航天器分系统研制项目进度动态检测方法研究

刘大礼、彭宏刚、李坝清、马国辉、廖志波 /北京空间机电研究所

随着我国社会和国民经济各领域对各类型航天器需求的不断增多，航天科研院所面临的多型号并行研制的强度持续增大。北京空间机电研究所在已经实现航天光学遥感器分系统和回收着陆分系统研制项目进度管理信息化、动态化基础上，基于里程碑浮时分析的动态进度检测方法，通过科学、量化的分析实现对项目进度实时动态感知，提升了进度管理中对进度问题、进度风险、关重资源需求变动等的动态响应能力。

一、分系统研制项目进度检测的要求

航天器分系统研制项目是典型的复杂装备研制项目。随着我国社会和国民经济各领域对各类型航天器需求的不断增多，核心分系统研制技术难度的不断加大，研制过程中技术风险、质量风险等因素导致的进度不确定性更加突出。因此，对项目级和组织级进度管理的动态响应能力要求也越来越高，主要表现在：

在项目级进度管理方面，能够及时掌握项目的进度、发现主线和辅线上的进度问题并快速采取纠正措施，动态把握项目的进度趋势并制定专项计划化解进度风险，动态上报关键资源需求和对外协单位的协调需求。

在组织级进度管理方面，能够综合多项目的进展，动态监测企业战略目标的实现偏差，及时发现重大进度风险并指导化解风险，动态感知关键资源需求的变化并进行统筹，动态感知外部协作单位的配套风险并进行协调。

要满足这些动态响应要求，首先要建立一种动态进度检测方法，实时反映项目的进度状态，其基本要求是：（1）能够直观反映项目进度管理情况、反映进度问题、进度风险、预测进度趋势；（2）能够直观反映项目级和组织级的进度管理重点、难点及其完成情况、完成风险；（3）能够全面反映从策划、执行到完成全周期内项目进度的发展变化。

二、基于里程碑浮时分析的动态进度检测方法

在项目管理中，进度检测主要有挣值分析法和里程碑检查法。挣值分析法适用于工作内容和流程固定、工期估算精确的项目，在建筑工程领域应用广泛。它是在项目工作分解结构（WBS）的框架下，自上而下分解工作包，构建进度检测体系，然后自下而上汇总工作包进展，得出项目进度的方法。里程碑检查法是在项目的计划流程网络编制后，根据项目特点和项目管理要求在流程中设置有特殊重要性的标志性事件或者触发某些工作启动的触发性事件，构建层次分明、相互关联、彼此协同的里程碑事件构建进度检测体系，然后按照清单进行检查的方法。如果在项目实施过程中所有里程碑事件都能按进度完成，那么项目就一定能够按时完成。

比较而言，挣值分析法面面俱到，计算精密，适用于单项目的进度分析和控制；里程碑检查法方法简单，提纲挈领，指向性强，适合时间风险具有高度可变性的研发项目，因而在客户需求多样、产品构成复杂、制造流程复杂、产品技术难度大、项目管理要求高的复杂装备研制项目中广泛应用。

根据航天器项目进度管理的要求和进度管理的实践经验，将进度管理事项、项目管理重点难点以及上级计划节点设置为里程碑，并将里程碑与分系统的动态计划流程网络关联，可以将对项目工作内容的检测转化为对里程碑的检测，从而实现一种量化动态的进度检测方法。

1.里程碑进度检测模型

里程碑进度检测模型如图1 所示，图中三角形表示里程碑，胶囊形状表示任务作业，圆形表示节点，粗线表示关键路径。模型以开展分系统研制的执行计划流程网络图为基础，通过设定里程碑，约束计划流程在规定时间应完成的工作量。计划流程采用紧前关系网络图法编制，通过研制活动的工期以及活动与活动、活动与节点之间的逻辑关系，全程、完整、清晰地表明研制任务的范围和各项活动间的驱动关系。里程碑无工期，它设置在计划流程中主线和辅线的关键路径上，决定其紧前关键路径上的最后一项任务作业或节点的最晚完成时间。里程碑与该任务作业或节点关联“完成—完成”逻辑，这样里程碑就与执行计划流程密切关联，并且里程碑之间也建立了内在的联系。以图1 中里程碑T1 为例，在T1 的要求完成时间进行检查，若T1尚未完成，则说明T1 紧前路径上M1、M2 发生了进度问题或者辅线A1 发生意外，后续M3 作业将推迟开始，导致T2、T3 都将推迟完成。若按推迟天数压缩M4 和M5 的总工期，或者使M5 不等待M4 完成即提前开展，则T3 仍能够按时完成。可见根据该模型，里程碑对任务作业的工期和逻辑极为敏感。因此，通过作业状态更新和进度计算就可以使里程碑的状态随计划流程中任务作业的完成情况、流程的调整而实时、动态变化，反映项目进度及偏差、问题并预测进度趋势。

