挣值管理在工程项目管理过程中的应用研究

吴庆岩 WU Qing-yan；薛涵 XUE Han；王佳 WANG Jia

（①桂林电子科技大学基建处，桂林 541004；②大连海事大学交通运输工程学院，大连 116026；③交通运输部海事局，北京 100000）

0 引言

船舶建造工程是一项技术密集型的复杂系统工程。它具有工程规模庞大、建造工期较长、设计制造与管理之间关系密切、工序工种繁多、建造成本较高等特点。要想提高造船行业的核心竞争力，就需要对项目执行过程实施有效的管理。目前我国大部分船厂对船舶建造进行项目进度管理，普遍采用的仍是凭管理层经验编制生产计划，此管理方法无法有效地解决项目工期冗长、生产成本过高、资源利用较为低下等一系列问题。要想解决这些问题，就需要引入先进的现代项目管理方法，挣值管理这一方法被广泛应用于工程项目中。

国内外学者关于船舶建造进度管理和挣值管理做出了很多研究。关于船舶建造进度管理方面的研究，盛正山[1]分析船舶建造的进度控制现状及控制原理，选择挣值法为本文的进度控制基本方法。以挣值法在精益化船舶制造模式下的应用为目的，从船舶建造的先行阶段的工作分解开始优化研究；然后基于BOM（Bill of Material，物料清单）的任务包制定生产计划；并以小日程计划为基准，运用适应船舶制造模式的挣值法进行船舶建造的先行阶段的建造进度控制；苏海洋[2]从国内船舶建造进度管理状况出发，创建船舶的工作分解结构，在有限的资源条件下对关键链技术进行学习，该方法在船舶建造进度管理中是十分有效的；Braglia M.et al.[3]对项目管理技术应用在现代船舶建造模式设计问题上的前景进行了探讨；Tokola H.et al.[4]对造船过程中的分段合拢与吊装计划问题进行探讨。关于挣值管理方面的研究，王柳燕[5]以BIM-5D 为平台在建筑项目中运用挣值法（EVM）对项目进度和成本进行动态控制。建立BIM-5D 与挣值管理联合模型，完善挣值管理流程，利用BIM 技术优势弥补挣值管理的缺陷，进一步提高了挣值管理在实际工程应用中的可操作性。Meng yuan Zhao等[6]将挣值管理和平滑指数相结合，预测项目的最终成本，结果表明该方法对最终成本估算有较好的性能。任振等[7]以关键线路方法为基础，对挣值法进行改进，同时运用改进后的挣值管理在某大型项目中进行应用，验证了良好的效果。

1 船舶建造项目工艺流程与进度管理

1.1 生产工艺流程

生产流程包含七个基本要素，包括输入、过程、输出、客户、供应商、资源、绩效。这七个基本要素相互连结和组合，构成了生产流程的完整过程。除了基本要素，生产流程同时还具备五个基本属性，即范围、绩效、分类、规模、分级。

代船舶建造的生产流程可以分为钢板预处理、钢板下料、分段小组、分段舾装、分段涂装、设备安装、总段合拢、船舶下水、交船等一系列环节。

1.2 船舶建造项目进度管理的主要内容

船舶建造项目进度管理主要就是设置年度计划、月度计划和日程计划。

1.2.1 年度计划的具体制定过程

①生产管理部负责一、二工场年度生产计划的编制的组织工作，生产管理部负责汇总企业年度生产计划，企业策划部负责审定，并以“企”字文件下发。②企业年度计划正式下发时间为每年12 月末以前。生产管理部应从每年的10 月份开始组织编制下一年度的年度计划。③企业年度生产计划由年度安全工作计划、质量工作计划、未来三年的线表、线表说明、已承接产品的坞位布置、第二年的生产节点安排、实物量统计、生产难点分析与措施、年度生产准备计划、年度各产品各制造部计划安排、建设项目计划、生产保障计划等内容。④生产管理部负责组织提出一、二工场年度生产计划，包括年度线表建议、节点、实物量、生产分析与措施要求等等。安技环保一、二部负责提出年度安全管理工作计划、质量管理部负责提出年度质量管理工作计划、生产保障部负责提出年度设备大修计划、规划建设部负责提出年度基建重点计划。⑤生产管理部在编制年度计划时，应按照企业计划体系的管理原则，编制出全年的实物量分配、节点安排、船台及船坞船位安排并提出完成全年生产任务的关键性问题与措施，发至各相关部门进行讨论、沟通，推动解决。⑥生产管理部负责组织编制全年生产需求计划，编制的原则是按照自下而上的原则，由下道工序向上道工序提出需求计划，由生产管理部综合平衡后，形成企业的全年的需求计划。这其中重点是分段需求计划、大型舾装件和设备单元需求计划。设计和物资年度重点需求计划由各产品项目组提出。⑦汇总后的年度计划应在12 月中旬编制结束并适时提交总经理办公会讨论通过、下发。

