关键链技术在非标自动化设备研发项目的价值探讨

曾小琳

厦门海普锐科技股份有限公司，福建厦门，361000

0 引言

随着近几年我国各大产业结构的不断转型和升级，非标自动化设备的应用愈发广泛，其在企业生产中的作用和地位也得到进一步凸显，逐渐成为新时期背景下影响企生产效益提升和长期稳定发展的重要因素。基于此，人们不仅更加关注非标自动化设备的研发工作，而且对研发工作提出了更高的要求。而关键链技术是近几年新兴的项目管理技术，可有效解决项目进度计划层面的诸多问题，从而大幅提升项目进度计划的科学性与合理性，使项目实施效率得到显著提升。因此，在全面了解关键链技术理论的基础上，深入探究其在非标自动化设备研发项目中的应用价值和应用方法，对于非标自动化设备研发项目管理水平的提升以及机械制造行业的可持续发展具有极为重要的实践意义。

1 关键链技术概述

关键链技术（CCM）是在制约因素理论（TOC）基础上提出的一种以有限资源为主要控制因素，来达到项目进度计划调整和进度控制相关问题处理目的的进度网络分析技术。在项目管理领域，该技术被认为是继关键路线法（CPM）和计划评审技术（PERT）后最重要的技术方法，在实践中发挥出巨大的作用和价值。

相较于CPM，CCM更具完善性，其强调了项目整体优化的目标，考虑了等多项目进度管理过程中潜在的不确定因素，并运用TOC对这些因素进行科学分析和处理，从而有效缓解或解决项目实施过程中出现的拖延问题。该技术具体应用时，首先要在综合分析项目实施过程中潜在依赖关系和制约因素的基础上，进行进度网络图的绘制，然后需要根据相应的理论分析计算出的项目进度关键路径，最后需要结合关键路径对相关资源的可用性进行全面考虑，在此基础上制定出资源约束型项目进度计划，以此获得能够有效应对不确定性影响因素和潜在风险的最优化进度管理方案，从而大幅度提升项目进度管理的科学性和实效性[1]。

2 关键链技术在非标自动化设备研发项目的价值

2.1 简化项目流程

应用关键链技术对非标自动化设备研发项目进行管理时，关键链技术的核心原理主要通过项目组网方案来体现。鉴于非标自动化设备研发项目的实施进度具有全程可控性，因此，可利用以关键链为核心技术的项目网络图对研发项目各环节进行合理化分析并将研发项目各流程之间的内在关系及约束资源配置情况直观呈现出来。此时，项目管理人员便可根据实际情况对项目流程进行科学的调整或重组，以此去除繁冗流程，达到精简研发项目流程，加快项目实施进度的管理效果。

心里憋闷，从第一天的军训起，我就萎靡不振。军训无聊，特别是原地站立时，一站就是半小时。想不到的是教官居然命令男女生近距离面对面站立，在这漫长的半小时里，身体不动，眼睛却是互相打量。

2.2 控制项目进度

1995年9月，我曾介绍《大地上的事情》的作者、生态文学散文家苇岸加入中国作家协会。我的推荐词写道：“苇岸秉承着《瓦尔登湖》作者梭罗、《林中水滴》作者普利什文的传统，倾全力描绘生机蓬勃的大自然的一切。他在中国散文史上首先表达了土地伦理学的思想，因此我乐于介绍他加入中国作家协会。”推荐词里，我虽然使用了“土地伦理学”的提法，但那时我并不知道这一首创性的概念最早是由李奥帕德提出的。这时我才感到，冬林把这本好书送我阅读，使我得到醍醐灌顶般的醒悟，我是多么幸运。

以网络分析视角为基础的关键链技术，具备控制项目整个进度过程的能力。将该技术应用于非标自动化设备研发项目，可通过实现项目集成监控的方法，对当前项目研发进度进行灵活、有序地调整，从而达到控制项目进度的目的。同时，基于项目进度控制的角度，关键链技术能够通过对持续活动时间的科学预估构建相应的研发项目进度模型，以此对项目实施进度相关数据信息及潜在风险进行全方位分析，并通过合理设置缓冲区的方式提升不确定因素及潜在风险的防控能力，从而进一步增强对项目进度的控制效果，最大限度保证研发项目的顺利、有序进行[2]。