图1 里程碑进度检测模型示例图

2.基于里程碑浮时分析的进度检测方法

里程碑从设置到最终完成会形成3 种时间：一是完成不晚于日期，即要求里程碑必须完成的最晚日期，在设置里程碑时生成。完成不晚于日期始终不变，是进度管理的目标，也是检查比较基准。二是计划完成日期，是根据计划流程网络计算出来的里程碑预计完成的最早日期，通过进度计算更新。计划完成日期动态变化，反映了进度趋势。三是实际完成日期，即里程碑实际完成的日期，在里程碑确认完成时生成。实际完成日期是进度管理的结果。

通过统计固定的时段内里程碑的数量，可以得到时段内里程碑完成量，用来检测项目在该时段内的进度。对一定时期内各时段的里程碑完成量加和，得到该时期内里程碑累计完成量，用来检测项目在该时期内的进度，从项目开始到结束将里程碑累计完成量连起来，构成进度曲线，如图2 所示。

单纯依据是否完成进行数量统计，不考虑延期、按时、超前这些情况，会存在误判。

以每15 天进行一次统计为例，一个要求1 日完成的里程碑延期到15 日完成，在统计中与按期完成并无区别；一个要求15 日完成的里程碑延期到16 日完成，在统计中视为延期15 天。统计的时间间隔越大，这种误差越大，不利于准确分析进度问题和进度风险。

根据进度管理的有关理论，这里引入浮时分析方法，解决上面的问题。

浮时分析方法以里程碑或任务活动的总浮时为指标，实时动态监控项目进度。未完成里程碑的总浮时等于完成不晚于日期与计划完成日期的差值，反映了里程碑紧前关键路径上作业的总工期余量，并沿着后续关键路径传递给后续里程碑，在关键路径的最后一个里程碑上积累。已完成里程碑的总浮时（即延时）等于完成不晚于日期与实际完成日期的差值，反映了里程碑的紧前关键作业总的延期情况，并沿着后续关键路径传递给后续未开始的里程碑。因此，项目进度管理中，根据总浮时就可以判断当前进度、计划安排是否符合目标预期，是否存在进度问题。

采用里程碑总浮时为依据的权重代替单纯的计数，能够将浮时信息引入进度曲线，使进度曲线对进度问题、进度风险的感知更为敏感。图3 所示为阶跃式浮时权重，图中权重都大于零，避免因延期过长的里程碑不被统计而造成结论错误。

图2 某分系统研制项目辅线进度曲线

单个里程碑的完成值为：里程碑的完成值=里程碑的浮时权重×筛选函数

这里筛选函数取值为0 或1，用于进行主线/辅线筛选。

基于里程碑浮时分析绘制的某型号分系统研制项目进度曲线如图4、图5、图6 所示。

其中，目标里程碑完成量是各个时段（图中为每15 天）应完成的里程碑数量，是各时段进度控制的基准。计划完成量是各时段可能的完成值，实际完成量是各时段实际的完成值。目标进度曲线数据是各时点项目应达到的总进度，它是全年进度控制的基准，始终不变。实际进度曲线反映了截止到当前项目的实际进展，计划进度曲线反映了在当前进展和当前计划流程网络下后续进度的趋势。通过对全项目、主线、辅线的进度曲线和里程碑完成量柱状图进行分析，能够获知项目总的以及主线、辅线上准确的进展和趋势。

图3 总浮时及其权重

进展方面，图4 中从年初到4 月的实际进度曲线明显高于目标进度曲线，说明项目运行良好，但是4 月以后，实际进度曲线低于目标进度曲线，但高于计划进度曲线，说明实际进度要好于预期，改善趋势明显。图5 主线上实际进度曲线不低于目标进度曲线，说明主线进展正常。图6 中实际进度曲线低于目标进度曲线，但高于计划进度曲线，说明对辅线所采取的纠偏措施效果明显，辅线进度问题正在逐步缓解。

趋势方面，图4 中从4 月起计划进度曲线明显偏离目标进度曲线，说明项目存在进度问题，但9月30 日及以后的计划完成量和目标完成量相等，说明项目后期无进度问题和进度风险，能够按时完成。图5 主线上计划进度曲线与目标进度曲线一致性高，说明主线未受辅线进度延期的影响，无进度风险，能够按期完成。图6 中辅线进度问题在4 月发生，预计到9 月末才能解决，比目标推迟1 个月完成。综合分析可知，该项目总体进展良好，能够在11 月底按时完成。在实际项目进度管理中，一般遵照“辅线等待主线”的要求提前开展辅线研制工作，这是辅线延期但未影响主线工作的根本原因。若辅线未提前开展或发生超出余量的重大进度问题，则图 4 中主线上计划进度曲线与目标进度曲线在后期也会呈现相应的偏离。

图4 某分系统研制项目进度曲线

与图2 相比，图6 辅线进度曲线能够直观反映出辅线存在的进度问题，并将里程碑是否延期准确显示出来，有利于定位进度问题的起因。

增加更多的筛选函数，可以实现对管理重点、难点的分析。图7 反映了该项目中主线上标记为上级节点的里程碑分布和完成情况，可见6 月30 日以前上级节点提前或按时完成，后续上级节点预计能够按时完成。