1.2.2 月度计划的具体编制过程

①生产管理部负责编制一工场和二工场三个月滚动生产计划，由生产管理部负责组织汇总。②各个项目组根据产品中日程计划，在每月10 日提出三个月实物量及月度重点计划，报生产管理部综合计划科并发各制造部、总装部、非船部、舾装公司、设计所和物资部。规划建设部、生产保障部提出建设项目、设备大修项目的施工计划。各总装部12 日提出分段需求计划。③分段制造部在17 日反馈分段需求计划意见，（含钢材需求计划）反馈给项目组、总装部和钢材提供部门。生产管理部20 日牵头组织节点、分段需求进行综合平衡讨论。④各制造部、总装部根据讨论结果21 日重新确定分段需求计划，23 日对技术准备、物资准备舾装件托盘等向前道工序提出需求计划，于每月27 日前反馈生产管理部和项目组。生产管理部牵头进行综合平衡。⑤各产品生产节点安排，由综合计划科负责提出，组织各项目组、各总装部确认，在审定会前报工场长、企业主管生产副总经理认可。⑥由生产管理部部长（或副部长）主持，每月最后一周的星期一组织召开工场月度计划审定会，正式确认三个月的滚动计划。月度计划审定会按一工场和二工场分别组织召开。⑦由生产管理部牵头，在两个工场的月度计划审定后，汇总编制下发企业的三个月滚动生产计划。企业的三个月滚动生产计划，由工场长审定，企业主管生产副总经理批发。⑧月度小结。

1.2.3 日程计划的编制过程

①制定钢材订货期量及分段批量生产设计计划。包括订货期量、批量及月度加工批量号、批量包含的分段号及分段数、批量的结构重量（首制产品可以预估）、钢材订货清单下发日期、钢材到厂日期、批量生产设计出图期。②制定设计及主要设备纳期计划。设计纳期根据批量计划，按照专业按图号提出详细设计、生产设计每份图纸的纳期计划；设备纳期要求按照总体设备及材料、空冷通风设备、电气设备和系统、机泵舱设备（分平台）、楼子内装设备材料等分类；明确该项目主要设备最终到厂期，并在备注中简要标注设备安装工序时机。③制定船体分段制造计划。按照船体分段加工的前后顺序，即钢料加工（含大小组）、构件制作、分段予舾装、大（中）组立、分段涂装（含打砂喷漆）、分段总组舾装、分段总组、合拢计划；编制各工序的施工计划。④系统安装及制定系泊调试计划。内容包含下水前的交舱计划、合拢后的系统安装、完整性计划、系统上电、调试计划等；各项目组根据各自产品施工特点，按系统及舱室区域完整进行编制，要求编制工序间的逻辑关系及起止时间。水下安装及系泊调试计划的编制以区域、舱室、系统为编制基准。

1.3 现行项目进度管理中存在的问题

从项目的节点计划管理、中日程计划管理、进度测量点和船舶建造进度管理四方面总结船舶建造过程中存在的问题。

现行节点计划的管理是通过记录实际节点完成时间，对比计划和实际的偏差，据此得出项目进度状况的结论。这种方法只能知道节点是否完成，如果未完成或提前完成的话无法确定对项目的整体进度产生多少影响，也就无法确定后续的纠正措施。

现行中日程计划的管理也是通过逐条对比实际完成日期和计划日期来实现的。该方法仅能知道项目进度是处于提前、按计划还是拖后，并不知道该状态对项目的整体计划的影响程度。同时，由于没有具体数据做依托，每个分析周期（如：每周）的数据没法横向对比。

