何為CPM關(guān)鍵路徑法？

來(lái)源：半導體封裝工程師之家

前言

對于項目管理技術(shù)而言，關(guān)鍵路徑法具有相當出色的歷史。作為質(zhì)量人，特別是SQE這個(gè)角色，還必須得懂點(diǎn)項目管理技術(shù)。

關(guān)鍵路徑方法的早期可以追溯到1940年代初的曼哈頓計劃。鑒于這個(gè)改變世界的項目的雄心、規模和重要性，科學(xué)家及其背后的管理人員開(kāi)發(fā)了多種技術(shù)，以確保該項目能夠按時(shí)得到交付成果。

這些技術(shù)之一是繪制出任何項目中最重要的任務(wù)，并使用它們來(lái)估計項目完成日期。今天，我們將此技術(shù)稱(chēng)為“關(guān)鍵路徑法”。

直到今天，CPM還是項目計劃的基石。一個(gè)項目需要多長(cháng)時(shí)間通常取決于構成它的最重要的任務(wù)。

如果您可以規劃這些任務(wù)及其持續時(shí)間，則可以對項目的時(shí)間表和預算進(jìn)行合理的估算。

您是否聽(tīng)說(shuō)過(guò)約束理論（TOC） ？TOC（Theory of constraints），中文譯為"瓶頸理論"，也被稱(chēng)為制約理論或約束理論，由以色列物理學(xué)家高德拉特（Eliyahu M. Goldratt）博士創(chuàng )立，與精益生產(chǎn)、六西格瑪并稱(chēng)為全球三大管理理論；其核心觀(guān)點(diǎn)為立足于企業(yè)系統，通過(guò)聚焦于瓶頸的改善，達到系統各環(huán)節同步、整體改善的目標。

例如，如果您要制作三明治，則可能需要所有的黃油，火腿和奶酪，但是如果您沒(méi)有面包，則無(wú)法制作三明治。

在這種情況下，面包將成為三明治制作項目所依賴(lài)的約束 。

關(guān)鍵路徑法與該理論相似，但重點(diǎn)更廣。根據這種方法，任何項目的成功都取決于關(guān)鍵路徑上的任務(wù)是否按時(shí)完成。

讓我們更詳細地看一下這種方法。

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什么是關(guān)鍵路徑法？

每個(gè)項目，無(wú)論其規?；蝾A算如何，都具有一些對完成項目至關(guān)重要的核心任務(wù)。
像煮雞蛋一樣簡(jiǎn)單。

如果您必須創(chuàng )建一個(gè)簡(jiǎn)短的食譜來(lái)制作煎蛋卷，它將看起來(lái)像這樣：

• 打2個(gè)雞蛋

• 加熱鍋，熱時(shí)加黃油/油

• 倒入打好的雞蛋煮5分鐘

要制作一個(gè)好的煎蛋卷，還需要執行其他一些任務(wù)。您必須用鹽和胡椒粉調味雞蛋。也許加一些蔬菜和一些奶酪。也許您可以在另一側翻轉它，使雞蛋完全煮熟。

但是，這些活動(dòng)是配方中三個(gè)核心步驟的補充 。即使您不表演它們，您仍然會(huì )有一個(gè)煎蛋卷。雖然不是很好，但是還是煎蛋卷。

另一方面，如果您忘記打雞蛋，加熱鍋或煮雞蛋，除了一個(gè)冷鍋和兩個(gè)雞蛋外，您什么都不會(huì )。

也就是說(shuō)，配方中的三個(gè)步驟描述了使煎蛋卷制作項目成功所需的關(guān)鍵任務(wù)。

這些步驟的順序描述了新廚師要制作煎蛋卷時(shí)必須采取的關(guān)鍵路徑 。

簡(jiǎn)而言之，這是關(guān)鍵路徑方法。

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關(guān)鍵路徑方法定義

關(guān)鍵路徑方法在項目管理知識體系（PMBOK）中定義如下：

“關(guān)鍵路徑方法是確定項目持續時(shí)間的預定活動(dòng)的順序?！?/span>

如果要將項目視為成功，則必須執行這些計劃的活動(dòng)。而且，它們必須按特定順序完成。如果要蓋房子，則不能蓋墻然后挖基礎。您必須按順序進(jìn)行。

需要了解的重要一點(diǎn)是，CPM描述了項目中最長(cháng)的任務(wù)序列 。

也就是說(shuō)，在任何項目中，您都會(huì )有多個(gè)任務(wù)序列。CPM將描述花費最多時(shí)間的順序。

每個(gè)任務(wù)花費不同的時(shí)間和資源。與安裝水龍頭和固定裝置相比，建造墻壁和鋪設屋頂需要更多的時(shí)間。

如果您必須弄清項目的“關(guān)鍵路徑”，則可以查看花費最多時(shí)間的序列，如下所示：
沿著(zhù)此關(guān)鍵路徑完成序列所花費的總時(shí)間將使您對項目的最小持續時(shí)間有所了解。

您可能會(huì )同時(shí)執行多個(gè)任務(wù)序列，但是如果關(guān)鍵路徑序列中有任何延遲，您的項目也會(huì )遭受延遲。

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關(guān)鍵路徑算法解釋

關(guān)鍵路徑方法本質(zhì)上是一種決策算法。該算法采用任務(wù)的開(kāi)始時(shí)間，持續時(shí)間和完成時(shí)間來(lái)確定哪些活動(dòng)最值得關(guān)注（即對項目“至關(guān)重要”）。