总的来说，利用浮时对计划网络实际进展和未来趋势的敏感性，基于里程碑浮时分析的进度检测方法能够动态量化反映项目进展及后续趋势，能够灵敏感知进度问题。该方法对计划网络的固定性无要求，能够适应航天器分系统研制不确定因素多、计划流程网络频繁调整的实际，计算简单，能够实时图形化呈现，能够根据管理需要对里程碑进行筛选，是一种有效的指导项目进度管理工作的工具。为了弥补进度曲线不能反映具体里程碑信息的不足，可使用数据穿透功能展示相关柱状图所代表的里程碑名称以及完成不晚于、计划完成、实际完成时间和浮时等信息。

图5 某分系统研制项目主线进度曲线

图6 某分系统研制项目辅线进度曲线

三、动态进度检测方法的实施和应用

动态进度检测方法对计划网络的编制和状态更新要求高，各项作业间逻辑关系要准确、任务作业工期设置要合理，并及时进行完成状态确认和进度计算。鉴于Primavera P6 软件强大的进度计划管理功能，及其在国内外诸多大型项目中的成功应用，研究所构建了基于P6 软件的信息化项目进度管理系统，并进一步开发科研生产一体化管控平台，实时提取多项目的里程碑数据，为动态进度检测方法的实施和应用奠定了基础。

图7 某分系统研制项目主线进度曲线（上级节点）

图8 动态进度检测在项目级和组织级进度管理中的实施和应用流程

图8 所示为动态进度检测在项目级和组织级进度管理中实施和应用的流程。细箭头为单项目进度管理过程，粗箭头是组织级进度管理过程。这是一个进度编制、执行、检测、分析、纠偏的动态控制流程，单项目动态更新里程碑的计划完成时间和实际完成时间为进度检测提供基础数据，项目进度管理者和组织级进度管理者根据实时检测分析的结果开展相应工作。

1.里程碑的设置

对于航天器分系统，里程碑要能反映项目的运行状态和管理的重点、难点，内容应包括主线和辅线上从设计到验收交付的过程控制节点，与组织级进度管理相关的管理控制点，完整覆盖研制项目。对有重要意义的节点，如经费拨付节点及上级要求的系统级节点，要特别标识。这样就通过里程碑实现了型号项目的研制计划流程与上级研制计划、组织级进度管理要求之间的关联。为了实现更精细地分析，可对里程碑分类标记。具体如表1 所示。

2.进度数据更新

计划流程编制调整到位后，作业执行人通过P6 的进度报告模块知悉任务作业的详情并开展工作，直接向P6 的项目管理模块反馈任务作业的状态和实际开始日期、期望完成时间、实际完成日期。计划主管负责确认任务作业的完成情况，并更新里程碑的作业状态和实际完成时间。计划状态确认更新后，通过进度计算更新未完成里程碑的计划完成时间。

表1 里程碑分类标记

在进行月/周计划细化和流程调整时，要注意使调整涉及到的里程碑与对应任务作业仍保持“完成—完成”逻辑，维护里程碑对计划流程的控制。

3.动态进度检测的应用

在单项目进度管理中，项目计划主管可以根据项目进度曲线、主线进度曲线和辅线进度曲线综合分析项目的偏差和风险，定位发生问题或风险的里程碑，从全局上了解项目问题的影响和项目的进度趋势，弥补单纯在P6 中分析里程碑浮时“只见一斑，不见全豹”的不足。以图4、图5、图6 为例，由进度曲线可知辅线的进度问题并没有上升为影响项目按时完成的严重问题，并且有充足的时间余量，故可以采取一般的纠正措施。项目进度管理的主要工作仍然在主线上。对于在图6 中识别的进度问题，可在P6 软件中通过逻辑跟踪在里程碑的紧前关键路径上定位问题的起因和责任方，在里程碑的后续关键路径上分析问题的影响，确定可优化的途径，就能够有针对性地开展纠偏工作。

在组织级进度管理中，综合计划主管可以筛选全部项目上级节点，了解全厂所内项目的总体进展；可以筛选年度目标、全周期目标，按总浮时进行饼图统计，了解全厂所内项目的总体趋势；也可以按里程碑分类标记，开展相应的组织级进度管理工作，如筛选关重资源保障控制点，了解全厂所需求的变化情况，调整资源计划，也可对关键技术风险控制点、重大短线控制点、关重资源保障控制点、关键外协配套控制点进行监测。

基于里程碑浮时分析的动态进度检测方法，适应了航天器分系统研制项目按阶段滚动式开展的进度管理的实际、任务作业工期和局部具体流程细节多变的特点，实现了对单项目和多项目进度的灵敏、量化分析。在此基础上，北京空间机电研究所开发了科研生产一体化管控平台，通过里程碑浮时饼图、里程碑阶段分类柱状图、项目进度曲线图等形式的实时图表，提升了对项目进度和管理控制点的动态感知能力，满足了项目级和组织级进度管理的动态响应需求。▲