进度测量点没有和成本相关联，无法衡量该测量点的进度情况与实际的差值。只知道项目进度是正常、提前还是落后，没有个具体值，不能分析每周或每月进度状况是改善还是恶化，不知道所采用的预防和改进措施是否有效。而且，进度测量点时得出的结论即便是按计划完成，由于没有和成本关联，不知该点位的计划使用成本是多少，无法和该点位发生的实际成本进行对比，不能判定进度正常的情况下所发生的成本是否正常。

此外，船舶建造进度管理共分为了五级计划，其中部分部门在五级计划中都有参与，也有相关部门没有参与到进度管理五级计划之中，因而多层的进度管理计划冗杂并且无法考虑到全部部门的工作内容，不能全面反映造船的系统性工作。

2 基于挣值管理的船舶建造管理模型

2.1 创建工作分解结构WBS（Work Breakdown Structure）

把项目可交付成果和项目工作分解成较小的、更易于管理的组件。对于船舶建造项目可以将一个分段制作的所有工作作为一个最小单位，也就是工作包。

2.2 编制基准计划

根据WBS 进行计划的编制。按照分段小组、中组、大组、涂装、总组、合拢的施工顺序编排建造计划。

2.3 相关数据的搜集与分析处理

记录每一分段的每一道工序的节点计划、节点的实际完成时间和节点计划相应的预算分配并将船体建造分段，分为总段、预组段和分段。

2.4 分析项目进度分析

进行挣值管理相关的指标和参数的计算，然后对船舶建造进行挣值管理方面的分析，具体步骤可以分成三部分：

①进行成本偏差和进度偏差计算，进行成本绩效和进度绩效指标计算，同时根据偏差找出导致偏差的原因。

②根据分析出的偏差原因，选择适合船舶建造项目的合理科学的估算方法与原则，对船舶建造项目的完工工期和完工成本展开预测。

③预测结束后，根据实际情况和挣值法，绘制趋势图，进一步完善并完成挣值分析的报告，使船舶建造的管理人员了解建造进度以及未完成的船舶建造工作，并对存在的问题进行及时的调整。

根据进度偏差（SV）、成本偏差（CV）、进度绩效指标（SPI）和成本绩效指标（CPI）的具体数值对项目的进度和成本情况进行判断。对成本偏差和进度偏差的关系进行比较，综合成本使用情况和进度开展情况，得出综合原因。

2.5 完成成本和工期预测

根据项目绩效，对完工估算（EAC）进行预测，对比预测的结果和完工预算（BAC）。如果BAC 已明显不再可行，则应考虑对EAC 进行预测。

在计算EAC 时，通常用已完成工作的实际成本，加上剩余工作的完工尚需估算（ETC）。进行的自下而上EAC估算，公式：EAC=AC+自下而上的ETC。将估算的EAC 与计算得出的一系列EAC 作比较。计算基于EVM 数据的EAC 值的方法如下：

①假设将按预算单价完成ETC 工作。公式：EAC=AC+（BAC-EV）。

②假设以当前CPI 完成ETC 工作。公式：EAC=BAC/CPI。

③假设SPI 与CPI 将同时影响ETC 工作。公式：EAC=AC+[（BAC-EV）/（CPI×SPI）]。CPI 和SPI 的值为赋予的权重，可取80/20、50/50 或其他比率。

2.6 调整建议制定与执行

在进行偏差分析之后，根据船舶建造过程中实际存在的问题和产生偏差的原因，提出调整建议，并责成对应的生产建造部门严格执行。根据计算出的偏差结果以及造船项目偏差的程度，按照临界标准做出相应调整。根据实践经验设定临界标准的分类如下：①在指数属于0.8～1.2 之间时，为偏差的允许范围，此时造船项目中出现的偏差可忽略，项目负责人也不需要做出任何的调整。②在指数属于0.6～0.8 或者是属于1.2～1.4 之间时，相关造船负责人需要引起注意，在必要时要及时的对偏差进行分析以便及时提出解决措施。③当指数范围在0.4～0.6 或1.4～1.6 时，负责人要采取适当科学的措施，在不影响整体造船工程的进度的情况下，及时对出现的偏差进行调整，使其对整个工程不会带来严重的影响。④当指数在0.4 以下或者大于1.6 时，此时偏差情况较严重，相关负责人要尽快分析偏差原因，及时采取调整措施，否则则会影响最终造船的完成。

