項目管理中不確定性信息的處理模型和綜合項目管理策略

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    摘 要：在綜述經(jīng)典項目管理理論和方法優(yōu)缺點的基礎上，重點分析了項目管理中的不確定性信息的處理方法。針對經(jīng)典項目管理方法難于處理不確定信息，缺乏輔助決策的工具的狀況，文中把系統(tǒng)動力學方法引入到項目管理領域，使之與信息系統(tǒng)技術相結合，建立了項目動力學方法。在此基礎上，本文還介紹了分層次應用各種項目管理方法的綜合項目管理策略。文中的模型、方法和策略在實踐中的應用表明，項目動力學方法和綜合項目管理策略可以較好地處理項目管理中的不確定性信息，是一種輔助宏觀項目管理的手段。

    關鍵詞：項目管理，項目動力學，項目管理信息系統(tǒng)

    1 引 言

    在二十世紀五十年代后，隨著系統(tǒng)工程方法在項目管理中的應用和計算機技術的飛速發(fā)展，人們對項目組織方法、項目計劃優(yōu)化、項目控制方法等方面進行了更為深入的研究，提出了大量的數(shù)學方法和管理模型[2]，使項目管理向著科學化的方向邁進。但是，進入二十世紀九十年代以來，人們發(fā)現(xiàn)利用現(xiàn)有的項目管理手段越來越難于控制巨型項目中大量的不確定性因素，延期和超支仍困擾著大多數(shù)項目，于是人們開始分析造成這種現(xiàn)象的原因，尋找新的項目管理方法。

    本文在綜述經(jīng)典項目管理理論和方法優(yōu)缺點的基礎上，對項目管理中的不確定性信息進行了重點分析。針對經(jīng)典項目管理方法在決策層缺乏輔助分析工具的狀況，文中把系統(tǒng)動力學方法[3][5]引入到項目管理領域，使之與信息系統(tǒng)技術相結合，建立了項目動力學方法，給出了它的推導、定義、適應范圍、實現(xiàn)步驟和應用策略。該方法改變了經(jīng)典項目管理方法“分解”的思路，從項目整體入手處理項目系統(tǒng)中經(jīng)典方法無法處理的非線性、動態(tài)反饋和多影響因素的問題，成為一種項目管理的宏觀控制手段。同時，它也提供了通過模型的積累和項目管理數(shù)據(jù)庫的建立積累核電建設中的專家經(jīng)驗的途徑。

    項目動力學方法是對經(jīng)典項目管理方法的補充。針對各種項目管理方法的特點和適用范圍，本文還給出了基于統(tǒng)一項目管理信息系統(tǒng)，分層次應用各種項目管理方法的綜合項目管理策略。綜合項目管理策略是項目管理思想的發(fā)展，它既注重“分解”的微觀管理又注重宏觀的多因素管理；既注重定量化管理又注重定性化管理。文中給出了綜合項目管理策略的定義、構成、綜合項目管理的學科體系和模型體系以及應用方法等。

    文中的模型、方法和策略在10MW高溫氣冷堆工程（HTR-10）和嶺澳核電工程兩個項目中得到部分應用。結果表明，應用項目動力學方法和綜合項目管理策略可以較好地處理項目管理中的不確定性信息，是一種輔助宏觀項目管理的手段。

    2 經(jīng)典項目管理方法

    項目管理專家Harold Kerzner給項目管理下的定義[2]是：項目管理是為了實現(xiàn)相對短期的一系列特定目標，而進行對工程資源的計劃、組織、指導和控制的系統(tǒng)工程方法。由此可見，項目管理是計劃、組織、控制的系統(tǒng)工程方法，事實上，從本世紀初項目管理方法誕生之日起，項目管理方法的主體就是項目計劃、計劃優(yōu)化方法。圍繞著項目計劃方法，可以把項目管理方法分為四個發(fā)展階段：Gannt圖階段、確定性網(wǎng)絡計劃技術階段，如關鍵路徑法CPM（Critical Path Method）等、概率型網(wǎng)絡計劃技術階段，如計劃評審技術PERT (Program Evaluation and Review Technique)和多因素隨機網(wǎng)絡計劃技術階段，如考慮資金因素的PERT/COST，考慮活動風險的圖評審技術GERT(Graphics Evaluation and Review Technology)和風險評審技術VERT(Venture Evaluation and Review Technology)，以及多種資源（資金、人力等）約束下的網(wǎng)絡優(yōu)化[6]等等。

