多项目资源平衡

1、2727基于 MS Project 的多项目资源平衡 研究与实践科技研发管理处袁伟峰二一二年八月目录 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 一、基于MS PROJECT的多项目资源平衡研究与实践的背景 1（一）满足国家航空武器装备快速升级的需要 1（二）落实集团要求，实现跨越发展的重要途径 2（三）协调公司科研需求与资源支撑矛盾的需要 2 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 二、基于MS PROJECT的多项目资源平衡研究与实践的内涵与做法 3（一）多项目组合优化 3业务目标排

2、序 5评估不同项目的业务目标和项目排序 6（二）确定各项目的关键路径 6使用 MS Project 建立基于WBS的项目进度计划 6建立项目中任务之间的相关性 7确定各项目进度计划的关键路径 8关注可能成为关键路径的任务序列 9查询非关键路径可以调整的时间11（三）多项目资源分配 12创建资源库并共享资源 12在 Project 里设置项目优先级 14查看资源负荷 15使用调配资源工具保证任务的合理安排 16手动调整关键路径，压缩项目周期 18 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 三、基于MS PROJECT的多项目资源平衡研究与实践效果 21（一

3、）不使用调配资源的情景 21（二）允许调整关键路径的策略 23（三）不允许调整关键路径的策略 25基于 MS Project 的多项目资源平衡研究与实践基于 MS Project 的多项目资源平衡研究与实践庆安集团有限公司（简称庆安公司）, 隶属于中国航空工业集团公司，是中国 “一五” 时期的 156 项重点建设项目之一；是中国航空工业最大的机载设备研制、 生产厂家；是国家重点支持的512 家国有优势的大I 型企业； 建有国家级企业技术中心。庆安公司主要承担航空航天机载设备（机械、液压、气动、电子、电气装置及控制系统）系列产品的研制和生产。在机、电、液一体化、机载武器外挂和飞机控制操纵系统开发

4、及橡胶密封件、精密机械、工程塑料、特种焊接、特种铸造、异型复杂工模具和自动化非标设备制造方面都有较强的研制、开发、制造能力。庆安公司拥有先进完善的计量、检测、 试验设施，环境实验室通过国家实验室认证 , 可进行大型武器、外挂等航空产品的气候环境和机械环境试验。此外，企业在特种铸造、板金、冲压、特种钎焊、各型齿轮加工、液压密封等技术领域都有独特的技术诀窍。经过长期的技术累计、技术引进、技术改造和产品结构调整，庆安公司已具有雄厚的科研、开发、设计、生产能力和健全的质量保证体系。已形成以飞机武器外挂装置、飞机操纵控制系统为主导的航空产品体系和以空调压缩机产品为主导的民品制冷产品体系。一、基于MS P

5、roject 的多项目资源平衡研究与实践的背景（一）满足国家航空武器装备快速升级的需要50 多年来中国航空工业一直依存于军事航空制造业，以国家计划性管理决策体制为主，在具体项目研制中的突出特点是：计划管理为主，军民混线生产，具有“以产品为中心”的业务特征。国家航空武器装备快速升级对中国航空企业提出“探索一代，预研一代，研制一代，生产一代”的要求，是打破航空制造企业重生产轻科研传统，实现航空制造企业以生产科研型向科研生产型的转变的契机。科学规划资源、科学利用资源，保证科研、生产项目的顺利进行，是满足国家航空武器装备快速升级的需要，是构建国家强大空防力量的重要保证。 （二）落实集团要求，实现跨越发

6、展的重要途径在全球化的竞争背景下，中国航空工业集团公司立足于打造航空产业的长期竞争力，提出了增强自主创新能力，实现从“引进消化为主”向 “自主创新为主”的历史性跨越，努力建设创新型集团的奋斗目标。中国航空工业走过的道路证明，科技研发能力是经济发展中最宝贵的生产要素。科技研发能力并不能通过自由市场机制而自动获得，企业科技研发能力的发展要靠企业自身高强度的技术学习，研发资源的投入，并与科学的管理相结合。基于MS Project的多项目资源平衡研究与实践是落实集团要求，实现跨越发展的重要途径。（三）协调公司科研需求与资源支撑矛盾的需要新产品开发是企业生命的源泉，只有不断开发具有增长潜力的新产品，才能

