2011年第8期科技管理研究Science and Technology Management Research201 1 No 8文章編號:1000-7695(2011)08-0183-04基于系統(tǒng)動力學方法的工程項目管理劉洋,盧梅(西安建筑科技大學,陜西西安710055)摘要:隨著建設項目復雜性的不斷增加,工程項目管理的工作難度也越來越大。而傳統(tǒng)的項目管理者局限于細節(jié)問題,忽略了項目實際運行中因素之間的相互作用對項目整體的影響。論文通過系統(tǒng)動力學提供一種自上而下的、從戰(zhàn)略層面來描逑項目復雜系統(tǒng)的管理方法,與前者相輔相成。在分析系統(tǒng)動力學在工程項目管理中的優(yōu)勢之后,借助一個工程項目管理的實例來對其進行應用。關(guān)鍵詞:系統(tǒng)動力學;復雜系統(tǒng);工程項目管理中圖分類號:C931.2文獻標識碼:AProject Management Based on System Dynamics(Xian University of Architecture and Technology, Xi'an 710055, China)Abstract: With the increasing complexity of the construction projects, the work of project management is more and moredifficult. The traditional method of project management is a bottom-up one which often makes project managers confine tothe details and neglect the influence of the interaction between the tasks on the whole project when running the actual project. Based on system dynamics, the paper provides a management method which is top-down and describing the complexsystem from the strategic point to complement the traditional method. After analyzing the advantage of system dynamics inproject management, we apply it through an actual project management.Key words: system dynamics; complex system; project management1引言系統(tǒng)仿真方法2。從動態(tài)觀點系統(tǒng)的研究管理問題是對傳統(tǒng)管理科學的一個突破。目前,系統(tǒng)動力學自從1987年開始推廣魯布革經(jīng)驗以來,我國在廣泛運用于研究城市經(jīng)濟發(fā)展,企業(yè)經(jīng)營管理,宏項目管理實踐上和理論上跨上了一個新的臺階。以觀經(jīng)濟規(guī)劃,區(qū)域經(jīng)濟,能源規(guī)劃,工程系統(tǒng)等許項目工作分解結(jié)構(gòu)(WBs)、網(wǎng)絡計劃技術(shù)和贏得值多領域。法為主的傳統(tǒng)項目管理方法在關(guān)注于項目計劃和項系統(tǒng)動力學是一門分析研究信息反饋系統(tǒng)的學目績效評價上對有效地控制項目起到了重要的作用?？啤Ｋ^“反饋”就是指系統(tǒng)內(nèi)同一單元或同一子但這些傳統(tǒng)項目管理方法無法處理項目管理中的復塊,其輸出與輸入之間的關(guān)系。反饋系統(tǒng)要受系統(tǒng)雜性和動態(tài)性問題,對項目目標的實現(xiàn)已凸顯不足。本身的歷史行為的影響,把歷史行為的后果回授給系統(tǒng)動力學是處理信息反饋系統(tǒng)問題的學科,可以系統(tǒng)本身,以影響未來的行為2)。按照反饋過程的幫助人們認識和解決高階的、非線性的、時變的、特點,反饋可分為正反饋和負反饋兩種。