    項目管理的蓬勃發(fā)展起始于網(wǎng)絡計劃方法的提出，現(xiàn)今各種項目管理方法大多是以網(wǎng)絡計劃為基礎，我們把這種基于網(wǎng)絡計劃技術的項目組織、計劃控制和協(xié)調(diào)方法稱為經(jīng)典項目管理方法。它的突出特點是基于網(wǎng)絡模型的分解思路，它能夠利用量化的網(wǎng)絡來優(yōu)化資源配置，但不考慮項目管理系統(tǒng)的層次，只考慮項目系統(tǒng)中的活動。

    從上世紀七十年代開始，計算機技術開始大規(guī)模應用于管理領域，出現(xiàn)了管理信息系統(tǒng)MIS(Management Information System)，進入九十年代，MIS這一方法在各方面的管理工作中都發(fā)揮了重大作用。在項目管理領域，MIS也逐漸成為日常管理活動的一個重要手段。與此同時決策的科學性日益為人們所重視，出現(xiàn)了決策支持系統(tǒng)DSS(Decision Support System)。這一時期的項目管理方法，在經(jīng)典項目管理方法基礎上，大規(guī)模應用MIS和DSS技術，力圖考慮更為復雜的影響因素，在網(wǎng)絡計劃技術基礎上，建立不同于網(wǎng)絡的管理模型和決策模型來組織、計劃、控制和協(xié)調(diào)項目，我們稱這種項目管理方法為現(xiàn)代項目管理方法。該類方法在經(jīng)典方法基礎上，更注重于信息的溝通和決策行為，注重管理的細致性，力圖為決策層建立決策模型和方法。

    各種項目管理方法所用模型、復雜程度如下表所示：

     從表中可以看到，經(jīng)典項目管理方法是針對管理、執(zhí)行層的，雖然現(xiàn)代項目管理方法提供了對經(jīng)典方法的補充，但由于缺少合適的項目決策模型，該方法還只限于MIS的基本功能實現(xiàn)上，也就是說它只是提供了經(jīng)典方法高效執(zhí)行的“工具”，而不是新的項目管理方法。雖然在上述的方法和模型中也考慮了對風險等不確定性因素的處理，但由于數(shù)學模型的限制，還沒有一種方法能對項目進行中的大量不確定因素進行分析。

    3 項目管理中對不確定性信息的處理

    (1) 基本思路泛普軟件-建筑工程項目管理系統(tǒng)
     如前所述，在項目的控制和協(xié)調(diào)過程中我們必須面對大量的不確定性因素，如天氣的變化，人員變更，匯率變化等等，對這些因素的處理往往只能憑經(jīng)驗在事件發(fā)生后處理。我們希望建立一個對項目系統(tǒng)的模擬模型，以能夠對這些不確定性信息進行模擬，通過模型的模擬運行對這些因素進行定性與定量的分析。為此，我們把系統(tǒng)動力學方法引入到項目管理領域，根據(jù)項目系統(tǒng)的特點，建立了項目動力學方法。該方法所遵循的基本原則是：

    1.面向項目管理的決策層、面向工程實際中的問題。即要適合宏觀決策的特點，解決項目管理中遇到的實際問題；

    2.定性與定量相結合。既注重項目系統(tǒng)中能定量描繪的因素，如資金、工期等，也注重對不容易定量描述的環(huán)境和政策、決策因素的考慮；

    3.直接因果關系原則。即在考慮影響項目系統(tǒng)的因素時，采用因果思考方法，對每個因素只考慮建立與它有直接因果關系的因素，防止間接因果關系產(chǎn)生的同一因素的重復影響（即一般的說，每一變量只能一次直接或間接的影響另一變量），這一原則保證局部不出現(xiàn)變量的高階次項；

    4.在處理不確定量時遵循反推分解的原則。即把不確定的變量分解成易于確定或不確定性小的變量，然后反過來由確定的量推出不確定的量；由不確定性小的量推出不確定性大的量。

     項目系統(tǒng)是一個具有大量反饋的高階次、非線性系統(tǒng)，設項目管理系統(tǒng)在的狀態(tài)可以用向量X(t)來描述：

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     各分量可以是工期、資金、質(zhì)量以及決策、環(huán)境因素（如天氣、銀行利率變化、人員等），設其一階導數(shù)用函數(shù)向量F(t)來表示：項目經(jīng)理博客
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     我們的目標就是對方程 進行計算機模擬。為了簡略起見，這里用歐拉法來離散該方程（也可以采用梯形法、龍格庫塔法等）如下：

