关键链技术在非标自动化设备研发项目中的运用研究

2022-08-19孔双双

中国设备工程 2022年14期

孔双双

（航天工程装备（苏州）有限公司，江苏苏州 215000）

非标自动化设备并不是通用型设备，外在形式多样化并且基本上是单件小批量化制造，在设计研发方面尚未形成统一标准，要自主研发。在经济社会竞争日益激烈化及客户群体需求持续增多的背景下，各领域对非标自动化设备的需求量也呈现出不断增加的趋势，这种项目通常是结合客户需求而特殊定制的，研发过程过于繁杂、投入的时间成本过高、需要相关领域专家的指导和参与等，通过采用加强项目管理，显著提升项目进度管理水平，减少企业的生产成本，协助其创造更多的生产效益。

1 非标自动化设备研发的基本流程

对于一台自动化机械设备而言，其前期设计质量直接影响着其最后实际应用效果，而现场制造过程给设备带来的影响，实质上就是达成设计环节设定的质量，故而设计是影响机械设备应用质量的重要一环。一台完整的非标自动化设备主要由动力及传动部分、控制及辅助系统等构成。针对非标自动化设备的开发过程，可以简单做出如下概况：企业生产部门结合设计的生产要求，以提升实际生产效率，减少人力资源投入量作为运营目标，将自动化开发需求材料呈递给设计开发部门，开发部门内的工作人员以此为据，编写相配套的设计任务书，随后执行机械设备、零部件生产方案设计等工作内容。

2 项目进度传统管理中存在的问题

2．1 进度计划的合理性不够

针对非标自动化设备研发项目的进度管理计划编写工作，其对项目进度管理人员既有的工作经验表现出较高的依赖性，普遍呈现出单一化、盲目性及主观性强特征，这是造成项目计划科学性、合理性整体偏低的主要原因，未能全面分析工人既有的技能水平及生产环境、设施配置等情况，可能会影响项目实际实施进度的控制效果。

2．2 过度重视时间约束性，而不重视资源约束性带来的影响

在研发项目进度管理实践中。相关主要实施者会把实现投放在生产施工次序、工艺运行程序等方面上，针对项目执行过程中资源实施获得情况的重视度显著不足，直接影响研发项目整个进度中的资源供应情况，很可能造成工作项目不能如期交工。

2．3 不确定性因素的防控力度不足

设备研发工作实践中，有关工作人员应主动落实自身职责，加大项目实施进度的管理力度，全面考虑研发项目推进过程中存在的各种不确定因素，包括自然灾害、设备故障、供应商变化等，但是现实情况上是很少深度分析可能出现的“墨菲定律”或“学生综合征”，可能造成被研发项目进度延后，降低项目的运行效率。

3 CCPM和传统项目管理方法的比较

传统项目管理方法应用过程中，项目的关键路径耗用的时间最多，关键路径上的任务不能出现丝毫延误，否则会对整个项目的工期产生不良影响。如果要提前整个项目的建设工期，一定要加速关键路径上的任务执行进度，特别是要使落后的任务尽早追赶上来，只有这样才能增加项目提前完成后的概率。传统的进度管理方法与CCPM在指导思想上存在相同点，但是也有本质的差异：

（1）基于不同态度审视项目内的资源。传统管理方法CPM/PERT均是仅分析项目内不同活动之间的约束关系，而没有顾及资源给项目带来的束缚，容易造成资源调配极度不合理，相互争夺资源或部分资源闲置浪费的情况流程屡见不鲜。CCPM有效弥补传统方法的不足，其兼顾项目的时间及资源约束，故而基于这种方法编制的项目进度管理计划指导价值更高。

（2）采用不同的态度看待个体的行为因素给项目带来的影响。CPM编写出的项目进度计划内，在项目工期计划内隐匿了大量的安全时间，其没有分析个体的行为因素，例如“学生综合征”给项目建设工期带来的影响，导致很多安全时间被浪费消耗掉，时常有前期项目参建人员极为放松，后期时察觉到工期紧张而被迫通过降低项目质量去追赶工期。前期储留的安全时间作用被埋没，反而造成项目工期计划延长，不利于获得理想的收益。而CCPM编制进度计划时充分分析个体的行为因素对工期产生的影响，故而采用一半的活动时间去估计项目的实际工期，而把压缩下的另一半时间作为建设项目内的缓冲，这样一来在项目早期参与成员主观上便会有紧迫感，岗位工作中不敢出现丝毫懈怠，借此方式消除“学生综合征”给项目工期带来的影响。

（3）站在不同视角看待项目活动推进过程中遇到的风险。CPM/PERT采用90%的概率去估算项目活动工期，这种保守的方法尽管有助于使自身承担较少的风险，但由此直接滋生出估算的工期过于漫长的问题，工作效率相应降低，项目建设中很难取得理想收益。CCPM以50%时间去预算项目的实际执行时间，尽管从浅表层面上分析其将会承担较大的风险，但其可以利用本体建设的缓冲及监控机制逐一解除风险，这种方法应用时站在宏观视角分析问题，考虑的是项目运作全过程的风险，尽管客观上需要承担较多的风险，但是依然能确保项目能如期竣工交付，和传统管理方法相比能给企业带来更多的收益。

4 CCPM在非标自动化设备研发项目内运用

4．1 项目概况

本文选择NRJ公司承制的单锥搅拌机动力输出轴性能测试试验台（PTO）作为研究实例，电机是搅拌机的重要构成，功能主要是传递动力。在本文的实例中，客户向NRJ公司提示了这种设备的整体概念设计，并明确了相应的要求文件。

