关键路径挣值法在输变电工程中的应用

摘 要：【目的】以上海市某110 kV变电站工程为例，探讨关键路径法（Critical Path Method，CPM）在变电站工程施工管理中的实际应用效果，特别是在进度控制、成本管理和风险评估方面的表现。【方法】对一个110 kV变电站工程案例进行分析，详细阐述CPM的具体应用流程，包括识别项目关键路径、优化资源分配及预测进度和成本的偏差。【结果】研究结果表明，采用CPM能显著提高项目管理的精确度，为项目团队的决策提供及时且有效的支持，从而提高整个施工过程的效率和质量。【结论】不仅为类似输变电工程项目提供了科学的管理策略和方法论，还对推动工程管理领域的理论发展与实践创新具有重要的参考价值。通过实证分析，表明在变电站工程施工中运用CPM的必要性，为未来工程管理的标准化和精细化提供可行的路径，同时也为应对复杂工程项目中的风险和挑战指明方向。

关键词：关键路径挣值法；110 kV变电站；施工管理；成本进度控制

中图分类号：F426；TU-9" " 文献标志码：A" " 文章编号：1003-5168（2025）01-0011-06

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2025.01.002

Application of Critical Path Earned Value Method in Power

Transmission and Transformation Engineering

—Taking a 110 kV Substation Project in Shanghai as an Example

YANG Shan

（Shanghai University of Electric Power， Shanghai 200090， China）

Abstract： [Purposes] This study aims to explore the practical application effect of Critical Path Method （CPM） in the construction management of substation engineering， especially its performance in schedule control， cost management， and risk assessment.[Methods] By analyzing a case study of a 110 kV substation project， this study elaborates on the specific application process of CPM， including identifying project critical paths， optimizing resource allocation， and predicting deviations in schedule and cost.[Findings] The research results show that using CPM can significantly improve the accuracy of project management， provide timely and effective decision support for project teams， and thus enhance the efficiency and quality of the entire construction process.[Conclusions] This study not only provides scientific management strategies and methodologies for similar power transmission and transformation projects， but also has important reference value for promoting theoretical development and practical innovation in the field of engineering management. Through this empirical analysis， this study emphasizes the necessity of using CPM in substation construction， providing a feasible path for the standardization and refinement of future engineering management， and also pointing out the direction for addressing risks and challenges in complex engineering projects.

Keywords： critical path earned value method; 110 kV substation; construction management; cost schedule control

收稿日期：2024-09-09

作者简介：阳山（1983—），男，本科，高级工程师，研究方向：输变电工程施工、智能电网工程管理、招标咨询。

0 引言

输变电工程作为国家基础设施建设的重要组成部分，其施工管理涉及较大的资金投入，且技术要求高、资源协调复杂等。此外，该类项目通常具有规模大、建设周期长的特点，且易受外部政策因素影响。在这一背景下，变电站项目的建设进度和成本控制显得尤为重要，这将直接关系到整个输变电系统的经济效益［1］和社会影响［2］。

传统的挣值法（Earned Value Management，EVM）作为一种广泛用于项目绩效分析的方法，在很大程度上依赖于货币度量来评估项目进展。然而，该方法在区分关键线路与非关键线路工作对项目整体影响方面存在不足，可能导致项目管理者对项目健康状况产生误判，从而采取不恰当的管理措施。基于此，本研究采用基于关键路径的挣值法（Critical Path Method，CPM）对输变电工程的项目进度和成本进行管理，以期提高项目管理精确性和有效性。

本研究首先概述了关键路径挣值法的原理，并通过实际案例详细阐述其在110 kV变电站工程施工中的应用；其次，重点探讨CPM在进度控制、成本管理中的优势，旨在为类似工程项目提供一种更为科学、系统的项目管理策略。通过这种方式，为输变电工程领域的项目管理者提供有益参考，促进工程管理理论与实践的创新发展。

1 关键路径挣值法的原理

基于关键路径的挣值法（CPM）是一种先进的项目管理技术［1］，通过工作分解结构（Work Breakdown Structure，WBS）将项目细分为小任务，并建立任务间的逻辑关系。该方法利用项目网络图来确定每个任务的开始时间，并识别出关键路径，即对项目完成时间影响最大的任务序列。CPM帮助管理者监控关键任务进度，并及时调整计划［3］、优化资源分配［4］，确保项目能按时完成［5］。