     項目的初始狀態(tài)可以根據(jù)以往建設過的工程經(jīng)驗來得到，因此，只要能給出狀態(tài)的變化率F(X(KT),KT)就可以得到下一時刻的項目狀態(tài)。暫且不考慮函數(shù)F的解析式，一般的，F(xiàn)主要受上一時刻項目狀態(tài)和一些環(huán)境因素的影響。

    F(X(t),t)與項目自身狀態(tài)的關系可以分為線性和非線性兩種：線性關系是指直接作用于函數(shù)F(X(t),t)的狀態(tài)變量，用Const*X(t)來表示；非線性關系指狀態(tài)向量X(t)通過影響環(huán)境因素、決策因素等其它變量間接作用于函數(shù)F(X(t),t)。于是有下式：

     式4對F(X(t),t)與X(t)的線性關系進行了分離，因而確定了F'(X(t),t)在KT時刻的值，也就確定了F(X(t),t)。下一步的考慮要針對項目管理系統(tǒng)狀態(tài)空間的各個具體狀態(tài)分量進行，對于各狀態(tài)分量，如進度S、投資C、質(zhì)量Q等，f’(X(t),t)在KT時刻的值可以通過因果關系分析，按照由不確定性小的量推出不確定性大的量的原則把它分解成幾個主要因素的乘積：泛普軟件-建筑工程項目管理系統(tǒng)
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    f1、f2、...、fn的不確定性比f'小，也就是更易于確定。按照這一思路不斷地進行變量分解，分解到各影響因素均可由X(KT)或明確的常數(shù)、圖表表達為止。不難發(fā)現(xiàn)，利用系統(tǒng)動力學方法中的因果關系圖和流圖可以直觀地描述上述的分析思路。

     總結以上的思路，項目動力學方法就是利用信息系統(tǒng)技術，在以往工程經(jīng)驗的基礎上，針對項目決策者所關心的問題，建立因果關系圖和系統(tǒng)動力學流圖，再通過編程模擬計算，分析模型的各變量，完成分析報告和數(shù)據(jù)交換工作的一套決策支持方法。

    (2) 項目動力學方法項目管理論壇
    項目動力學方法是一種決策分析方法，它面向項目管理的決策層，從整個項目系統(tǒng)的角度進行思考，直接針對項目中的問題建立系統(tǒng)動力學模型；同時應用信息系統(tǒng)技術和數(shù)據(jù)庫技術，在一定的軟件支持下完成模擬運行，利用運行的結果來輔助決策，并通過模型進行工程經(jīng)驗的積累。在給出該方法詳細內(nèi)容之前，先介紹一些概念和定義。

     為了描述項目系統(tǒng)要先建立它的變量空間，除了系統(tǒng)動力學方法中常用的狀態(tài)變量、速率變量、輔助變量、常量[1][4]以外，我們還定義了決策變量、項目變量表和項目事件表。幾個基本概念介紹如下：

    1.因果關系圖：用以描述系統(tǒng)各變量之間因果關系的圖表，它由若干因果關系鏈組合而成。它明確的表示了正負反饋的結構和變量間的關系。它不區(qū)分狀態(tài)變量和速率變量，也不區(qū)分物質(zhì)流和信息流。

    2.決策變量：用來體現(xiàn)決策者對系統(tǒng)的影響作用。它的引入給了決策者以充分的權利。該變量直接與速率變量聯(lián)系，形式可以是預先設定的脈沖變量，也可以是連續(xù)變量。

    3.項目變量表：是項目動力學方法的后臺數(shù)據(jù)庫的組成部分，是一個二維關系表。他記錄了模型主要變量的模擬結果和模擬條件以及工程實際結果，同時也起到記錄項目決策及項目進行過程的作用。項目變量表記錄了工程的主要信息及決策條件，因而起到了記錄項目經(jīng)驗的作用，是項目動力學的基礎數(shù)據(jù)表。利用已經(jīng)建設的工程系統(tǒng)動力學模型的項目變量表，可以為新的工程建立項目動力學模型提供專家經(jīng)驗，以方便構模和初始化模型。