7、给企业注入源源不断的动力，维持其持续发展。航空科技的快速发展，特别是机载技术模块化、综合化、机电一体化、多电和光电飞机等发展趋势，对庆安公司现有科研生产能力与水平带来了挑战；国内航空制造企业作为创新主体正在由跟踪研制向自主创新转变，各厂所之间也正在由定点分工、型号竞争向优势互补、合作共赢转变，这对庆安公司的研发提出了更高的要求。庆安公司每年同时运行的新品科研项目达400多项， 在新产品研制开发过程中，研制项目多、周期长，制造效率低与新产品开发需求急迫、工期短等矛盾日渐突出， 主要是由于企业管理粗犷，项目计划和协调工作基本靠手工完成，不能合理有效地调配资源等因素造成。项目管理人员如何在有限的时间

8、内将有限的资源合理地分配到多个项目中，以保证项目的按时保质完成？这就要求项目管理人员对产品研制的全过程规划要清楚、资源要合理预测与平衡、进度计划要科学而准确、进度控制要及时并有效。为解决上述问题，庆安公司自2006 年开始致力于寻求一种在保证同时运行的多个项目研制周期不变的情况下，在现有资源不增加情况下，通过优化项目、共享资源、调配资源、平衡资源，从而使并行的多个项目均按期完工的一种方法。经不断尝试、创新，形成一整套“多项目资源平衡方法”。二、基于MSP roject 的多项目资源平衡研究与实践的内涵与做法任何一个项目都需要消耗一定的资源才能完成，而在一定的时期内，由于某些客观因素的影响，能够

9、提供的资源数量往往有限，这就存在一个如何合理利用这些有限资源的问题。对于多项目管理来说，如果资源计划安排不合理，就可能在计划工期内的某些时段出现资源需求的“高峰”，而在另一时段出现资源需求的“低谷”。当“高峰”与“低谷”相差很大时， 如果计划的某些时段内资源需求量超出最大可供应量， 则会造成“供不应求”， 导致工期延误。而当出现资源需求“低谷”时，则可能造成资源的大量积压，这种资源消耗的失衡，必然会影响项目目标的实现。资源计划应服务于工作进度计划，什么时候需要何种资源是围绕工作进度计划的需要而确定的。因此在制定资源计划之前，必须要有科学的进度计划，而制定进度计划的依据是工作分解结构(WBS)，

10、工作划分得越细、越具体，所需资源种类和数量越容易估计。关键路径法(Critical Path Method, CPM) 最早出现于20 世纪 50 年代，它是通过分析项目过程中哪个活动序列进度安排的总时差最少来预测项目工期的网络分析。这种方法产生的背景是，在当时出现了许多庞大而复杂的科研和工程项目， 这些项目常常需要运用大量的人力、物力和财力，因此如何合理而有效地对这些项目进行组织，在有限资源下以最短的时间和最低的成本费用下完成整个项目就成为一个突出的问题，这样CPM就应运而生了。基于 MS Project 的多项目资源平衡研究与实践就是通过运用目标优化矩阵方法对多项目组合优化、引入工作分解结

11、构WBS的思想对项目计划逐级分解、借助于功能强大而运用灵活的Microsoft Project 建立企业共享资源库、引入关键路径控制的思想，自动或手动调配资源，最终达到在资源有限的情况下，多项目均可有序完成，资源合理分配。主要做法有：(一)多项目组合优化多项目组合是从企业整体出发，动态选择不具有类似性的项目，对企业所拥有的或可获得的生产要素和资源进行优化组合，有效、 最优地分配企业资源，以分散风险，达到效益最大化。多项目组合优化即对众多的项目进行优先排序, 通常包含两个层次的比较和选择 : 第一个是战略层次的优先排序, 即以企业自身的发展战略目标为基本准则,对企业的潜在项目机会进行优先的排序。