3 关键链技术在非标自动化设备研发项目的应用

首先，根据项目网络图绘制50%概率完成任务的甘特图（见图2）。基于关键链技术理论，管理人员将项目网络图中的各项研发任务以甘特图的形式绘制于电脑软件中，并利用不同的颜色区分各任务所占用的不同资源。然后，用50%完成概率所需的时间来表示所有任务的完成时间，此时，存在资源冲突的任务便可一目了然。

以研发项目的任务数量为依据对该项目实施WBS分解，可得到本次研发项目非标自动化设备设计研发的所有工序（见图1）。为最大限度减少研发项目实施过程中潜在的实施风险，研发企业要求：每完成一个设计环节的研发任务后，必须要让测试工艺专家进行审核，审核通过后方可开展下一个设计环节的研发工作，基于此，针对每个项目任务的资源分配表如表2所示。

鉴于Hadoop平台下作业调度算法在Reduce任务调度方面的不足，本文提出了一种新的任务调度算法，其基本思想在于选择系统中的最优节点，将特定的Reduce任务调度到最优节点上，从而减少任务的中间数据传输时间，省去对数据中心带宽资源的占用。其中最优节点是指集群中通过网络链路传输Map阶段中间数据时经过的跳数最少的节点。

表1 “1#研发项目”资源代码与人员数量统计表

这种基于关键链技术提出的资源优化方案，既能够显著提升任务完成效率，又能够使任务与资源一一对应，有效避免责任推诿问题的发生，还能够保证各任务的独立性，有利于进度的监督和管理。

3.1 资源优化

非标自动化设备研发项目想要达到最优项目控制，必须要做到对项目资源的全面优化。同时，还要注重项目实施资源的节约。因此，在应用关键链技术时，必须要建立资源缓冲区，以此确保项目资源管理基本目标的实现。此外，还应在资源优化和管理的过程中，对关键链的主体部分进行准确跟踪的，以此保证资源优化的合理性以及对项目进度的有效控制。在“1#研发项目”中，管理人员通过以下具体方法，利用关键链技术对项目资源进行合理优化。

首先，对当前资源分配情况进行分析，找出影响项目进度的因素。如：软件设计工序包含“数据采集”、“数据通信”、“数据库”三个模块（即3个任务），而项目只有II和III两名软件工程师。因此，任务C/D/E为使用相同资源的并行任务，据软件工程师估算，并行任务的完成时间如表3所示。由表可知，此资源分配模式下，整个软件设计任务最早于80d后完成，考虑到不确定因素的影响，实际情况极有可能超过80d。

然后，基于关键链技术原理，探究资源优化方法。考虑到不同软件工程师对任务的熟悉度及技术专长存在一定的差异性，项目管理人员确定出II、III两名软件工程师单独完成某一任务所要花费的时间（见表4），可见工程师II擅长任务E，而工程师III则擅长任务C/D。此时根据关键链技术中的线性规划理论，可提出如下资源优化方案：“由资源III独立完成任务C，由资源II独立完成任务E，由II和III各完成任务D的50%工作”。

本年度养殖从4月25号开始放苗，至11月初干塘起捕。养殖面积56亩，共放苗14.8万尾，回捕率41.5%。共收获商品虾6138kg，平均规格在97g，少部分200g以上和50g以下。销售收入共计64.5万元，其中苗种收入3.2万元，商品虾61.3万元。成本25.5万元，其中饲料6.3万元，塘租6.2万元，电费0.98万元，药品0.8万元，人工8万元，其它3.2万元。总效益39万元，平均0.69万元/亩。

在明确上述项目基础研发信息后，项目管理人员可从以下四个层面入手应用关键链技术对“1#研发项目”进行科学管理。

3.2 路径识别

最后，将所有任务右移以此获得各项任务的最晚开始时间。关键链技术理念下，所有任务都应在最晚的时间节点开始，以此确保各类项目资源能够得到合理、有效地利用。将图3中各项任务最大限度右移后可得到如下甘特图（见图4），此时，本次研发项目的关键链便直观呈现出来，即：A→B→G→H→K→F→N→O，从而完成“关键路径（关键链）识别”。

下文以“某汽车尾气处理产品功能测试台研发项目（简称1#研发项目）”为例，对关键链技术在非标自动化设备研发项目的应用方法进行探究和阐述。本次研发项目的参与人员职位、人数及资源代码如下表所示（见表1）。

然后，将并行任务中存在资源冲突问题的研发任务错开。如：据图2所示，关键资源I被任务F/H/K同时占用，此时项目管理者可将任务H/K右移（见图3），让三个任务使用资源I的时间错开，从而有效解决项目研发过程中的资源冲突问题。