3 实例分析

以XXX 船建造项目为例，应用基于挣值理论的船舶建造管理模型对其建造过程的进度和成本进行管理。

3.1 挣值管理指标的计算

项目的总预算成本为8500 万美元，总工期从2016 年7 月至2017 年8 月共14 个月。从船舶艏铺底开始，每个月月末定为报告时点，共计9 个报告时点。将整个造船工程的总预算与对应工作量的百分比相乘，得到各个节点在每个报告时点的挣值，计算结果如表1 所示。

表1 船舶建造挣值

3.2 项目成本/进度偏差的实时调控

根据上述挣值的计算，以及公式CV=EV-AC，SV=EV-PV，可以计算得出在各报告时点的成本偏差和进度偏差。（表2）

表2 偏差计算表

其次，对造船项目的绩效指标进行计算。绩效指标主要包括成本绩效和进度绩效，计算公式为CPI=EV/AC，SPI=EV/PV，计算结果如表3 所示。

表3 绩效指标计算表

最后所要做的指标计算是完工总成本和完工工期的预测，预测完工总成本计算公式为EAC=BAC/CPI，完工时间预测为ETTC=OD/SPI，所得结果如表4 所示。

表4 EAC 与ETTC 预测表

通过以上的参数和指标计算，可以看到成本偏差（CV）只有在第四个报告时点出现了负值，相对应的在第四个报告时点的成本绩效值低于1，但在总体来看，成本偏差大多为正值，且绩效值大于1，说明在项目进展过程中，成本方面的执行情况良好，都在原计划范围之内，且最终完工成本的预测也都在合理范围之内。

但在进度控制方面，可以看到进度偏差大多数都呈现出了负值的状态，进度绩效大多数值低于1，且在最终对完工工期进行的预测当中，有一半的报告时点处出现了超期的情况，这说明进度的管控没有得到很好的执行，出现了一些偏差，但此时计算出来的偏差都是出于允许范围之内，通过实时的监测和记录，可以发现此时出现的偏差可能是由于部分零部件的不合格导致的，返工导致进度的延后。尤其在造船过程中的第四个报告期，进度出现了偏差，此时正在进行的是铺底和艉成型工作，零部件带来的返工带来进度的少许滞后，造船的相关负责人可以做出两方面考虑，即一方面如果客户对时间要求上特别紧，工程时间急迫，则可以通过增加成本的方式来提高进度，通常可以选择增加人力或者是原材料的供应；另一方面，如果工期要求不高，客户可以允许有几天的延后，则不需要通过成本的增加来调节，此时需要通过调整后续工作的预算来弥补在第四个报告点因零部件的失误带来的成本损失。

3.3 挣值管理应用效果的对比分析

通过上述挣值管理的分析，可以看出挣值管理对于船舶建造在整个过程中的成本与进度的管控十分的重要，也十分有效。以XXX 船船体中日程计划监控为例，运用挣值管理后可以对原有的进度和进行一次调整，使其在进度上能够提前。图1 是运用挣值法得出的大组完工曲线。由该曲线可以看到，大组的进度比计划提前了2 周，使整个造船项目的进度持续加速，达到理想的效果。

图1 运用挣值法的大组完工曲线

4 结语

本文从挣值管理的相关理论基础出发，对船舶企业现行的进度管理中存在的问题进行了详细的分析，发现以往的进度管理都不能有效的将进度和成本相关联，也很难对未完工部分的成本和工期进行合理的预测。因此，本文引用XXX 船的建造项目实例，通过对计划值的记录，每个报告时点的实际成本进行追踪记录以及对整个工期的全方位把握，计算出了该造船项目的成本偏差、进度偏差、成本绩效指数和进度绩效指数，同时也对完工总成本和完工总工期进行了预测，在出现偏差时，发掘在该报告时点影响进度的原因，通过成本增加或者调整后续未完成工作的预算进行全局调整。最后，运用挣值法进行项目建造实例进度的调整，发现在运用挣值法进行调整之后的项目进度相比于原进度都得到了提速，并且整个工程都呈现出持续加速的趋势，再一次印证了在船舶建造中采用挣值管理方法的可行性和有效性。

但由于挣值管理本身不能回答出当前成本和进度绩效形成的原因，此外对于船舶建造过程中完工量的估算，是根据已完成工作量占总工作量比进行估算的，存在一定的人为因素。此方面需要进一步完善。