27、项目调度中的资源规划：方法与案例分析-优快云博客

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项目调度中的资源规划：方法与案例分析

在项目管理中，项目调度是确保项目顺利完成的关键环节。传统的项目调度方法，如计划评审技术（PERT）和关键路径法（CPM），主要基于每个活动的持续时间进行规划，通常假设开展活动所需的资源，如劳动力、设备、材料等，在需要时随时可用。然而，在现实中，资源的可用性往往是一个限制因素，这就需要进行有效的资源规划。

1. 资源规划的重要性

项目中涉及的多个活动会竞争相似的资源，有些活动需要同时进行，有些则按顺序进行。并行执行的活动在同一时间点需要有限的可用资源，这使得活动的执行变得困难。在这种情况下，需要对活动进行优先级排序，以进行资源分配，这可能会导致项目完成时间的改变。资源规划主要解决哪些活动需要优先处理以及为每个活动分配多少资源等问题。

网络图是资源规划的有用工具，它通过展示项目完成时间、每个活动的开始和结束时间以及总时差（TS）等信息，帮助我们理解活动之间的逻辑顺序和相互关系。例如，在计算机组装项目中，显示器组装、CPU组装和测试需要按特定顺序进行；而在教学项目中，为三个不同班级安排定量技术课程时，如果有三位不同的教师，课程可以在同一时间段（上午9:00 - 10:00）同时进行，但这需要更多的资源（三位教师）；如果按顺序授课，则只需要一位教师，但项目完成时间会延长到3小时。这表明项目完成时间和资源分配之间存在权衡关系。资源规划主要通过以下两种方式进行：

2. 资源受限调度

资源受限调度处理的是每个活动的执行受到有限可用资源限制的问题，这种限制可能会导致项目无法按计划完成。例如，由于预算限制，部门无法聘请更多教师来教授定量技术课程，项目可能需要3小时而不是1小时才能完成。

在资源受限的环境中调度涉及多个活动的项目时，需要理解每个活动总时差的重要性。网络分析技术可以帮助我们计算时差，从而确定哪些活动可以延迟（非关键活动）而不影响项目完成，哪些活动不能延迟（关键活动）。时差的大小意味着每个活动的优先级，时差越高，活动的优先级越低；时差为零的活动不能延迟，应首先执行，资源也应首先分配给此类活动。

下面通过一个具体例子来说明资源受限调度的过程：
假设有一个包含五个活动的项目，其优先级、时间和劳动力需求如下表所示：
| 活动 | 优先级 | 持续时间（天） | 劳动力 |
| ---- | ---- | ---- | ---- |
| A | — | 2 | 8 |
| B | — | 3 | 4 |
| C | A | 6 | 3 |
| D | A | 6 | 2 |
| E | B, C | 2 | 5 |

项目从事件1开始，到事件4结束，有三条可能的路径：
- 路径1: A—D
- 路径2: A—C—E
- 路径3: B—E

计算总时差（TS）后，发现关键路径是A—C—E，完成该路径需要10天，这也是完成项目的最长路径。

接下来，绘制资源图，展示每个活动在时间尺度上消耗的劳动力数量。根据资源图，在第1 - 5天，完成多个活动所需的工人数量超过了可用数量。根据活动的时差确定其优先级，对劳动力分配进行调整。例如，在第1天，活动A和B同时启动，活动A的时差为0，而B可以延迟5天。因此，首先为A分配所需的8名劳动力，由于没有剩余劳动力，B需要等待A完成（2天后）才能开始。

随着项目的进行，不断根据活动的优先级和可用资源调整劳动力分配。最终发现，项目完成时间延迟了3天，活动B的时差变为 -3天，这意味着项目超出了计划完成时间。在资源受限调度中，虽然项目可能会延迟，但由于资源有限，没有活动消耗的资源超过可用资源。