掌握项目进度是关键链技术在非标自动化设备研发项目中应用的一个重要作用。基于研发项目实施的视角，整个实施过程存在较多的不确定因素，容易对项目进度产生显著的影响。因此，在进行项目管理时，需要将进度监控措施贯穿于项目整个实施过程，以此实现对项目进度的有效掌握。在“1#研发项目”中，管理人员借助关键链技术对项目进度进行有效监控和掌握。

关键路径识别是关键链技术应用的一个要点。具体应用中，管理人员应明确以下两个路径识别要点：首先是结合由项目持续时间分析、估测得出的依赖关系和制约因素来绘制进度网络图，并在此基础上计算、识别项目关键路径；其次结合关键路径对相关资源的可用性，进行项目约束型进度计划的编制，此时约束型进度计划的关键路径便是本次项目的关键链，从而完成项目关键路径（关键链）的识别。在“1#研发项目”中，管理人员主要通过以下方法完成本次项目关键链的识别和优化。

3.3 掌握进度

1995年3月下旬，也就是在梁建英毕业前的4个月，铁道部高速办、科技司在她的母校主持召开了确定京沪高速铁路重要技术参数的学术会议。这次会议确定的每小时300 km的速度目标值，极大地鼓舞了全校师生。幸运的是，就在这中国高铁喷薄欲出的艰苦探索阶段，梁建英一毕业就来到中国的“轨谷”——目前中国60%高铁动车组的生产地青岛四方工作。

首先，对关键链进行跟踪，全面了解部门资源的缓冲消耗情况（见表5），根据表中数据可知，大部分关键链都会消耗大量的汇入缓冲。此时，项目管理者只需根据每个研发阶段的缓冲消耗量统计表，便可准确掌握当前项目实施进度的具体情况并根据关键链汇入缓冲量的消耗情况对进度管理计划进行科学、合理地调整。此外，项目管理者还能够结合项目资源、具体工作过程及缓冲消耗量统计表，深入分析产生较大消耗量的原因，以此为研发项目的宏观控制提供参考依据，最大限度保障项目进度计划的执行情况。

表5 汇入缓冲消耗量统计表

3.4 落实应用

对于非标自动化设备研发项目而言，关键链技术的应用应遵循“项目整体优化”的原则，既要考虑时间因素对项目进度的约束作用，还要多方面考虑项目进度计划优化所受到的资源约束。同时，还应根据项目资源分配方式的变化而灵活调整项目进度计划，将富余出的项目时间作为项目缓冲予以储存。此外，在关键链技术应用过程中，还需要根据项目工序的重要性对项目资源进行合理分配，确保关键工序对项目资源的使用先于非关键工序。这样才能最大化发挥出关键链技术在项目进度管理中的作用和价值，最大限度保证非标自动化设备研发项目的有序性、持续性和针对性。

不吃早餐：一日三餐，早餐最重要。老祖宗传下的养生规律告诉我们，早餐要吃而且要丰富，除了蛋白质、矿物质、微量元素还要有维生素。因为维生素可以促进肝组织修复，早餐不可过饱否则也会伤肝。

为进一步保证关键链技术的有效落实和应用，项目管理人员在应用该技术时应遵循以下四个基本原则：①用50%概率的可能完成时间作为任务工期的估计；②对项目各类约束条件进行全面识别，并且明确项目的核心约束不是关键路线而是关键链；③必须要在关键链后合理设置项目缓冲区以及在任务链汇入处设置输入缓冲，同时充分利用缓冲区来衡量和控制项目进度；④必须确保项目任务服从于资源约束的要求。

此外，明确以下关键链技术的标准化应用流程（见图5），也可有效提升关键链技术在非标自动化设备研发项目中的应用科学性、规范性以及有效性，从而最大限度保证技术的有效落实和应用[3]。

4 结语

综上所述，随着人们对非标自动化设备研发工作的关注度的不断提升，利用关键链技术来提升非标自动化设备研发项目的管理水平和效果，已成为相关行业和企业重点探究的课题。从实践的角度出发，相关企业应在深入了解关键链技术理念的基础上，通过资源优化、路径识别、进度掌握、落实应用等方式，将关键链技术灵活应用于非标自动化设备研发项目的管理工作中，充分利用关键链技术的先进性和科学性，提升研发项目的进度管理水平，为项目的顺利、高效完成提供有力保障。