復雜的社會經(jīng)濟系統(tǒng)問題。本文基于系統(tǒng)動力學的2.1正反績項目管理方法,可以幫助項目管理者對項目進行宏指發(fā)生于其回路中任何一處的初始偏離與動作觀上的隨時間變化的動態(tài)控制。循回路一周將獲得增大與加強。具有諸如非穩(wěn)定的,2系統(tǒng)動力學的概述與內(nèi)容非平衡的,增長的和自增長的多種特性2。其關(guān)系系統(tǒng)動力學( System Dynamics)是由美國麻省圖如圖1(a),(b)所示理工學院(M.I.T)的福瑞斯特(Jayw. Forrest中國煤化工假設A發(fā)生變化,er)教授于20世紀50年代中期創(chuàng)造的,它在社會根據(jù)A1的正向因果鏈,經(jīng)濟系統(tǒng)中第一個實踐領域是工業(yè)企業(yè)的經(jīng)營管理,最終1CNMHG漸增強。即流圖中主要分析生產(chǎn)管理及庫存管理等企業(yè)問題而提出的的速率不斷增大,使其狀態(tài)變化不斷地自增強。收稿日期:2010-10-08,修回日期:2010-11-06劉洋等:基于系統(tǒng)動力學方法的工程項目管理工程進度剩余工作量進度壓力圖1(a)正反饋回路圖I(b)正反饋回路估計所需勞動時間2.2負反饋指發(fā)生于其回路中任何一處的初始偏離與動作,資源浪費系統(tǒng)能自動尋求給定的目標,力圖縮小系統(tǒng)狀態(tài)相工程強度工程項目管理工作對于目標狀態(tài)(或平衡狀態(tài))的偏離,具有穩(wěn)定,平衡或自校正的特性2)。其關(guān)系圖如圖2(a),(b)工程成本所示圖3項目質(zhì)量、成本、進度的相互影響因果關(guān)系言分析正反饋回路其狀態(tài)隨時間變化的規(guī)律來進行分析。圖3(a)的流圖如下比例常數(shù)圖2(a)負反饋回路圖2(b)負反饋回路在圖2(a)負反饋回路中,假設Bl發(fā)現(xiàn)偏離目標,根據(jù)B1到B2;B2到B3的正向因果鏈可以使B3與B的變化趨勢相同,但由于B3到B1的負向因果鏈,使得B3的變化趨勢來抑制B1的變化趨圖3(a)正反饋流圖勢的增強,即流圖(b)中的速率逐漸減少,使其IEV—狀態(tài)變量;RT—速率;DT——計算縮小與其目標的偏差。時間間隔3系統(tǒng)動力學在工程項目管理中的應用此系統(tǒng)用 DYNAMO書寫的差分方程式如下:LEV.K= LEV.J+(DT)(RT JK)工程項目管理涉及到的因素很多,我們可以把(LEV. K-LEV. J)/DT=RT JK它看作一個系統(tǒng),在工程項目管理系統(tǒng)中任務規(guī)模脫去 DYNAMO的符號,并令DT趨于0.則可得所需要的人力以及項目進度等因素相互關(guān)系復雜,微分方程式各因素之間都存在各種各樣直接或間接地聯(lián)系。從dEV()/dt=RT(t)設計,土建到安裝,調(diào)試包含了大量的相互依賴的假定RT(t)= CONST*LEV(t); CONST——比例工序。項目管理系統(tǒng)中包含了大量的非線性,不可常數(shù)。逆的聯(lián)系。因此,實際工作中往往難于做到對所有所以dLEV(t)/dt= CONST. LEV(t活動進行優(yōu)化管理。項目管理系統(tǒng)中既包含可以定可解得LEV(t)=LEV(0)*esr量描述的物質(zhì)變量,如材料要求,安裝進度等,同式中:LEV(t)—狀態(tài)在t時的值;LEV(0)時也包含大量的不容易定量描述的軟變量,如政策狀態(tài)的初始值;決策,組織機構(gòu)等寫。下面針對工程項目管理中的CONST—比例常數(shù);e——自然對數(shù)基。進度控制管理方面來分析系統(tǒng)動力學在工程項目管此函數(shù)關(guān)系圖如下:理中的優(yōu)勢:在圖3(a)中,如果實際工程進度落后于計劃LE()·LEy()x進度,必然引起進度壓力,現(xiàn)實中一般是通過加大工人工作強度來實現(xiàn)。這種方法雖然能夠順利達到中國煤化工加快工程進度的目標,但工作強度過大會增加工人的疲勞度,從而影響工程質(zhì)量,造成返工,又會導CNMHG致工程進度進一步的落后。