3. 资源均衡

在某些情况下，项目中每个活动的执行可以获得不同数量的资源，但受到项目计划完成时间的限制。在这种情况下，项目不能延迟，但资源分配数量不受限制。然而，这可能会导致另一个问题，即某些同时进行的活动需要大量资源，导致资源需求高峰，而按顺序进行的活动需要的劳动力较少，导致资源需求低谷。例如，在屋顶安装项目中，固定通道或屋顶两侧所需的劳动力比采购原材料等其他活动要多。

资源均衡是一种制定计划的方法，旨在最大程度地减少劳动力或其他资源需求的波动，同时不增加项目完成时间。在资源均衡过程中，首先关注的是将非关键活动延迟其总时差的时间。延迟这些活动在最早开始时间（EST）之后但不超过最迟开始时间（LST）不会改变项目完成时间。在多个非关键活动中，首先延迟时差最大的活动，这可能会降低劳动力的高峰需求，并将其转移到需求较低的活动上。

仍以上述包含五个活动的项目为例，活动B的时差最大，为5天，可以将其延迟5天；也可以将非关键活动D延迟其总时差2天。项目管理者可以在这两种方案中选择合适的资源分配方式。随着项目复杂性和活动数量的增加，资源均衡过程会变得非常复杂和困难，使用各种可用的项目管理软件可以帮助解决这些问题。

4. 项目调度总结

项目规划是项目成功实施的关键任务，它涉及系统地安排活动以实现项目目标。网络规划技术如PERT和CPM在项目调度和控制中起着重要作用，构建网络图有助于确定活动之间的顺序和关系，计算活动时间和时差可以为项目管理提供重要信息。

考虑劳动力作为资源时，项目调度有两个方面的考虑：资源受限调度和资源均衡。资源受限调度的目的是在劳动力数量固定的情况下找到最短的项目完成时间，通常会导致项目完成时间超过计划时间；资源均衡的目的是在不超过项目完成时间的前提下，尽可能平滑劳动力需求的波动。

5. 术语解释

项目：是按逻辑顺序排列的非重复性活动的组合。
调度：是项目计划的时间表，指示所有涉及活动的持续时间。
网络图 ：是用于表示活动的时间持续、顺序和相互关系的图形表示。
A - o - A ：方法使用箭头表示活动，节点表示事件。
A - o - N ：方法使用节点表示活动，箭头表示事件。
虚活动 ：仅用于显示两个事件之间的逻辑顺序或联系，不消耗任何资源。
计划评审技术（PERT） ：是一种基于概率时间的网络技术，用于确定项目完成的概率。
关键路径法（CPM） ：是一种基于确定性时间的网络技术，用于确定关键和非关键活动。
正向传递 ：是在网络图中向前移动以确定最早开始和结束时间的过程。
反向传递 ：是在网络图中向后移动以确定最迟开始和结束时间的过程。
赶工：是通过增加资源来缩短活动时间的方法，但会导致成本增加。
资源受限调度 ：处理每个活动的执行受到有限可用资源限制的问题，可能导致项目延迟。
资源均衡 ：旨在最大程度地减少劳动力或其他资源需求的波动，同时不增加项目完成时间。

6. 案例研究：Polyplastics Industries India Pvt. Ltd.

Polyplastics Industries India Pvt. Ltd. 是一家领先的塑料汽车零部件制造商，由于产品和产品变体数量的增加以及订单数量的减少，生产需要能够快速响应。大量的生产时间被用于模具更换或模具设置，因此需要最小化设置时间以最大化生产能力。

该公司的车间经理面临着减少50吨注塑机模具更换时间的问题。随着消费者（汽车公司）数量的增加，车门把手的种类增多，导致注塑机上模具的更换次数增加。为了降低成本、提高瓶颈产能并灵活满足客户需求，必须最小化更换时间。

通过应用精益制造的单分钟换模技术，首先收集每个需要在注塑机上准备模具的零件的设置时间数据，然后列出模具更换所需的所有活动。这里仅列出了卸载模具的活动及其时间（分钟）：
| 活动 | 描述 | 前置活动 | 时间（分钟） |
| ---- | ---- | ---- | ---- |
| A | 收集模具更换所需的必要工具 | — | 3 |
| B | 准备注塑单元 | A | 1 |
| C | 从模具上移除管道 | B | 2 |
| D | 在模具的型芯和型腔上喷涂防锈剂 | B | 1 |
| E | 锁定板 | C | 1 |
| F | 固定i - 螺栓 | D, E | 2 |
| G | 从型芯上移除夹具 | F | 3 |
| H | 从型腔上移除夹具 | F | 3 |
| I | 从机器上移除模具 | G, H | 1 |