（1）技术性要求：本试验台要满足30～120马力动力输出轴试验，转速540、720(760)、1000r/min。

（2）交付期限要求：设定项目的合同工期150d，设备进场后，专业检定单位验收合格后支付尾款。

（3）设计要求：客户结合自身对设备产品提出的要求，编制相应设计方案，并把相似产品的生产资料作为参照，提出产品设计时要做到密切沟通，不可擅自调整方案内容。

（4）质量要求：设备产品质量、性能等要符合国家标准，若达不到则不对其进行验收。已知本试验平台的研发工作主要有机械部分、电气部分以及测试程序的功能研发三大部分构成，其中最后一部分是核心，其对项目设计功能的实现情况起到决定性作用，测试内容以输出轴转速、燃油消耗量，出水温度测试等为主。

4．2 项目任务的分解

工作分解结构(WBS)是定义项目管理范畴的重要工具之一，也是项目管理实践中的一项辅助性技术，其具体流程见图1所示。

图1 工作分解流程图

PTO项目的具体工作内容主要有：

（1）概要设计：测试工艺专家与项目经理协同负责执行该项工作，部署各项目工作的具体实施人员，编制相应的进度计划，把客户目标与主观需求转型成详细的设计方案。

（2）建模仿真：该项工作的执行者是测试工艺专家和软件工程师。

（3）机械设计：机械工程师结合客户的实际应用需求，对设备的机械部分开展设计工作。

（4）电气设计：由电气工程师完成该部分工作。

（5）软件设计：软件工程师结合客户需求，软件工程师通过编程去实现相应功能。

（6）组装调试：技术工人结合设计图纸要求及进度计划部署情况，规范组装不同零部件以形成一个完整的设备实体，安装工作整体结束后，软件工程师进行调试，调试好后久可以执行设备的出厂检验过程。

（7）设备验收：设备经检测检验合格后，对其进行分解、包装，运送到客户指定的工厂。

4．3 CCPM在PTO项目内的应用

（1）科学调配约束资源。TOC理论实施过程中的第一项工作是辨识项目进展中的瓶颈，并尝试适宜的方法去处理这些瓶颈。通过分析本项目内的资源调配情况，不难发现项目的瓶颈是任务3、4、5是并行推进的，并且均需要有资源B与C的参与，容易引起项目延期的情况。在本PTO项目内，软件设计的任务涵盖了3个方面，但仅有B、C 2位编程员，项目经理笼粗略的把软件设计的任务传达给B、C 2人，要求其负责完成,但未细化任务，也未对3项任务的实施过程编制优先次序。因为这3项任务均完成后才可以执行下一步任务，故而决定同时实施这3项任务。

通过安排部署后，发现完成这3项软件设计任务至少要耗时80d，并且同时进行这3项任务，超过80d的概率较大。项目经理主动和B、C编程人员交流，不同时执行3种软件设计任务，调整成逐个进行，任务3完成后进行任务4，任务5只有在任务4完成后才可开展。逐个进行3项任务，共计需要64d，和原计划相比节约16d，不仅有利于明显减少项目风险，还能更加清晰的监控任务实际进展状况，规避了过往直至最后才察觉到项目工期拖延的情况。

B、C 2名软件工程师在软件擅长之处也有不同，这就意味着其对各项任务的精通程度也有不同，故而他们单独完成某项任务消耗的时间也固然有差异，项目经理通过对比分析后，发现B比较擅长任务5，而A较擅长任务3、4，据此对3项任务进行了科学分配：C独立完成任务3，B独立完成任务5，B、C共同完成任务4，工作量均是任务4总量的50%。采用这种方法分配任务后，计算发现仅需48d就可以执行完3个设计项目，一方面进一步减少时间成本，另一方面也规避了资源相互争夺与不同成员之间相互推诿责任的情况，确保三大任务相互独立运行的基础上，及时监控项目的实际进展状况，将其对项目总工期形成的影响降到最低。

（2）关键链完善。通过观察本项目网络图，发现很多并行的任务均需要使用资源A，为规避因资源冲突而影响项目实施进度的情况，，一定要精准辨识关键链并作出适度改进，借此方式减少项目延期的风险。为达成以上目标，执行如下工作内容：①结合项目网络图勾画出50%完工概率之下的甘特图；②错开任务一处理资源冲突的问题。比如任务6、8、11之间存在着资源冲突，以上3个任务实施中均需要资源A，可以让任务6、11开始的时间延后，右移这2个任务，这样就规避同时应用资源A的现象，规避资源冲突的情况；③在不影响项目总工期的情境下，尽可能的晚开始任务，通过这种办法晚点开始占用资源。

（3）设置缓冲。项目经理结合项目实际推进情况，采用提前预留资源缓冲的方式，解除因争夺使用重要资源而带来的项目延期的风险。本部门仅有2名电气工程师，电气工程师巧好是PTO项目内的关键资源，结合企业已签署的项目合同，我们不难发现在近期内，有4个项目执行过程中需要有电气工程师的参与。我们无法确保当我们需要这一资源时，其就能在本项目内就位，电气工程师正忙于其他项目无法抽身的情况是不能完全规避的，但为规避以上这种关键资源因无法及时就位而影响该项目工期的情况，项目成员结合既往经验，经商讨后决定在计划内添加4d的资源缓冲。