12、第二个是对正在执行或者即将执行的项目进行优先排序, 确定这些项目的优先级别, 级别越高者应当优先完成, 并且在项目资源的分配上也应当适当地优先安排。本文对多项目进行的排序, 就是指上文的第二种确定项目的优先次序的方法。对多项目进行优先级排序, 主要是确认出影响多项目进度安排、资源配置的关键项目。多项目组合优化方法有很多，我们采用的是目标优化矩阵方法，这种方法简单易用，而且适合集体决策。这种方法的操作流程如下：1、首先对业务目标进行定义和排序，得出各项业务目标的权重；2、为项目在各项业务目标上的表现打分；3、汇总各项目的总得分，得出项目排序，设置优先级。业务目标排序运用头脑风暴的方法，提出、定义

13、项目业务目标。然后运用目标优化矩阵的方法对项目业务目标进行打分，确定业务目标的权重。表 1 目标优化矩阵-个人打分指标是否国家 重点型号符合公司 未来战略经济 效益技术 难度时间紧迫程度合计排序是否国家 重点型号111141符合公司 未来战略011132经济效益001123技术难度000005时间紧迫程度000114将这个打分表分发到公司主要决策人员，打分规则如下：将横轴上的指标依次与纵轴上的指标对比，相对重要填1，相对不重要则填0；最后将每一行的数字相加；分数最高者优先级别最高，为第一名，以此类推。表 2 目标优化矩阵-集体判断指标集体判断得分集体判断排序权重是否国家重点型号40140.0%

14、符合公司未来战略27227.0%经济效益16316.0%技术难度555.0%时间紧迫程度12412.0%合计100100.0%在公司运行过程中，项目选择指标往往不是一个人决定的，而是集体智慧的结晶。 将个人打分表分别发放给公司的主管领导，分别对相应指标打分。然后把所有领导的打分表汇总，计算各指标的累计得分。得分最高者为第一名，同时用 各项指标的总得分除以总分，这样就可以得出各项指标的权重。这个权重值就是以后作为项目选择和项目排序的重要依据。评估不同项目的业务目标和项目排序表 3 评价不同项目的业务指标是否国家重点型号( 40.0%)符合公司未来战略(27.0%)经济效益(16.0%)技术难度(

15、5.0%)时间紧 迫程度 (12.0%)得分( 分值 * 权重的和)排序产品A542133.811产品B354413.512产品C133222.033评价各个项目在各个评价指标的表现情况，使用5 分制进行打分，如对指标实现有很重要作用则打5 分， 对指标影响不大为1 分， 中间值为3 分； 介于两者之间可以给予2 分或 4 分。 对每个项目的各项指标打完分后，乘以指标的权重加和， 得出各个项目的得分。得分最高者为第一名，依此类推得出项目的重要度排序。这个分值为多项目管理过程中，设置优先级的依据。(二)确定各项目的关键路径使用 MS Project 建立基于WBS的项目进度计划Microsoft

16、 Project 是一个功能强大而且可以灵活运用的项目管理工具，我们可以用该工具来控制简单或较复杂的项目。它可用来安排和追踪所有的活动，让我们对活动的进展实时指掌。同时 Microsoft Project 软件也是非常易用的项目管理软件，我们首先要创建一个新的项目，可以使用项目向导来建立新的项目也可以调用项目模板。首先输入项目的基本信息，如项目开始或结束时间、日程排定方法、项目优先级等。然后对项目任务进行WBS分解，输入所有任务，并确定摘要任务和里程碑等。然后添加任务的工期，所需资源、相关风险等信息。最后添加各任务的前置任务，建立各项任务之间的关联关系，生成任务的开始、结束时间，从而完成项目计

17、划的编制。目前，庆安的新品项目计划工作就是使用MS Project 来完成的。定义了里程碑节点，加入了主要任务之间的相关性，这是建设基于MS Project 的多项目资源平衡研究与实践以来项目计划工作中的一项重要改变，显现了项目的关键路径。以某产品C 为例说明，项目计划只加入了部分任务之间的关联关系，我们可以看到这种方式不能确定项目的关键路径，而且很多任务是并行的，形成明显的任务扎堆现象。图 1 加入部分相关性的项目文件建立项目中任务之间的相关性什么是任务的相关性呢？就是两个连接任务之间的关系。举例而言：地基要墙先建设好时才能粉刷墙面等等，因此， 我们在输入好任务工期， 并且调整好阶层之后，便

