关键链与关键路径方法对比研究

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摘 要：关键链和关键路径是两种重要的项目进度管理技术，文中对两者的产生与运用现状、理论依据、技术方法、运用范围作了深入的对比研究，以期为国内外相关学者提供新的研究思路及为管理者在选用项目进度管理方法时提供参考。

关键词：关键路径;关键链;项目进度管理

引 言：

彼得·杜拉克说"不能管理时间的人，就不能管理一切。"由此可见项目进度管理是项目成功与否的关键因素。关键链（以下简称CCPM）和关键路径（以下简称CPM）是两项重要的项目进度管理技术。目前很少有文献对这两者进行系统的比较研究，这导致支持CCPM的学者认为关键链是一项全新的、革命性的技术，可有效缩短工期，如Styen H和Herman S认为关键链技术是继CPM／PERT（网络计划技术）之后项目管理技术发展中的又一重大里程碑事件。[1-2]而热衷于CPM的学者则对CCPM评价得一无是处，如有学者认为，CCPM的独特性仅仅体现在这一术语上[3]，这些都源于研究的片面性。其实两者有不同的理论依据、技术方法和运用范围。本文力图通过对两者的比较研究，为相关学者和管理者提供思路和参考。

1 CPM和CCPM的产生及应用现状

CPM是一种常用的数学分析技术，是根据网络图和各活动所需时间（估计时间），计算每一活动的最早或最迟开始和结束时间。[4]CPM最早出现于20世纪50年代，由雷明顿-兰德公司(Remington- Rand)的JE克里(JE Kelly)和杜邦公司的MR沃尔克(MR Walker)在1957年提出，用于对化工工厂的维护项目进行日程安排，它曾在六十年代中期由华罗庚教授引入我国。CPM是目前使用最为广泛的项目管理技术，在解决成本超支和进度拖延问题上卓有成效。

CCPM是1996年Goldratt博士在《关键链--突破项目管理的瓶颈》一书中首次提出的全新理论,关键链是考虑了工序的逻辑关系和资源约束的最长的线路。尽管CCPM起步较晚，但在以色列、美国等国已取得了辉煌的成绩，如以色列政府明文规定，凡参与国防项目招投标的机构，必须应用CCPM管理法，否则没有投标资格。在我国，CCPM的研究只停留在大专院校的实验室中，主要是对方法的介绍，实质性的研究成果较少，更谈不上方法的普及。

2 CPM和CCPM比较研究

2.1 理论依据

CPM和CCPM都体现了约束理论（以下简称TOC）的思想。TOC是Goldratt博士首次提出的管理哲学，它强调整体最优而非局部最优，它的基本思想是生产链中最薄弱的环节（瓶颈），决定了整体生产的速度。在CPM中关键路径决定了总工期，而CCPM中关键链决定了总工期。关键路径和关键链就是"木桶原理"中的那个最短的木板，它的长度决定了水的容量。

区别在于CPM 运用了运筹学的原理，强调选择一个最优的方案，即依照给定条件和目标，从众多方案中选择最短工期，最少资源、最好流程、最低成本和最佳质量的方案。而CCPM强调选择足够好的方案而非最优，其用到的理论依据有聚合理论和中心极限定理[5]。聚合原理就是对各种分散存在或被隔离的内容进行整合，以达到1＋1>2的效果。聚合原理在CCPM中的运用就是将各道工序的缓冲区整合到一起进行统一管理。在相同的完工保证率下，采用聚合原理设计的关键链将大大缩短工期，工序道数越多，这种优势越突出。中心极限定理是指在大量的随机样本中，随着样本数量的增大趋向于服从正态分布。该正态分布的期望和方差等于各独立样本的期望和方差之和。中心极限定理在CCPM中的运用就是即使单道工序的不确定性很大，随着工序的增多，其集合后的不确定性服从正态分布，即在期限内完工的概率大大增强。

