基于分级网络计划的飞机研制项目进度控制研究

基于分级网络计划的飞机研制项目进度控制研究

0飞机研制项目的进度管理由于有很多活动，飞机开发项目有时可以达到数千公里。不同项目和制造活动都很复杂。同时，它也涉及不同地区的公司和工厂的联合行动。因此，渐进式管理在飞机开发项目中的影响日益突出。为了达到项目的计划目标,就必须对飞机研制项目的进度进行有效管理。本文在研究其工作分解结构(WBS)的基础上,提出了飞机研制项目进度控制的解决办法,即基于WBS的分级网络计划方法。同时针对目前网络图绘制的一些不足,提出了基于WBS数据库的网络图绘制算法,此算法克服了大型研制项目网络图绘制的复杂性,提高了计算机绘制的自主性。1wbs号的编制工作分解结构是一个以产品为中心的层次体系,描述并确定了要研制和(或)生产的产品,并建立起要完成的工作单元之间及它们与最终产品之间的关系。一般一个企业项目的WBS包括三到四级,再往下分解就属于下级企业项目的工作分解结构。某飞机研制项目的工作分解结构见图1,很显然这是最高一级的WBS。在编制WBS号时,WBS号编制到WBS的三到四级,其编制方法见图2。其中WBS号的前两位字母XX表示项目标识符,比如歼击机可以用JJ表示,强击机用QJ表示,接下来的两位数字XX表示WBS的第二级,系列号为00-99中任意数,比如可以用00表示通信与识别,10表示机体,90表示火控等,Y表示WBS的第三级,系列号为00-99中任意数,比如可以用10表示雷达等,下面的Z依此类推,依据这一级的最大分解数的需要设置序列号为两位数或三位数。比如有WBS号为QJ901010可以表示某强击机研制项目火控设备的雷达电子分系统,此WBS分解到了第三级,此WBS为项目最高一级的工作分解结构,也就是描述的是图1中的WBS。如要描述火控研发企业项目的WBS,就需要把图1中火控再往下分解,见图3。可以用0001表示电子分系统,用图1中的火控QJ90作为火控研发企业项目WBS的第一级,这样就用QJ9010100001表示某强击机研制项目火控设备的雷达电子分系统。2逻辑关系项目进度管理的主要方法有网络计划、甘特图等。网络计划的优点是能够清晰地表达各活动之间的逻辑关系,也对复杂项目能够做出可行而有序的安排。同时,网络计划是通过计算机技术进行全过程管理的理想模型。绘图、优化、计算、调整、控制、统计和分析等管理过程都可由计算机完成,易于实现信息化。2.1双代网计划模型由于飞机研制项目结构复杂、零部件众多、技术复杂、风险很高,涉及的活动多且繁杂,有时候某个设计阶段涉及的活动就会达到成千上万个,如果直接对整个飞机进行网络计划,显然会比较复杂而且杂乱,显得不够清晰。这就要求飞机项目采用分级网络计划技术,把子网络计划分配给各个飞机参研制造企业,充分发挥各个飞机参研制造企业的力量,这样不仅可以降低网络计划的复杂度,同时由于分企业结合自己需要与实际来制订网路计划并兼顾总的网络计划,可以减少网络计划的修改程度。为方便起见,下面引入几个定义:(1)定义1:分级网络计划是分布在多个层面上的,各个层面的网络计划之间的联系,只是由上下关系的网络计划组成,网络计划的上一级网络的某些工作对应着下一级的一个子网络。(2)定义2:位于最顶级的网络图称为0级网络图,由工作分解结构的1级、2级得到,其他子网络图均直接或间接由根网络图局部细化得到,分别称为1级、2级、3级……网络图。(3)定义3:同一级的子网络图相互间独立,他们之间的关系由上一级网络图得到。(4)定义4:子网络图G=(V,P,T),其中V为节点vi(i=0,1,2…)的集合,P为任务pij(0≤i<j),T为ti的集合,ti表示任务pij所用时间。基于WBS的双代号分级网络计划模型见图4。(5)0级网络图:一般由研制项目的集团或总公司制定,描述的是项目实施的主要节点。(6)1级网络图:研制项目分公司的工作任务、计划。还有2级、3级、4级……更详细的网络计划,这需要根据各个公司项目实际需要和要求进行制订。2.2双时标网络计划的基础算法在项目实际进行时,会有一些活动或任务因为某些原因而导致工期超前或延后,这就需要定期对网络图进行调整,这就是所谓的动态控制方法。动态控制原理主要是利用网络计划中的活动总时差进行判断。其步骤见图5。在进度计划与实际进度比较中,有甘特图比较法、S型曲线比较法、香蕉曲线比较法和实际进度前锋线法。由于实际进度前锋线法在我国使用比较普遍,研究的也比较深入,所以一般在我国采用实际进度前锋线法。实际进度前锋线法是指在双时标网络计划中,从具体检查时间的时标点出发,把它与它相邻任务的实际进度点相连,之后再把该实际进度点与其相邻任务的实际进度点相连。以图4中的一级网络图为例,所得到的进度前锋线如图6所示,进度前锋线是一条折线,以具体检查时间为基线,即图6中的虚线。进度前锋线与任务路线的交点在基线之上,表示任务进度正常;交点在基线后,表示任务进度提前;交点在基线之前,表示任务进度拖后。根据这些判断规则,可以一目了然地知道当在2012年11月检查任务进度时,任务12进度拖延滞后,任务21进度提前,对于不合适的进度需要依据情况采用图5中的方法进行调整、修改。