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约束理论(TOC)在轨道交通信号系统安装进度管理中的运用探讨

作者: 发布时间:2020-01-20 13:58:03 阅读: 34 次

【摘要】 轨道交通信号系统是保证轨道交通安全运营的关键系统,安装进度管理是影响信号系统项目进度及项目安全质量的关键一环。传统安装进度管理一般采用简单的时间任务甘特图法,当遇到资源冲突及前提条件变动时则比较僵硬。约束理论(TOC)是对传统项目进度管理的一种理念上的突破,在此将探讨如何利用约束理论更好的处理轨道交通信号系统安装管理中所面临的一些常见问题。

【关键词】约束理论、TOC、关键链、缓冲、信号系统安装进度管理

1、引言

随着我国城市化进程的快速发展和以市场经济为主导的商务活动的日益频繁,城市交通矛盾逐渐严重,发展大容量、环保型、经济型的城市轨道交通,已成为解决大城市交通矛盾的关键。城市轨道交通运输的基本任务是安全、准时、高效率、高密度地运送旅客。城市轨道交通信号系统是保证列车运行安全,实现行车指挥和列车运行现代化,提高运输效率的关键系统设备,它城市轨道交通的指挥系统。目前,我国已经进入了一个城市轨道交通高速发展的时期,每年都有多个轨道交通项目投入运营。因为中国特色国情,当前国内轨道交通信号系统的工期均比较短,一般而言从签订合同到投入运营只有2~3年。信号系统的安装施工则是系统从设计到实物转化的关键环节。如何有效的对信号系统的安装进度进行管理,已成为一个被不断关注的重要课题。约束理论作为对传统项目管理理论的一个创新,如何将其与信号系统安装管理相结合将是本文探讨的内容。

2、约束理论(Theory of Constraints,TOC)

约束理论(Theory of Constraints, TOC)是以色列物理学家、企业管理顾问艾利.高德拉特博士(DrEliyahu MGoldratt)在他开创的更优化生产技术理论(Optimized Production TechnologyOPT)基础上发展起来的管理理论,该理论提出了在制造业经营生产活动中定义和消除制约因素的一些规范化方法,以支持连续改进(Continuous Improvement)

2.1 约束理论的主要思想

TOC首先是作为一种制造管理理念出现。1984年,高德拉特和杰夫•科克斯(Jeff Cox) 合著的管理小说《目标》(The Goal)正式出版,本书创造性的借助于小说的形式,说明如何用近乎常识的逻辑推演,解决复杂的管理问题,来解释TOC理论。

TOC采用了一套简单明了的逻辑推演,来解决所面临的错综复杂的管理问题。它是一种实用理论,它所依据的是人所共知的常理常识和基本的逻辑推理。它遵循着问题越复杂,解决的方法就要愈简单的思路。根据TOC理论,在任何一个客观现实系统中,总是极少数的关键环节约束或制约着绝大多数的普通环节,因此,系统调控时就必须抓住这些关键环节来进行,而不能没有重点全面铺开。就像一条锁链,虽然每一个链环都是承重时必不可少的,但当锁链断裂时,却肯定是最脆弱的那一环,这一环就决定了整条锁链的更大承重。

如果系统中不存在任何约束,那么系统的产出将是无限的,而现实当中不存在任何可以无限产出的系统,所以,一个或多个约束必然存在于任何系统之中。而任何的企业、组织、项目都可以被视为一个系统,因此,想要提高它们的产出,就必须尽可能去打破其自身所存在的各种约束。

TOC的核心思想可以归纳为以下两点:(1)所有系统都存在约束。如果一个系统不存在约束,就可以无限提高有效产出,而这显然是不实际的。因此,任何妨碍系统进一步提升有效产出的因素,就构成了一个约束;(2)约束的存在表明系统存在改进的机会。约束妨碍了系统的有效产出,但同时也指出了系统最需要改进的地方——约束。

为了持续、有效的改进系统,高德拉特博士提出了识别并消除瓶颈的五个核心步骤。

这五个步骤是:

步:找出系统的制约因素。

第二步:决定如何挖尽制约因素的潜能.

第三步:使系统中所有其他工作服从于第二步的决策。.

第四步:为制约因素松绑。

第五步:回到步,识别新的瓶颈,采取新的改进.

2.2 TOC在项目管理领域的解决方案——关键链(CCPM

关键链项目管理(Critical Chain Project ManagementCCPM)方法是约束理论在项目管理中的应用,关键链项目管理方法自提出以来,就引起了广泛的反响,被认为是项目管理领域自关键路线法(CPM)和计划评审技术(PERT)问世以来最重要的进展之一。

关键链法是一种根据有限的资源来调整项目进度计划的进度网络分析技术。首先,根据持续时间估算、给定的依赖关系和制约因素,绘制项目进度网络图;然后,计算关键路径。在确定了关键路径之后,再考虑资源的可用性,制定出资源约束型进度计划——该进度计划中的关键路径常与原先的不同。资源约束型关键路径就是关键链。

关键链在项目进度管理中有以下三类缓冲:

项目缓冲(Project BufferPB):关键链末端的缓冲时间,用来保证整个项目按时完成。

输入缓冲(Feeding BufferFB):安置在非关键链与关键链的接口处的缓冲时间,用来保证非关键链按时完成,不会影响关键的进行。

资源缓冲(Resource BufferRB):资源缓冲并不耗费时间,是为了防止关键链受资源短缺的影响而设置的,只要资源要在关键链上进行分配,并且该关键链上的前序任务由不同资源完成,就要放置资源缓冲,目的是保证资源在其需要时随时可用,并保证资源在关键链任务提前开工的情况下可用。资源缓冲实质上是一种预警机制,通过及时合理的沟通,让资源供应方及时了解项目的最新进展,此保证资源能够及时到位。