2.2 技术方法

从技术处理方法来看，CPM和CCPM在基础数据的采用、瓶颈的确定、缓冲区的设置、任务进度安排的策略、计划表现形式五个方面存在较大的差异。

从基础数据的采用情况来看，CPM的工序时间按90％概率完工估计，这往往导致项目周期过长，这是因为CPM对项目周期的计算一般要受到三方面的影响：不确定性因素、管理层次的高低、防止全局性的削减时间而做出的保护。[6]由于项目的不确定性，CPM一般是以最悲观的情况来估计时间的，而最悲观的时间远远大于最可能的时间；基层管理者考虑了不确定因素给工期加了工期裕量，高层管理者为了顺利完成任务也考虑了不确定因素，也加了工期裕量，这样管理层越多，项目周期就越长；为了防止项目经理对总时间计划的削减而加的工期裕量。为了防止项目周期过长，CCPM的工序时间是以50％的概率完工估计，这就给了项目人员时间上的紧迫性以促进早日完工。

从瓶颈的确定方式来看，CPM是根据各工序的紧前紧后关系，分别按顺推法和逆推法计算各工序的最早时间和最迟时间，然后找出总时差为零的工序，由这些零时差的工序组成的线路就是关键路径。但是CPM没有考虑资源约束，CPM找的关键路径往往是错误的瓶颈。CCPM从根本上解决这个问题，Goldratt博士把关键链定义为考虑资源约束情况下，项目中的最长路径，作为项目的瓶颈。

从缓冲区的设置来看，CPM将缓冲区直接加在每道工序的后面，这只能消化单道工序的不确定性，无法保护整个项目的工期，同时项目成员有可能存在学生综合症、帕金森法则和完工不报告三种行为，即人们总是不到最后时刻不开工，即使项目提前完成也隐瞒不报而通过额外的工作量来填充富余的时间，这都将导致缓冲区形同虚设，项目延期。CCPM运用聚合原理很好地解决了这个问题，将所有缓冲区统一管理，通过设置三种缓冲区来"消化"工期的不确定性，即项目缓冲（PB）、输入缓冲（FB）、资源缓冲（RB）。其中PB是设置在最后一道工序之后的缓冲，用于吸收整个项目的不确定性；FB是指当非关键链接入到关键链时，为保证非关键按时完工不影响关键链而设置的缓冲；RB是当非关键链中的资源导入到关键链中时所设置的缓冲，它只是起到预警作用，并不占用时间。三类缓冲如图一所示：

图一 基于CCPM的三类缓冲示意图

从任务安排的策略来看，CPM强调任务尽早开始，而CCPM则主张任务尽晚开始。将任务尽早"推入"项目，很容易导致学生综合症和帕金森法则及资源冲突。而主张将所需资源和工作在需要时才"拉进"项目中，项目工作只在必须时才执行，与"推入"相比更易获得成功。[7]这是因为尽晚开工可避免资源冲突，提高一段时间内的工作效率。

从计划表现形式来看，CPM是一项点计划，而CCPM是一项区间计划。[8]如图二所示：

图二 点计划和区间计划示意图

CPM中有严格的紧前紧后关系，计划的完工时间可以精确到天，而CCPM中考虑了资源的约束后不存在严格的紧前紧后关系，只有复杂的逻辑关系，计划完工时间只是一个时间区间，只要在这个区间内完工都不属于工期延误，这就赋予了项目更多的灵活性和柔性，也更加贴近实际。

