要用来明确项目的对象。该项目由主系统和保障系统两个分项组成，两个分项相对独立，主系统包含A、B、C3个子项，保障系统包含D和E两个子项，具体如下表2所示。

表2 XX项目工作结构分解

3.2 四维单线分析

（1）第一步，确定功能。根据该项目的科研与工程双重属性，存在技术决策及工程建设管理需求，明确该项目需要决策层、管理层和实施层3个层次计划；

（2）第二步，确定对象。根据该项目的WBS分解，由于项目两个分项相对独立，均可视为一级项目，对应的5个子项视为二级项目，故明确需要两个级别的计划；

（3）第三步，确定时间维度。由于项目实施周期较长，跨越多个五年计划，因此确定实施计划需要全周期、阶段、年度、月度、周五级；

（4）第四步，确定要素维度。根据项目所处的科研院所大环境，确定本项目管理中需要的各个要素，在常规要素的基础上，增加了保密、计量等要求。

3.3 三维混合分析求解

利用三维模型，分别进行3个面的交叉点分析，如图4、图5所示。

（1）时间-对象面：实施计划分析。

根据项目实际情况，从项目时间维度进行实施计划分析建议：

1）项目全周期计划：建议编制各分项、各子项全周期实施计划，分别实现决策层、管理层对总体情况的把控。

2）阶段计划：由于项目实施周期较长，为匹配国家的5年规划目标，建议编制各分项、各子项阶段计划，以支撑5年规划目标的实现。

3）年度计划：建议编制分项年度实施计划，并编制各子项年度实施计划，支撑管理层开展项目的组织实施，指导实施层的具体执行。

4）季度、月计划：建议编制分项月计划，支撑管理层开展进度控制与检查，不再编制子项季度/月计划。

5）旬、周计划：建议直接编制子项周计划，指导实施层作业。

（2）时间-要素面：匹配计划分析。

根据项目实际情况分析项目要素维度计划：

1）管理计划、范围计划：需要编制总计划，在全周期实施计划中体现。

2）组织计划：需要编制总计划，以项目管理大纲体现。

3）费用计划、质量计划、风险计划和采购计划：建议单独编制总计划、年度计划，如有必要（例如费用）可以编制到月计划层级，并在各级实施计划中体现。

4）进度计划、资源计划、安全计划、保密计划、计量计划和沟通计划：不再单独成文，相关计划要求在各级实施计划中予以体现。

（3）对象-要素面：专项计划分析。

根据项目相关管理规定及自身特点，本项目无需单独制定专项计划，相关要素在各实施计划及匹配计划中体现，实现要素全覆盖即可满足要求。

图4 模型分析过程

图5 模型分析过程

在计划四维结构图的基础上，将上述三维分析结果明确的实施计划和匹配计划耦合进去，形成XX项目计划体系如图6所示。

图6 XX项目计划体系

3.4 输出结果

根据前面的分析结果，综合该项目需要的两类计划文件，提出项目计划体系输出文件目录建议，并分配到各级责任部门负责编制落实，如下表3所示，由各责任部门按要求制定出项目实施所需的各级各类计划文件。

表3 输出计划文件列表

至此，该项目的计划体系就正式确立了。根据计划文件列表，各责任部门负责编制计划文件，并指导各层级人员实施。一级全周期实施计划面向决策层，二级全周期实施计划、一级与二级阶段计划、以及一级年度工作计划面向管理层，二级年度实施计划及月、周计划面向实施层，匹配计划面向项目管理各个要素需求，各级各类计划各司其职，从而牵引项目各项工作按序推进。

4 结语

计划体系TOE三维模型的提出，体现的是一种系统思维，而其分析过程则是一种实现方法，两者结合，形成了一种成系统的、完整的构建计划体系的TOE三维模型分析方法。面对一个全新的项目，遵照该方法进行分析，能够快速构建出一套合理的、适合项目特点的计划体系，并且能够实现计划体系全方位、全要素覆盖，制定出满足各层级人员需求的计划文件，真正意义上起到总体层面计划牵引、管理层面精确控制、实施层面准确落实，使得项目在计划的管控下处于受控状态，支撑其最终按计划实现项目目标。

这种构建计划体系的TOE三维模型分析方法，初衷是解决实际项目需求，但其构建思路和流程具有较强的通用性、普适性和指导性，为项目计划管理提出了一种成套路的思维方法，可供同行专家们进一步探索实践。