2.3自动绘制网络图计算机绘制网络图的算法设计基于WBS数据库,即计算机从建立好的飞机WBS数据库中提取任务,然后依据条件在计算机上进行绘制,形成网络图。此方法自动化程度很高,相对Project等软件有一定优势。首先Project软件只能依据任务以及任务之间的关系一步一步去绘制,对于复杂的网络图还需要先在纸上绘制出来再在计算机上绘制,这对于复杂的项目,工作量非常大,而此方法是计算机自动绘制,无论多么复杂的项目都能快速完成。下面结合一个例子对算法做一个详细的说明,见图7中的网络图。2.3.1节点间的紧前紧后关系节点Vi(i=0,1,2…)为网络图中的圆圈,它代表某工序可能的开始时间或可能的结束时间,节点只是表示某一个瞬间。节点间无第三个节点称其为紧前紧后的关系。原点:总的开始的节点,此点在网络图中唯一。终点:总的结束的节点,此点在网络图中唯一。任务:两个节点的连线有一个任务,任务标在连线的上面。2.3.2前置任务与后置任务相结合任务与任务之间关系通过分析只能是以下三种情况:一对一:前置任务只有一个后置任务,同时后置任务也只有一个前置任务。一对多:前置任务有多个后置任务,多个后置任务对应一个前置任务。多对一:多个前置任务对应一个后置任务。2.3.3网络图的绘制(1)步骤1:确定原点。把所有没有紧前任务的开始节点汇在一起,并赋予相同编号,那就是原点,绘图时可以给原点固定的坐标。图7中,任务A、B、C、D、E没有前置任务,他们的起点相同也都是原点,即图中编号为0的圆。圆的中心点设为p0(x0,y0),可根据自己需要设定。(2)步骤2:按先左后右、由上而下的顺序来绘制没有紧前任务的结束节点,并赋予节点编号,规定开始节点编号小于结束节点编号,确保不产生回路。原点与结束节点用箭线连接,并赋予相应任务日期。规定这一级的任务为第1级任务。图7中,任务A、B、C、D、E没有前置任务,他们为第1级任务。实际绘图时,计算机根据条件从数据库中查找。他们的结束节点分别为编号为1、2、3、4、5的圆,圆中心点横坐标xi为(x0+任务工期),纵坐标分别设置为相差固定的值,大小根据使用者需要自己规定,但是这个固定的值保证画出的图在屏幕上能分辨。(3)步骤3:找出前一级任务的后置任务,按照步骤2的规则绘制这一级任务的结束节点,把前一级任务的结束节点与其对应的后置任务的结束节点用箭线连接,并赋予相应的任务和日期。如果前一级任务的某些后置任务相同,则前一级任务的这些后置任务的结束节点汇在一起赋予相同编号。规定这一级任务为(前一级任务级别+1级任务)。绘制完之后,检查是否符合步骤6中的条件,如果符合,则跳转到步骤6,如果不符合则继续下面的步骤。图7中,任务F、G、H、I、J为第2级任务,且任务F、G、H的后置任务相同,则他们的结束节点汇在一起形成节点编号为6的圆,绘制时相应的节点圆的中心坐标依据步骤2。(4)步骤4:找出步骤3这一级任务的后置任务,并按规则绘制。步骤3这一级任务的后置任务有多个,则步骤3这一级任务的后置任务的结束节点绘制多个,同时把步骤3这一级任务的结束节点分别与步骤3这一级任务的后置任务的结束节点相连,并分别赋予相应的任务日期。规定这一级任务为(步骤3任务级别+1级任务)。检查是否符合步骤6中的条件,如果符合,则跳转到步骤6,如果不符合则继续下面的步骤。图7中,任务K、L、M为第3级任务,符合步骤3中的情况,按照步骤3绘制。任务N、Q为第4级任务,其中任务N的后置任务有2个,任务O、P,符合步骤4中的条件,按照步骤4中的方法绘制。其结束节点有两个,分别是编号为11和编号为13的节点圆。(5)步骤5:按照步骤3、步骤4依次绘制后面的任务。当要绘制的任务符合步骤3的条件按照步骤3绘制,当符合步骤4中的条件就按照步骤4绘制。检查是否符合步骤6中的条件,如果符合,则跳转到步骤6,如果不符合则继续按照步骤3、步骤4进行绘制。(6)步骤6:如果要绘制的所有任务的后置任务都为空,则绘制此后置任务的结束节点,此结束节点也就是终点。到此,网络图绘制结束。图7中,当计算机依据条件进入到步骤6,只剩下任务I了,它为最后的任务,此任务符合步骤6的特点,按照步骤6绘制,网络图绘制也结束了。图8为计算机依据WBS数据库绘制网络图的算法流程图,根据此流程,计算机能够相应地自动画出需要的网络图,也便于修改。3wbs数据库的实现在上述算法研究的基础之上,开发了飞机研制项目进度控制管理系统,图9为开发的系统所需要的某型号飞机研制项目的WBS数据库,此数据库包括WBS编号、前置任务、任务时间、父任务等。绘制网络图时,首先找出没有前置任务的任务,即图9中列名为PREDECESSORTASKID为空白的就是。然后按照图8中的流程,从WBS数据库中提取数据,按照2.3.3中的步骤往下绘制,直到满足终止条件为止。最终依据WBS数据库开发的进度控制系统见图10。当需要对网络图进行修改时,只需要修改图9中的数据库。4实现模型的进度调整本文探讨了飞机研制项目工作分解结构的编号规则,并在此基础上提出了飞机研制项目进度控制的分级网络计划方法,这种方法很好地解决了飞