18、要设定任务间的关联性。实际上，MSP roject4 种任务的相关性，这4 种的特色如图2 所示。项目相关性是衡量项目工期的关键因素，是查找项目关键路径的基础。相关性的存在是因为项目中的任务有着约束关系，不都是独立运行或并行的；通常，有些任务必须在其他任务开始之前开始或完成。任务并行受限有很多方面的原因，例如，资源不能一次做多个任务、缺乏可用的设备或任务本身的特性（在装配没有完成之前，测试就不可能开始）。基于此，我们根据项目实际情况，添加每一项任务的前置任务。任务相关性范例描述完成 - 开始（FS）只有在任务A 完成后任务B 才能开始。开始- 开始（SS）只有在任务A 开始后任务B 才能开始。

19、完成 - 完成（FF）只有在任务A 完成后任务B 才能完成。开始 - 完成（SF）只有在任务A 开始后任务B 才能完成。2 四种任务相关性类型3 添加前置任务确定各项目进度计划的关键路径在建立好任务相关性之后，我们在甘特图中就可以看到项目进度计划 的关键路径了。 如图 4 所示， 红色任务就是产品C的关键路径，蓝色任务是具有一定可宽延时间的非关键任务。同时我们可以得出产品C的研制周期为303 个工作日。4 查找项目的关键路径4. 关注可能成为关键路径的任务序列默认情况下，关键路径显示根本不能延迟的任务。但是有可能还要查看当前可以落后一天但不影响关键路径的任务，因为如果落后时间超过一天，任务将成

20、为关键任务，可以通过显示项目中的多个关键路径来查看其他有潜在危险的任务。 查看这些具有可宽延时间的任务，有助于提醒即将成为关键任务、而仍然有一些缓冲时间的任务。 6 项目的多重关键路径 在“工具”菜单上， 单击“选项”，再单击“计算方式”选项卡。 在“计算”选项卡的“关键任务定义： 任务可宽延时间少于或等于”下面， 指定任务将被认为是关键任务的天数，如图5 所示。5 计算多重关键路径和关键任务定义我们仍然以产品C为例，将关键任务定义为可宽延时间为3 天的任务，计算其多重关键路径，红色表示关键路径。跟前面相比，很多任务都变成了红色，这表明该项目计划安排非常紧凑，在项目执行过程中要注意多项任务并重

21、，否则可能造成项目进度延迟，如图6 所示。5. 查询非关键路径可以调整的时间在查看关键路径及很可能成为关键路径之后，我们还在想：保证关键路径不变的前提下，如果能够查看到量化的可调整的任务就更好了。在 Project 中详细甘特图恰恰提供这一功能。打开视图其他视图详细甘特图，显示非关键任务的可宽延时间（可宽延时间： 在不影响其他任务或项目完成日期的情况下，任务可以落后的时间量。可用可宽延时间是在不延迟其他任务的情况下，任务可以落后的时间量。可宽延的总时间是在不延迟项目的情况下，任务可以落后的时间量。）告诉您可将任务延 迟 多 长 时 间 时 而 不 会 影 响 其 他 任 务 或 项 目 的 完

22、 成 日 期 。 如 图 7所 示 ，表示任务可在265 工作日之内延迟，而不会影响到项目工期。图 7 非关键任务可以调整的时间（三）多项目资源分配1. 创建资源库并共享资源第 2 节（确定各项目的关键路径）已经解决单项目计划的主要问题，这是多除此之外，多项目管理还需要解决的问题就是多项目在 Project 软件中设置共享资源库是规划资源和解决资源 11 设置项目优先级 首先我们梳理公司资源，建立资源分解结构（RBS）如图8 所示。然后按RBS建立一个只包含资源信息的项目文件，作为企业共享资源库。在这个资源文件里，不添加任何任务信息，只添加企业所有资源的信息，包括资源名称、类型、 数量、成本等