這是一個正反饋結(jié)構(gòu)環(huán)此圖為正反饋回路的狀態(tài)隨時間的變化圖。由下面根據(jù)王其藩2利用系統(tǒng)動力學中的 DYNAMO語圖可以看出,正反饋回路中狀態(tài)值的變化是隨時間劉洋等:基于系統(tǒng)動力學方法的工程項目管理呈現(xiàn)指數(shù)的變化趨勢。要想控制好項目的進度,必須使項目管理者結(jié)合橫道圖或網(wǎng)絡圖不斷地對項目過渡區(qū)進行觀察,盡量控制好項目的進度或在項目實際進LEvLEY()[GL-LEY(O)*e度落后計劃進度的萌芽階段進行調(diào)整控制,以免對項目造成重大的損失。在圖3(b)中,根據(jù)項目未完成的剩余工作量的多少;項目管理人員進行勞動力雇傭決策;當剩余工作量較多時,管理人員將較多地雇傭勞動力時間(t)大量雇傭勞動力的投人必定引起工程進度的加快,在項目規(guī)模一定下,工程進度的加快將導致項目未案例分析完成的剩余工作量的減少,剩余工作量的減少又會已知某工程項目時標網(wǎng)絡圖如圖4所示。該計引起管理人員較少地雇傭勞動力。這是一個負反饋劃執(zhí)行到第6周末檢查實際進度時發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵線路上結(jié)構(gòu)環(huán),在負反饋作用下,系統(tǒng)的行為得到削弱趨的E工作落后計劃進度a周(a=1,2,3,4中的于穩(wěn)定。下面根據(jù)王其藩2利用系統(tǒng)動力學中的任一值)。試對該項目由于關(guān)鍵線路上的進度落后對DYNAMO語言分析負反饋回路其狀態(tài)隨時間變化的項目的實際狀態(tài)的影響進行分析。時間單位為規(guī)律來進行分析。圖3(b)的負反饋的流圖為(周)。比例常數(shù)目標值圖3(b】負反饋流圖LEV—比例常數(shù);RT——速率;CONT—比例常數(shù);DSC——偏差;91p12134GL——目標值。圖4某工程項目時標網(wǎng)絡計劃圖其方程式用 DYNAMO語言書寫如下:LEV. K=LEV. J+DT(rT JK)假設項目管理者對進度落后所做的決策是加大RT KL= CONST* DISC. K工人的工作強度來追趕進度,借助圖3(a),依據(jù)DISC. K=GL-LEV K系統(tǒng)動力學方法對工期落后a周(a=1,2,3,4有上述方程可得:(LEV.K-LEV.J)/DT=中的任一值)對項目實際狀態(tài)的影響分析如下CONST*(GL-LEV. K)利用系統(tǒng)動力學中的 DYNAMO語言,時間常數(shù)脫去 DYNAMO的符號,并令DT趨于0則可得微定義為 CONST的倒數(shù),即T=1/ CONST具有時間的分方程式量綱。當t=nT時,根據(jù)公式dev (t/dt=CONST*(GL-LEV(t))LEV(T)=LEV()* eoNST.=LEV(O)*e(/.at分離變量得:dIEV(t)/(GL-LEV(t))= CONST2.73°*LEV(0)dt解得:LEV(t)=GL-[GL-LEV(0)]eor規(guī)定 CONST=1,時間量綱為周,即T=1當t=1T時,LEv(1)=2.73LEⅤ(0);即其式中:LEV(t)—狀態(tài)在t時的值;LEv(0)狀態(tài)初始值;狀態(tài)值是初始狀態(tài)值的2.73倍;(即關(guān)鍵線路上的E工作的工程進度落后一周時,由于其內(nèi)部因素構(gòu)CL—-目標值; CoNST-一比例常數(shù);一自然成了復雜的正反饋結(jié)構(gòu)環(huán),根據(jù)正反饋結(jié)構(gòu)環(huán)的作對數(shù)基。此函數(shù)關(guān)系如下:用,對項目進度落后的實際狀態(tài)影響擴大了2.73倍)中國煤化工此圖為負反饋回路的狀態(tài)隨時間的變化圖,由CNMH圖可以看出,當回路中某一個元素發(fā)生偏離目標時,LL(∠丿-cLEV(0)=745LEⅤ系統(tǒng)會進行調(diào)節(jié),逐漸縮小與目標的偏差,最后在(0);即其狀態(tài)值是初始狀態(tài)值的7.45倍;穩(wěn)態(tài)區(qū)接近或近似的達到目標值。