    4.項目事件表：是描述工程進展過程中對工程產(chǎn)生較大影響的事件的二維關系表。它也是項目管理方法后臺數(shù)據(jù)庫的組成部分，它記錄的信息包括事件名稱、類型、對項目的影響程度、當時的環(huán)境、處理方式等信息。該數(shù)據(jù)表的建立既是為了積累在項目過程中處理各種問題的經(jīng)驗，也為以后項目建立模擬模型提供參考數(shù)據(jù)和思路，是體現(xiàn)項目動力學方法的繼承性的關鍵之一。它從項目管理信息系統(tǒng)中獲得信息，并為決策支持系統(tǒng)提供信息。

     從項目動力學方法的建立過程，可以大致看到該方法在工程實際中的適用范圍：

    1)適用于工程項目輔助決策的過程。應用該方法決策者可以對人員雇用、資金運用、工期安排等決策者關心的問題進行分析。泛普軟件-建筑工程項目管理系統(tǒng)
    2)適用于工程中不確定因素的影響分析。如分析可能存在的到貨延期對工程的影響、利率變化對總投資的影響等等。泛普軟件-建筑工程項目管理系統(tǒng)
    3)適用于連續(xù)性工程建設的經(jīng)驗積累。

    4 綜合項目管理策略

    綜合項目管理的內(nèi)容由各種項目管理方法組成，按照項目管理系統(tǒng)的層次和功能以及核工程項目系統(tǒng)的劃分可以把它們分為四個部分：決策支持部分、項目組織部分、項目控制部分和公共信息系統(tǒng)部分。泛普軟件-建筑工程項目管理系統(tǒng)
    綜合項目管理策略是以統(tǒng)一的信息系統(tǒng)（包括項目管理數(shù)據(jù)庫）為基礎，實現(xiàn)經(jīng)典項目管理方法和項目動力學方法的優(yōu)勢互補：經(jīng)典方法從項目動力學方法中獲得其它方法不易得到的必要的網(wǎng)絡信息；項目動力學方法從經(jīng)典方法中得到必要的初始參數(shù)；經(jīng)典方法注重項目的組織與計劃的協(xié)調(diào)控制等具體問題，項目動力學方法注重決策分析、質(zhì)量分析等全局問題。pmp
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     綜合項目管理策略四個功能模塊以及它們之間的結合關系如下圖所示：轉自泛普軟件-建筑工程項目管理系統(tǒng)
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    圖2 綜合項目管理策略

    5 結論

    項目管理是涉及多學科的管理技術，本文以系統(tǒng)的觀點來分析項目系統(tǒng)，從項目系統(tǒng)的構成和特性出發(fā)，分析了經(jīng)典方法（包括現(xiàn)代方法）在項目管理中遇到的困難，指出了其核心問題是缺少針對決策層的考慮各種不確定性因素的項目總體分析方法。為了解決這一問題，文中介紹了項目動力學方法的基本思路。為了使各種項目管理方法成為一個有機的整體，還提出了綜合項目管理策略來實現(xiàn)這種結合。

    按照上述的思路和方法，我們應用綜合項目管理策略對10MW高溫氣冷堆工程土建工程中的不確定性因素進行了分析，通過對天氣、人員決策等因素的模擬運行，得到了許多有益的結論。這表明項目動力學方法是一種處理項目管理中不確定性信息的有效方法，它適合于針對決策層的宏觀分析，進一步的研究工作將圍繞綜合項目管理策略和項目動力學方法的完善和應用軟件的開發(fā)進行。

    參考文獻：泛普軟件-建筑工程項目管理系統(tǒng)
    1、王其藩. 系統(tǒng)動力學. 北京：清華大學出版社, 1994, 161-166club
    2、Kerzner H. Project Management: a system approach to planning, scheduling, and controlling. New York: Van Nostrand Reinhold, 1992, 11-19泛普軟件-建筑工程項目管理系統(tǒng)
    3、Alexandre Rodrigues, John Bowers. The role of system dynamics in project management. International Journal of Project Management, 1996, 14(4):213-220http://m.52tianma.cn/
    4、Richardson G P, Pugh A L. Introduction to System Dynamics Modeling with DYNAMO, Cambridge: MIT Press, 1981, 170-175泛普軟件-建筑工程項目管理系統(tǒng)
    5、Jessen S A. Can project dynamics be modeled?. Proceeding 1988 International Conference of System Dynamics Society, 171-187項目經(jīng)理博客
    6、Steve P JR. Project management duration/resource trade-off analysis: an application of the cut search approach. European Journal of Operational Research, 1996,47(3), 697-701泛普軟件-建筑工程項目管理系統(tǒng)