23、。如图9 所示。8 公司资源分解结构（部分）9 建立企业资源文件然后， 在使用企业资源的时候，需要同时打开要处理的项目文件和资源文件，在项目文件中设置资源来源，在共享资源对话框中，选择资源文件作为资源来源。同理，设置所有项目的资源来源，这样企业的所有项目都共用这一个资源库了。10 使用共享资源注意： 为了保证资源库的一致性，在打开项目文件的同时，需要打开资源文件。如果对资源信息做了修改，使用“工具”- “资源共享”- “更新资源库”， 更新资源文件。这样才能保证资源修改的有效性和一致性。在 Project 里设置项目优先级“优先级”表示指定给项目或任务的重要性级别， 这些级别依次表示在进行资源

24、时任务或工作分配延迟或拆分的难易程度。优先级可为01000之间的数字，Project 的默认优先级为500，宽阔的优先级范围给项目管理人员提供了极大的空间。将工作分配的优先级设为1000 与“不调配”具有相同效果，这意味着Project 在调配过度分配的工作分配时，绝不会延迟或拆分该工作分配。我们规定项目得分与项目优先级的对应关系如下表。为了便于操作，优先级值设为整百数值。如 2.03 对应的优先级为400， 3.85 对应的优先级为800， 3.51对应的优先级为700。表 4 项目得分和优先级对照表项目得分优先级0 10 2001 22004002 34006003 46008004 58

25、001000查看资源负荷项目管理的一项重要工作就是监控每个资源的工作分配情况，以便有效地平衡其工作量。有些资源可能过度分配（过度分配：为资源分配了过多的任务，以至于资源无法在可用工作时间内完成这些任务。） ， 而有些资源可能分配不足（分配不足：为资源分配的工时少于该资源的可用工时）。您可以通过MicrosoftOffice Project 中的资源工作表、资源图表、资源使用状况表，查看项目内使用资源（资源：用于完成项目任务的人员、设备和材料）的工作量和可用性，检查这些资源的工作效率情况以及是否需要进行任何调整。12 资源工作表 13 资源图表14 资源使用状况表4. 使用调配资源工具保证任务的

26、合理安排资源冲突或过度分配的时候，Project 会对其所选工作分配进行重新排定，除了了解Project 的调配方式之外，我们选择合适的调配选项。下面我们将并评价不同选择的调配效果，以作为以首先选择查找过度分配的基准：选择相应的时间段，当资源分配超过这个时标记为红色。这个指标表示了工作中对资源过度分配的敏感度。可以选择指标有“按分钟”、“按小时”、“按天”、“按周”、“按月”。从庆安的实际情况来看， 一般选择“按周”作为过度分配的标准比较合理， 下面我们以此为例说明这个选项的含义。 “按周”作为过度分配的标准， 即当为某资源排定的工时与该资源在该周的正常可用性条件下可以完成的工时相比，至少超出

27、一周时，调配资源。 例如， 假设您具有两个工期为1 工作日的任务，开始时间和完成时间为同一日期， 并且分配给同一资源，那么在技术层面上来说，该资源将过度分配8 小时。如果您将过度分配时间段设置为“按天”， 该资源将被标记为过度分配，并且将被调配。但是，如果您将过度分配时间段设置为“按周”，并且该资源每周有正常的 40 小时的可用性，那么该资源将不会被标记为过度分配，因而不会被调配。这是因为16 小时的总工时并没有超过该资源一周内40 小时的可用性。调配顺序：指定 Project 延迟或拆分过度分配任务的顺序。在 Project 确定导致过度分配的任务和可以延迟的任务后，将使用指定的顺序进行调配

28、。可以选择方式有：“按标识号”、“标准”、“优先权，标准”。下面重点介绍“标准”和“优先权，标准”的调配顺序：“标准”是指 Project 查看前置任务相关性、可宽延时间、日期、优先级和限制， 以确定是否调配任务以及如何调配任务。这是默认设置。 “优先级 , 标准”是指 Project 首先查看优先级，然后查看前置任务相关性、可宽延时间、日期和限制，以确定是否调配任务以及如何调配任务。对于庆安来说，每年在研项目达百余项，它们的优先级肯定是不同的，因此我们一般应该采用“优先权，标准”的调配顺序，这就要求我们事先设置各项目的优先权。图 15 资源调配方式选择仅在有效可宽延时间中调配：只调整非关键路