1.1 传统挣值法评估指标

挣值法是一种用于比较项目计划与实际执行情况之间差异的绩效管理方法，通过三类指标（基本指标、绝对指标和相对指标）来监控项目的运行情况，指标的具体含义见表1。

由表1可知，绝对指标对项目进行定量分析，相对指标则对项目进行定性分析。然而，无论是定性分析还是定量分析，其对最终结果并没有本质影响。因此，本研究主要使用相对指标来分析项目的实施情况。

1.2 关键比

在项目实施过程中，可能存在多条关键线路，且受不同因素影响，关键线路可能会发生变化。因此，对关键线路和非关键线路的综合分析是非常有必要的。关键线路上的关键工作因消耗的资源不同而对线路的影响也有所不同。为了提高项目挣值分析结果的精确性及在项目调整时更有针对性，本研究引入一个新的参数，即关键比（Critical Ratio，CR）。

关键比（CR）是根据关键工作对项目进度的影响程度来定义的。具体而言，关键比是指关键工作持续时长与其所在关键路径中工作持续时长最大值的比例。关键比的计算见式（1）

[CRi=ti/tmax] （1）

式中：[ti]为关键工作[i]的持续时长；[tmax]为该关键路径中所有工作中持续时长的最大值。

通过引入关键比CR，项目管理者能更精准评估每个关键工作对项目进度的影响，从而在项目监控和调整过程中做出更有效的决策。

1.3 关键路径挣值法的项目进度分析

为了能更精准评估项目绩效，本研究在传统挣值法的基础上，提出区分关键路径与非关键路径的方法。在此基础上，引入关键线路已完工作预算成本、关键线路计划工作预算成本和关键线路已完工作实际成本这三个新的基本指标，可计算出关键路径上的进度绩效指数和成本绩效指数。

SPIcp反映了关键路径上的进度情况。当SPIcp大于1时，表示关键路径上的工作进度领先于计划；当SPIcp小于1时，表示关键路径上的工作进度落后于计划。

CPIcp反映了关键路径上的成本控制情况。当CPIcp大于1时，表示关键线路上的工作成本低于预算，有成本结余；当CPIcp小于1时，表示关键线路上的工作成本超出预算，存在超支的情况。进度控制对项目的合理监控至关重要。基于关键线路建立的进度绩效指数SPIcp有四种分析情况，具体见表2。

如果关键线路没有时差，即当进度偏差为负值时，表明项目进度落后，需要加强施工以提高进度；反之，当进度偏差为正值时，并不意味着项目进度提前。如果非关键路径的延误超过总时差，仍会导致工期延误，并可能使原本的非关键线路转变为关键线路。

在使用本研究提出的方法进行分析时，需要注意两个方面：一是项目可能存在多条关键路径，关键路径与非关键路径在一定条件下可以相互转换；二是项目路径的变化会影响施工进度。因此，管理者必须对关键线路进行有效监控。当工期发生变化时，必须重新识别关键路径，以确定项目整体是否受到影响。在检查时，应详细讨论关键路径的绩效掩盖问题，即进行挣值绩效分析。

进度偏差包括滞后和提前这两种情况。项目进度滞后通常是因施工效率低下或资源使用不当；项目进度提前则可能是因为施工效率高、资源充足和使用率高。在实际操作中，导致施工项目进度延迟的原因复杂且多样，但总体上是由人员、材料、机械、环境和管理问题引起的。例如，管理人员能力不足、设计误差、操作人员不足、机械设备不完善、雨季过长、与承包商沟通问题等均有可能导致项目延误。同样地，项目提前可能是因为管理人员监管不严导致质量下降，或是因为高投入资金。因此，管理人员要根据实际情况，深入探索项目施工过程中存在的问题，并及时改进和完善，确保项目进度［6-8］。

2 应用案例

2.1 案例介绍

上海市某110 kV变电站整体为地下一层、地上二层，工程占地面积为1 025 m²，建筑面积为2 442 m²，建筑总高度为12.10 m，地上部分采用钢结构，地下部分采用钢筋混凝土结构。工程的建筑物屋面防水等级Ⅰ级，耐久年限为50 a，抗震设防烈度为7度，属丙类建筑。项目涉及的分包商、供应商较多，专业分包复杂，交叉作业和专业衔接协调难度大，工期紧、任务重、建设管理要求高。计划工期为215 d，其中，土建部分要求2024年5月底之前完成。土建施工计划图和网络图分别如图1、图2所示。