當t=3T時,LEV(3)=eLEV(0)=20.35LEV劉洋等:基于系統(tǒng)動力學方法的工程項日管理(0);即其狀態(tài)值是初始狀態(tài)值的20.35倍;善項目行為的管理策略。從而使項目管理者能夠從當t=4T時,LEV(4)=eLEV(0)=55.55LEV宏觀上對項目進行動態(tài)的管理(0);即其狀態(tài)值是初始狀態(tài)值的55.55倍;由此可以看出:當關(guān)鍵線路上的工作的工程進參考文獻度落后a周時,由于其內(nèi)部因素構(gòu)成復雜的正反饋[]雷榮軍,畢星.系統(tǒng)動力學在建設項目管理中的應用[J].哈爾濱理工大學學報,2004,9(6):72-75結(jié)構(gòu)環(huán),對項目進度落后的實際影響擴大了ea倍,[2]王其潘.系統(tǒng)動力學[M],北京:清華大學出版社,19因此,當關(guān)鍵線路上的工作的工程進度落后計劃進(3嚴洋,路正南.基于系統(tǒng)動力學機制的工程項目管理研究([]度時,必須采取有效的管理策略,以免使其內(nèi)部產(chǎn)商場現(xiàn)代化,2005(18):75-76生復雜的正反饋結(jié)構(gòu)環(huán),對工程項目造成重大損失。[4]閆文周,袁清泉。工程項目管理學[M].陜西:陜西科學技術(shù)而且項目管理者要對關(guān)鍵線路上的工程進度時刻進行檢查,即使發(fā)生實際進度落后計劃進度的情況,[5]王宇靜.一種基于系統(tǒng)動力學的項目管理方法[冂].統(tǒng)計與決策,2010,(12):34-36也要把它控制在萌芽階段,以免對項目造成更重大[6]趙金樓,齊英.基于系統(tǒng)動力學模型的建設項目的資源管理研的損失。究[冂].科技管理研究,2008,(7):502-504[7]WANG Qifan: NING Xiaoqian: YOU Jiong. Advantages of System5結(jié)論Dynamics Approach in Managing Project Risk Dynamics [J]. E學報:自然科學版,2005,44(2):201-206本文通過分析系統(tǒng)動力學方法在工程項目管理中應用的優(yōu)勢,讓項目管理者以系統(tǒng)的觀點來考慮作者簡介:劉洋(1985-),男,漢族,山東新泰人,研究生,主要各種影響項目行為的因素。并通過系統(tǒng)動力學中的從事工程項目管理研究;盧梅(1971-),女,新疆烏魯木齊人,副DYNAMO語言對系統(tǒng)中各因素相互作用所構(gòu)成的正數(shù)教授,主要從事工程項目管理,工程造價及招投標研究。反饋結(jié)構(gòu)環(huán)和負反饋結(jié)構(gòu)環(huán)進行進一步分析,找出其相互作用的規(guī)律,最終找到滿意的控制項目和改(責任編輯:彭統(tǒng)序)(上接第190頁)ances:A buyer perspective [J]. Intemational Joumal of Purchasing8]馬士華.論核心企業(yè)對供應鏈戰(zhàn)略關(guān)系形成的影響[].工業(yè)m,1998,34(1):24-38.工程與管理,2000(1):24-279]oLEM, OLGA W L Integration between manufacturers and third作者簡介:張紅(1958-),女,重慶人,教授,研究方向為工業(yè)工程與管理;王穎(1985-),女,浙江杭州人,碩士研究生,研究方Production Management, 2008, 28(4): 331-359向為供應鏈管理與物流運作;藍海林(1959-),男,廣東大埔人[10] JOHN T M, SOONHONG M, ZACH G Z. The nature of interfirm教授,博土生導師,研究方向為企業(yè)戰(zhàn)略管理partnering in supply chain management [J]. Joumal of Retailing200,76(4):549-568(責任編輯:熊俊)[11] MOORE K R. Trust and relationship commitment in logistics alli.中國煤化工CNMHG