考虑到活动在正常条件下的时间，实际数据可能会有所变化。以下是活动在理想和最坏条件下的时间：
| 活动 | A | B | C | D | E | F | G | H | I |
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
| 理想条件下的时间（分钟） | 1 | 1 | 2 | 1 | 1 | 1.5 | 2 | 2 | 1 |
| 最坏条件下的时间（分钟） | 4 | 2 | 3 | 2 | 2 | 3 | 3.5 | 3.5 | 1.5 |

作为车间经理，需要准备这些活动的时间表，以确定哪些活动是关键活动，哪些是非关键活动。具有一定时差的活动可以延迟或合并，以减少项目完成时间，识别这些活动非常重要。

综上所述，项目调度中的资源规划是一个复杂但重要的过程，合理的资源分配和调度可以提高项目的效率和效益，确保项目在预算和时间限制内顺利完成。在实际项目管理中，应根据具体情况选择合适的资源规划方法，并充分利用现代项目管理工具和技术。

项目调度中的资源规划：方法与案例分析（续）

7. 资源规划操作步骤总结

在项目调度中进行资源规划，无论是资源受限调度还是资源均衡，都有其特定的操作步骤，下面进行详细总结：

7.1 资源受限调度操作步骤

绘制网络图 ：明确项目的开始和结束事件，确定活动之间的先后顺序，找出所有可能的路径。例如上述包含五个活动的项目，确定了从事件1到事件4的三条路径：A—D、A—C—E、B—E。
计算总时差 ：通过正向传递和反向传递的方法，计算每个活动的最早开始时间（EST）、最早结束时间（EFT）、最迟开始时间（LST）和最迟结束时间（LFT），进而得出总时差（TS）。关键路径是总时差最小或为零的路径，它决定了项目的最长完成时间。
绘制资源图 ：在时间尺度上展示每个活动消耗的资源数量，找出资源需求超过可用资源的时间段。
调整资源分配 ：根据活动的总时差确定其优先级，优先为总时差小或为零的活动分配资源。如果资源不足，延迟总时差大的活动，直到有足够的资源可用。在整个过程中不断监控和调整资源分配，确保没有活动消耗的资源超过可用资源。

7.2 资源均衡操作步骤

确定非关键活动 ：通过计算总时差，找出非关键活动，即总时差大于零的活动。
选择延迟活动 ：在多个非关键活动中，选择总时差最大的活动进行延迟。延迟时间不超过其总时差，且在最早开始时间（EST）之后但不超过最迟开始时间（LST），以确保不改变项目完成时间。
评估调整效果 ：观察资源需求的波动情况，看是否降低了高峰需求并将其转移到需求较低的活动上。如果效果不理想，可以尝试其他非关键活动的延迟方案，或者结合多种延迟方案进行调整。
确定最终方案 ：在多种调整方案中，选择最能平滑资源需求波动的方案作为最终的资源分配方式。

8. 资源规划流程图

下面是资源规划的整体流程图，展示了资源受限调度和资源均衡的主要步骤：

graph LR
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px

    A(项目开始):::process --> B(绘制网络图):::process
    B --> C(计算总时差):::process
    C --> D{资源情况判断}:::process
    D -->|资源受限| E(资源受限调度):::process
    D -->|时间受限| F(资源均衡):::process
    E --> G(绘制资源图):::process
    G --> H(调整资源分配):::process
    H --> I(监控与调整):::process
    F --> J(确定非关键活动):::process
    J --> K(选择延迟活动):::process
    K --> L(评估调整效果):::process
    L --> M{效果是否理想}:::process
    M -->|否| K
    M -->|是| N(确定最终方案):::process
    I --> O(项目结束):::process
    N --> O