项目进度管理中基于挣值的随机工期分析丨Engineering
项目进度管理中基于挣值的随机工期分析丨Engineering
engineering2015
《Engineering》是中国工程院院刊主刊，工程类综合性期刊，旨在为全球提供一个高水平的工程科技重大成果发布交流平台，报道全球工程前沿，促进工程科技进步，服务社会、造福人类。中国科技期刊卓越行动计划领军期刊。 中英文出版，全文开放获取。
引言
挣值工期管理（EDM）是一种用于项目进度管理（PSM）的研究方法，当无法使用挣值管理（EVM）时，可以考虑这种方法。挣值工期管理用于估算进度偏差和最终项目工期。挣值工期管理和挣值管理的关键区别在于：在挣值工期管理中，用工作周期表示活动的值；而在挣值管理中，用成本表示活动的值。在本研究中，西班牙巴亚多利德大学的Fernando Acebes等研究人员将展示如何使用挣值工期管理监控随机项目。为便于解释该方法，本研究通过实例分析对呈现出高度不确定性的项目开展研究，项目中的各项活动采用随机工期。根据这些活动的网络拓扑分析该方法的可用性，并比较了挣值管理和挣值进度分析法（ESM）对项目进度管理的作用。
作为项目管理的一个重要方面，监控活动贯穿了整个项目生命周期。 挣值管理（EVM）是1967年至今应用范围最广的项目控制工具。 美国国防部（DoD）曾签发一项指令，将关键的挣值管理参数纳入了35项标准。任何工业企业就主要系统采购拟订某种成本补偿或激励合同时，均应满足这些标准。 美国国防部提供了挣值管理系统（EVMS），美国政府是该系统的首位用户，并且近几十年来一直使用该系统 。后来，该系统被澳大利亚、加拿大和瑞典等其他国家采用。采用挣值管理的关键在于，当政府作为预算超支的最终责任方时，需预防成本增长的风险。
挣值管理最初用于监控项目成本。 研究人员会在规划阶段估算每项活动的工作周期，同时考虑活动内在的偶然不确定性，以提高项目控制和最终工期预测的精度。 例如，在挣值管理框架内改进项目监控的过程作为起始点。将该过程用于挣值工期管理，以便进一步了解任何中间控制里程碑与计划进度之间是否存在偏差，并估算最终的项目工期。根据由此获得的结果以及从真实项目中获取的数据（网络拓扑存在显著差异），使用平均绝对百分比误差（MAPE）比较了挣值管理和挣值进度。
项目监控过程是项目管理中的超越函数。 它们旨在获取项目执行状态信息，并将其与基准情形进行比较。如分析与规划内容之间的差异，以便在是否采取纠正措施的决策过程中发挥作用。随着时间的推移，人们在该研究方法的基础上不断创新，从而在每次监测中调整对未来的预测和对项目的控制措施。人们在这两个研究方向（项目控制和预测）上对该研究方法的所有改进均旨在通过减少误差来提高结果的有效性。
挣值工期管理是一种基于工期建立的绩效指标，以便完全分离进度和成本绩效度量的研究方法。 挣值工期管理侧重于单独使用基于时间的数据生成工程进度指标。该方法以工作周期而非货币单位表示项目活动的值。依靠这些信息，可以在规划阶段创建如图1所示的曲线：计划总工期（TPD）、挣值总工期（TED）和实际总工期（TAD）。该方法与挣值管理有明显的相似之处：①计划总工期指整个项目中的累计计划工作周期；②实际总工期包括实际工期（AD）之前直至实际工期的所有工作周期；③挣值总工期指直至实际工期所挣值的工作周期[即按计划工作的比例表示已执行工作的值（如工作天数）]。
图1. 挣值工期管理概念图。
随机挣值工期法又被称为随机挣值分析，是一种用于监控项目的研究方法， 该方法的应用主要分为两个阶段（图2）。首先，在规划阶段，收集关于各项活动的偶然不确定性的有用信息（即概率分布函数的类型和特征参数，如期望值、标准差、最乐观完工日期、最可能完工日期和最悲观完工日期等）。然后，通过蒙特卡罗模拟生成大量模拟项目。这些获批的计划项目的“实例”是符合有用信息（即活动的网络拓扑和不确定性）的模拟计划项目的集合。此外，活动的分布函数类型不影响指标表达（计划总工期、实际总工期和挣值总工期），原因是将采用预期值（工时单位）表示这些指标。当使用蒙特卡罗模拟时，分布函数的类型会影响活动赋值。因此，与各控制点的计划项目相比，正在进行的项目在实际情况下会受到影响。
图2. 随机挣值工期法的流程图。
在本研究的两个案例分析中，随机挣值工期法和随机挣值法提供的最终项目工期估算值相近。 为对两者进行比较，从OR-AS数据库中选择了真实项目样本，并评审这些样本的估算值精度[平均绝对百分比误差（图3）]。本研究首先得出的结论是：在管理随机项目时，随机方法（即随机挣值工期法和随机挣值法）得出的估算值精度高于挣值进度法。随机挣值工期法和随机挣值法在2012‒10和2016‒15项目中表现出相似行为。这些项目的基线计划工期、实际完工日期、计划总工期、实际总工期和路径数量值各不相同，但串行/并行指标超过0.5（即采用串行项目网络）。2014‒08和2016‒28项目的串行/并行指标相近（0.41与0.45）。在2014‒08项目中，随机挣值法的表现优于随机挣值工期法，但在2016‒28项目中，随机挣值工期法的表现优于随机挣值法。因此，这场比较所获得的首要结果为：如两种研究方法返回不同的估算值，则使用随机挣值工期法更有意义。
图3. 不同项目网络的平均绝对百分比误差研究。（a）2012‒10；（b）2014‒08；（c）2016‒15；（d）2016‒28。
这些结果产生了一个新的研究课题：能否建立某种规则，以评估采用随机挣值工期法还是随机挣值法进行项目监控？这两种方法的精度分别受到哪些因素影响？
如不能基于活动成本准确估算项目工期，则挣值工期管理有助于实施项目监控。作为基于成本的挣值进度法和随机挣值法的替代方案，随机挣值工期法基于工作量实施。 随机挣值工期法有助于监控成本为非关键指标的项目 ，如发展合作项目，以及难以明确估算成本的项目，包括大型复杂基础设施项目或研发项目。在这种情况下需考虑活动成本估算的不确定性，可根据工作量和随机挣值工期法为项目经理提供相关信息。
因此， 在 未来还需开展进一步研究，以确定网络拓扑（串行/并行指标）和其他参数会对随机挣值工期法和随机挣值法的精度产生哪些影响。 虽然串行/并行指数值较高（接近1）可能意味着随机挣值工期法和随机挣值法效果相当，其他参数不会影响随机挣值工期法或随机挣值法的精度，但当串行/并行指数低于0.5时，则必需考虑其他项目参数。
关键词： 挣值工期管理；挣值管理；随机项目控制；工期预测；不确定性
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原文链接：http://www.engineering.org.cn/ch/10.1016/j.eng.2021.07.019
以上内容来自：Fernando Acebes, David Poza, José Manuel González-Varona, Adolfo López-Paredes. Stochastic Earned Duration Analysis for Project Schedule Management [J]. Engineering, 2022, 9(2): 148-162.
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