2.3方法的适应性

CPM是一项非常成熟的项目管理技术，广泛运用工业、国防、科研、建筑等多个领域。它最大的特点就是方法简单，按各工序内在的客观规律严密地制定计划，各工序间的衔接清晰明了。但是多年的项目管理实践表明，尽管很多项目运用了CPM技术，但是仍然难逃失败的厄运。根据美国著名研究机构Standish集团在2000年对电脑软件研发项目所进行的调查发现：23％的项目在完工前被迫取消或停止；已完成项目的64％未能按时完成；在己完成的项目中，统计结果表明这些项目的平均完成时间超出了原计划的63％。公司2003年的另一项研究结果显示，在被跟踪的13000件项目中，有82％的项目没有按期完成。[9]这些数据说明CPM在对项目进度的控制上仍有很多不足之处。CPM的不足在于机械地将人和资源同等对待，没有考虑资源冲突对项目的影响，很容易让管理者在是否加缓冲的问题上陷入两难（加缓冲很容易导致偏差不断积累，不利于激励项目人员；不加又会导致项目如期完成的置信度降低，有损信誉）。

根据CPM的特点和不足，其适应于以下情形：

a)有过多次实施经验和相关历史数据的项目；

b)不确定性和风险较小的项目；

c)资源冲突不明显的项目；

d)项目人员的需求层次较高，能主动推动项目前行。

CCPM最大的特点就是不仅考虑了各工序时间上的约束，还考虑了人的因素和资源的约束。CCPM的不足在于起步较晚，理论方面还很不完善，比如在多资源、多项目的情景中如何确定关键链；缓冲区的计算方法只是基于简单的假定和经验，缺乏合理推断；多目标的优化问题，CCPM只是注重工期最短，而没有关注诸如成本、质量等问题；CCPM方法的计算机实现问题，目前通用的管理软件基本都是基于CPM。

根据CCPM的特点和不足，现阶段适用于以下情形：

a)只有一种资源约束的项目，因为如果存在多种资源约束，不同的资源约束会产生不同的进度计划，从而导致紊乱。

b)不确定性和风险较大的且含有大量安全时间的项目，比如研发一类的智力密集型项目。因为常规项目中各工序的时间可以精确计量，不需要统一设置缓冲区来消化风险。[10]

c)项目人员需求层次较低，容易产生学生综合症、帕金森法则、完工不报告的情况，必须借助CCPM方法来强制推动项目前行。

d)单个组织内部控制的项目，因为如果由多个组织参与，各道工序的完成时间由合同严格确定，CCPM作为区间计划的灵活性和动态性将无用武之地。

e)中小型、技术较成熟的项目，因为CCPM在关键链的确定、缓冲区的设置方法等核心问题上还存在争议，因此现阶段不适宜在大型、复杂项目中运用。

3 结论

通过对CPM和CCPM的比较研究，本文认为从理论层面上看，CCPM是一项比CPM更为先进的技术，但是具体到操作层面，由于不同的项目有不同的特点，因此它们有不同的适用范围。相信随着一系列理论难题的突破，CCPM将会有更加广泛的运用。

参考文献:

[1]Styen H．Project management applications of the theory of the constraints beyond critical chain scheduling[J]．International Journal of Project Management，2002，20(1)：75-80．

[2]Herman S．An investigation into the fundamentals of critical chain project scheduling[J]. International Journal of Project Management，2001，19(6)：363-369．

[3]Tavi Raz,Bobert Barnes,Dov Dvir.A Critical Look at Critical Chain Project Management[J].Project Management Journal.2003,(12);24-31.

[4]陈池波等.项目管理 [M].武汉：武汉大学出版社，2006，99.

[5]赵之友.关键链项目管理评价[J]. 科技管理研究, 2008(7).

[6]马国丰等.项目进度的制约因素管理[M].北京：清华大学出版社，2007:69－70.

[7] Leach K．Lean，Project Management-Eight Principles for Success，Book Surge Publishing，2006.

[8] 赵道致,廖华.对关键链法的几个认识误区[J]. 工业工程，2005，8(2).

[9]黄郑兴,项目管理中PERT/CPM与CCM的比较及实证研究[D].天津：天津大学，2009.

[10] 陈伟珂,韩志国.关键链项目管理(CCPM)方法应用边界条件研究[J].水利水电技术，2007，9(38).