该案例的关键路径有01-02-03-04-05-06-07-08-09-10-11-12-13-14-15-16-17-18-19-22-23和01-02-03-04-05-06-07-08-09-10-11-12-13-20-21-22-23两条。

2.2 监控点的改进挣值计算实例

在第21周周末对项目进行监控，即任务14：CR = 0.140、BCWP = 92.32、BCWS = 92.32、ACWP = 90.03；任务16：CR = 0.023、BCWP = 28.5、BCWS = 28.5、ACWP = 27。

关键路径2的任务数据为任务20：CR = 0.563、BCWP = 361.25、BCWS = 362.25、ACWP = 363.10。

根据数据计算可得[T=215、T0=147、T-T0=68]。

项目关键路径1挣值具体计算过程如下。

[（ BCWPCP1 ⋅CRi）=92.32×0.140+28.5×0.023=13.300 3]

[（ BCWSCP1 ⋅CRi）=92.32×0.140+28.5×0.023=13.300 3]

[（ACWPCP1⋅CRi）=90.03×0.140+27×0.023=13.225 2]

[SPICP1=BCWPBCWS=5.018 035.018 03=1]

[CPICP1=BCWPACWP=13.300 313.225 2=1.005 7]

项目关键路径2挣值具体计算过程如下。

[（BCWPCP2⋅CRi）=0.563×361.25=203.383 75]

[（BCWSCP2⋅CRi）=0.563×362.25 =203.946 75]

[（ACWPCP2⋅CRi）==0.563×363.1=204.425 3]

[SPICP2=BCWPBCWS=203.383 75203.946 75=0.997 2]

[CPICP2=BCWPACWP=361.25363.10=0.994 9]

上述计算结果表明，关键路径1的进度和成本均在控制范围内，成本有小幅结余，表现良好。但关键路径2显示进度和成本都落后，要采取措施以提高效率和控制成本。这样的挣值管理分析对项目经理来说是非常宝贵的，能帮助其及时调整策略和资源分配，确保项目成功。

2.3 应用结果

应用CPM后，项目管理者能更好监控关键任务进度，优化资源分配，确保项目按时完成。在变电站工程案例中，CPM的应用能显著提高项目管理的精准度和有效性。

2.4 存在的问题和挑战

在实际应用中，CPM面临项目路径变化、多条关键路径等挑战。项目路径变化可能导致关键路径需要重新识别，影响项目整体进展。此外，进度偏差和费用偏差分析也需要综合考虑多种因素，如人员、材料、机械、环境和管理问题等［4］。

2.5 优化CPM应用的建议

为了优化CPM的应用，建议定期更新项目网络图和关键路径信息，以适应项目进展变化。同时，加强对进度偏差和费用偏差的深入分析，综合考虑多种因素的影响。此外，结合其他项目管理工具和方法，如敏捷管理、精益管理等，以提高项目管理的效能。

3 结语

本研究通过案例分析，展示了关键路径挣值法（CPM）在110 kV变电站工程施工管理中的应用效果。CPM通过识别关键路径、优化资源分配和预测进度成本偏差，显著提高项目管理的精准度和有效性，并引入关键比（CR）这一参数来进一步提高项目挣值分析的精确性。尽管存在项目路径变化、多条关键路径等挑战，但CPM为输变电工程项目提供科学的管理策略，对推动工程管理理论与实践发展具有参考价值。未来，可探讨CPM在不同工程项目中的应用，并结合其他管理工具，提高项目管理效能。

参考文献：

［1］夏雯钰.坞家220千伏输变电工程项目成本控制研究［D］.镇江：江苏大学，2019.

［2］余云川，周豪奇.挣值法在输变电工程项目管理中的应用研究［J］.项目管理技术，2021，19（5）：144-148.

［3］崔琦.生态城220 kV变电站工程进度与成本控制研究［D］.天津：天津工业大学，2021.

［4］慕光宇，李莉，张文孝，等.基于CPM和挣值法的船舶建造项目进度控制的研究［J］.科技管理研究，2011，31（7）：206-208，186.

［5］白晶晶.基于关键路径挣值法的C景观园林工程成本控制研究［D］.包头：内蒙古科技大学，2022.

［6］张妍.改进挣值法在道路施工项目成本控制中的应用［J］.工程造价管理，2024，35（2）：69-75.

［7］张帅，谈飞.基于改进挣值法的工程项目进度优化研究［J］.土木工程与管理学报，2014，31（1）：96-100.

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