一旦确定了“缓冲进度活动”,就可以按可能的最晚开始与最晚完成日期来安排计划活动。这样一来,关键链法就不再管理网络路径的总浮动时间,而是重点管理剩余的缓冲持续时间与剩余的任务链持续时间之间的匹配关系。

3、轨道交通信号系统安装进度管理现存的主要问题

在目前国内的轨道交通信号系统安装进度管理中,各地业主及施工单位均主要采用的项目进度计划技术是关键路线法(Critical Path Method ,CPM)。虽然CPM1956年问世以来,已成为现代项目管理中最重要的一种分析工具,但在具体的信号系统安装管理中,采用CPM法,则存在许多无法解决的问题。

采用CPM法编排的信号系统施工安装项目计划时,一般仅考虑活动间的优先关系约束,在编制项目计划时对资源的考虑十分有限,各个活动所需的资源利用的均衡度较差。例如,当进行轨道计轴安装时,就需要利用计轴厂家提供的专用计轴轨旁磁头钻孔机在钢轨上进行钻孔操作,但一个项目中一般最多只会配备2台钻孔机,这样当利用根据各个活动前后顺序而编制的CPM计划进行项目管理时,经常会发生可以开始施工,但因为机器正在被其它作业组使用而造成项目活动时间延长的情况;或机器闲置,但安装活动的前级条件无法满足,而不能开工的情况。所以CPM的计划结果与实际项目进度差别一般比较大,在轨道交通信号系统安装管理中,主要利用其评价功能,在项目执行中,根据实际进度与CPM计划进度的符合度来评价项目是否运作良好,其本身对项目管理实践的规划功能则很低。

在信号系统施工安装项目工期估算中,由于项目实施环境中存在着的大量不确定性因素等原因,使工期估算通常很难获得基础的前置输入信息,一般采用通过某一项目活动的工作量、资源需求情况、往期同类经验等类比输入来估算安装项目中各个活动的工期。而目前在国内现有的考评环境下,业主及相关管理部门,对计划与实际的完工保障率非常重视,通常会将其视为对项目管理人员的绩效考评的重要指标,在此情况下,为了保证更高的完工保障率就存在各个工作环节工期安全余量预估过高的现象。

传统工程网络计划编制时,所依据的工作时间无论采用何种计算方式,均基于假定项目执行人员是希望项目活动尽快完成,在工作中这些项目人员的行为是趋于努力方向。前文中针对项目不利因素所预估的项目工期安全余量虽然是不可或缺的,但在实际的项目活动中,针对每个单独的任务,这些安全余量一但设立,就很少会不被使用。任务总是很少提前完成,且常有延误产生。任务工期一旦确定,任务成果就基本只会在工期截止时间提交,很少有提前完工。这一现象非常常见,貌似奇怪,但如果转换角度,脱离网络计划管理范畴,从行为科学角度对其进行分析,就会发现这里存在着行为学上的必然性。行为学中的“帕金森定律”(Parkinsons Law)和“学生综合症”(StudentsSyndrome)可以非常清楚的解答这一现象。

4、约束理论在轨道交通信号系统安装进度管理中的运用

基于TOC管理方法的核心就是系统的优化围绕系统的最薄弱环节一瓶颈或约束进行分析,它的中心思想是抓住问题的主要矛盾这一通用的管理哲学。

在信号系统施工安装管理中,管理者应当根据约束因素理论,利用“聚焦五步骤”,对原有的施工计划及流程进行约束分析,步骤思路如下:1、寻找到当前信号施工安装实施中的制约因素。确认其是施工所需资源有限还是人员数量及质量等而到导致总体安装施工受其制约。2、以系统总体的有效进度为判断依据,利用运筹学、管理学等方法优化制约因素的工作效率,在现有条件下尽可能提高资源及人员的利用率。3、根据制约因素的进度,调整其他相关项目活动中的进度,避免产生空等或制约环节已完工,而后续任务还未开始的现象。4、增加制约因素的资源,可采用增加设备或调配人员等方案,使制约因素松绑。此时可以再分析判断当前制约因素是否已经解开,信号系统施工工程进度是否已经加快。如果制约因素不在制约项目整体进度,则回到步骤1,否则转到步骤2

在具体信号系统安装项目计划制定时,则可以将各个分解后的项目活动的时间安全余量统一集中,以50%概率完工时间作为工序估计时间,同时根据安装施工工序间关系约束和工序间的资源约束。在执行过程中,再通过设置项目缓冲、输入缓冲和资源缓冲来降低项目风险,消除了工期延误对后续施工活动造成的影响。项目管理者可以将注意力集中于缓冲的管理,对于正常进展的环节可以减少注意,有助于管理人员聚焦项目关键点。

5、小结

对于整体轨道交通信号系统项目而言,在轨道交通信号系统项目中,将安装施工独立出来观察,可以发现其进度计划环节相对系统中其它部分更易于识别,各个环节间前后依存关系也便于梳理,因此更便于使用约束理论和关键链方法进行分析。应用约束理论对轨道交通信号系统的安装进度进行管理,可以为现有的轨道交通信号系统项目管理模式提出一个有效的补充。可以有效改善信号系统安装中的一些常见问题,同时,也可以对将约束理论应用于整个轨道交通信号系统项目,做一个有益的铺垫。

 

参考文献

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