29、径的任务，以避免延迟项目的完成日期。这个选项需要根据在研项目的实际情况进行调整，如果在多数项目中，没有很多内置可宽延时间，那么就不能选择这个选项，否则，在该设置条件下调配后，将看不到显著的改变。默认情况下，此复选框为未选中状态。调配操作可以调整任务的个别工作分配：允许调整某任务的资源，而不牵涉同一任务的其他资源。这是对所有项目有效的全局设置，默认情况下为选中状态。如果希望有选择地调配指定任务的个别工作分配，可以向任务工作表添加“调配工作分配”域，再将该域设置为“是”或“否”。调配操作可以在剩余工时中创建分隔：允许调配操作通过在任务或工作分配的剩余工时中创建拆分来中断任务。这是对所有项目有效的全

30、局设置，默认情况下为选中状态。如果希望有选择地允许调配操作拆分指定任务的剩余工时，可以向任务工作表添加“资源调配可以分隔”域，再将该域设置为“是”或“否”。5. 手动调整关键路径，压缩项目周期在 Project 调配资源时，允许手动进行控制。使用手动调配时，打开“资源调配”对话框，选择合适的调配选项，并单击“开始调配”之后，就会执行资源调配。如图13，调整55 号任务的前置任务，修改延迟时间为-10%，表示在 49 号任务完成90%的时候，55 号任务提前启动。如图14、 15 所示。16 项目甘特图18 关键路径手动调配后甘特图 18 关键路径手动调配后甘特图 17 设置延搁时间 手动调整关

31、键路径，压缩项目周期的方法，简便、易行，效果明显，但是调整前对任务是否可以设置延搁时间，资源负荷是否均匀等情况需综合考虑。建议手动调配与自动调配交互使用，避免资源冲突。三、基于MS Project 的多项目资源平衡研究与实践效果通过近四年的不断改进与完善，庆安“基于MSP roject 的多项目资源平衡研究与实践”已经形成一整套理论和方法，实践证明其运行有效，使新产品推出的速度不断加快，提升了竞争力，打开了创造价值的空间。过去一个项目从立项到产品装配部队需要10 年左右，现在，新项目研发周期缩短到2 4 年；产品生产交付周期也大幅度缩短，驱动系统和舵机类产品分别从18 个月和 12个月缩短至8

32、 个月。 科研项目综合完成率从60%提高到85%， 产品交付能力每年以 30% 50%的速度增长。周期短、质量好，用户满意度越来越高。2007 2010 年，国家新立项的型号飞机，庆安签订研制技术协议的数量较以前有明显增加。下面以三个在研项目为例，详细说明庆安是如何实现多项目资源分配问题和关键路径控制的，并比较出不同调配方式的效果。背景介绍：三项产品分别为A、 B、 C，要求开始日期分别为2008 年 4 月 1日、 4 月 15 日和 6 月 13 日；使用多项目组合优化的方法，对三项产品进行排序如表所示，进而确定产品A的优先级为800， B的优先级为700， C的优先级为400。表 5 三

33、项产品的排序项目 名称是否国家符合公司经济技术时间紧得分重点型号未来战略效益难度迫程度( 分值 * 权排序( 40.0%)(27.0%)(16.0%)(5.0%)(12.0%)重的和)产品A542133.811产品B354413.512产品C133222.033打开三个项目文件，查看各自关键路径和总工期，在资源无限大，不考虑资源分配的问题，所以这个工期是项目的最短工期，可以作为其他调配方式的基准。产品A的总工期为128 个工作日；产品B的总工期为205个工作日；产品C 的总工期为303 个工作日。表 6 项目的最短工期和起至时间项目名称工期开始日期结束日期产品A研制计划128 工作日2008 年 4 月 1 日2008 年 9 月 25 日产品B 研制计划205 工作日2008 年 4 月 15 日2009 年 1 月 26 日产品C研制计划303 工作日2008 年 6 月 13 日2009 年 8 月 11 日然后我们考察资源的过度分配状况。首先， 打开任一项目文件的资源使用状况表，因为三个项目使用公用资源文件，所以该资源工作表即整个企业的资源使用状况表。从表7 中，我们可以看出存在资源使用过度的情况，106