讓我們考慮一個(gè)示例，以更好地理解關(guān)鍵路徑算法。

假設您有一個(gè)任務(wù)列表，如下所示。C列和D列分別列出了任務(wù)開(kāi)始前必須完成的前置任務(wù)以及任務(wù)的所需時(shí)間。

由于項目經(jīng)理的目標是盡快完成項目（當然不影響質(zhì)量），因此我們將嘗試為每個(gè)活動(dòng)找到最早的完成時(shí)間。

為此，將所有任務(wù)組織成一個(gè)流程圖，并在任務(wù)ID旁邊記下它們的持續時(shí)間。箭頭指示活動(dòng)的順序。我們將在活動(dòng)左側標記最早開(kāi)始（ES）時(shí)間，在右側標記最早完成（EF）時(shí)間。：

在第一個(gè)活動(dòng)的左側和右側標記開(kāi)始時(shí)間（S） 。通常，該值為0。

現在，標記每個(gè)活動(dòng)的最早開(kāi)始（ES）時(shí)間。這由活動(dòng)的直接前任（即其最早完成時(shí)間或EF） 右邊的最大數字給出。

如果活動(dòng)有兩個(gè)前任，則EF時(shí)間較晚的那個(gè)會(huì )給您該活動(dòng)的ES。

活動(dòng)的EF由其最早開(kāi)始時(shí)間（ES）和持續時(shí)間（t）給出，即ES + t。

因此，如果一項活動(dòng)的ES為20，并將持續10天，則其EF為30。

在流程圖中標記所有這些數字。

最長(cháng)的路徑將是“關(guān)鍵路徑” (Critical Path)。

該序列中最后一個(gè)任務(wù)右邊的最后一個(gè)數字將為您提供完成項目所需的最短時(shí)間。

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項目管理中的”浮動(dòng)”

與使用“關(guān)鍵路徑法”相關(guān)且對于使用“關(guān)鍵路徑法”至關(guān)重要的概念是浮動(dòng)。
在項目管理中，“浮動(dòng)時(shí)間”定義了任務(wù)可以延遲而不會(huì )造成項目的延遲的時(shí)間：

1）任何后續的相關(guān)任務(wù)-稱(chēng)為“自由浮動(dòng)”

2）整個(gè)項目的任何延遲-稱(chēng)為“總浮動(dòng)”

關(guān)鍵路徑上的任何活動(dòng)或任務(wù)的浮動(dòng)時(shí)間都為零。也就是說(shuō)，您完全不能延遲它。

但是，項目中還有許多其他活動(dòng)可能會(huì )延遲。這種延遲的量化稱(chēng)為“浮動(dòng)”。

例如，當您制作煎蛋卷時(shí)，“加熱鍋”的浮標為零，因為它位于關(guān)鍵路徑上。

但是，調味雞蛋會(huì )有較多浮動(dòng)的時(shí)間，因為， 您可以在煮雞蛋時(shí)甚至煮熟后向生雞蛋混合物中加鹽。

計算項目中所有活動(dòng)的浮動(dòng)或松弛對更好地分配資源至關(guān)重要。

如果活動(dòng)的浮動(dòng)性較高，則可以將其資源轉移到優(yōu)先級較高的任務(wù)。

一般而言，高流動(dòng)性活動(dòng)將在優(yōu)先級列表的下方，而關(guān)鍵路徑上的活動(dòng)（也稱(chēng)為“零流動(dòng)性”活動(dòng)）將受到主要關(guān)注。

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應對突發(fā)事件的方法

少項目可以真正的按計劃進(jìn)行。您總是會(huì )有些延誤，范圍變更和客戶(hù)需求，這將迫使您加快某些活動(dòng)而延遲其他活動(dòng)。

關(guān)鍵路徑方法包括幾種應對此類(lèi)突發(fā)事件的措施：

1.快速跟進(jìn)（fast tracking）

快速跟進(jìn)是在關(guān)鍵路徑上并行運行多個(gè)活動(dòng)以減少總體項目時(shí)間的過(guò)程。
快速跟進(jìn)僅適用于沒(méi)有“硬”依賴(lài)性的活動(dòng)，即，它們不完全依賴(lài)于其前任者來(lái)啟動(dòng)。

例如，在建造房屋墻壁之前，您需要先挖掘基礎。但是，當您進(jìn)行挖掘時(shí)，您也可以購買(mǎi)磚塊并混合水泥。

因此，盡管“筑墻”取決于“挖掘基礎”，但您可以并行運行“購買(mǎi)磚塊”和“混合水泥”來(lái)挖掘基礎。

顯然，快速跟進(jìn)需要更多資源。由于您將資源分配給多個(gè)任務(wù)，因此它也會(huì )影響整體質(zhì)量。在需要并行運行活動(dòng)的情況下，良好的資源管理將特別有用。

2.趕工（crashing）

如果由于期限過(guò)短而需要趕去活動(dòng)怎么辦？

在這種情況下，您可以為活動(dòng)分配其他資源，以使其更快地完成。
此過(guò)程稱(chēng)為“趕工”。

趕工在以下活動(dòng)中很有用：

1）受益于擁有更多資源，即遵循資源與完成時(shí)間之間的線(xiàn)性關(guān)系。

2）可以利用高流通量活動(dòng)中的資源。由于這些活動(dòng)存在明顯的“浮動(dòng)”，因此您可以延遲它們而不會(huì )危害項目

通常不建議您將趕工排除在緊急情況之內，因為它會(huì )影響關(guān)鍵路徑之內和之外的活動(dòng)。但是，如果必須這樣做，請從高浮動(dòng)任務(wù)中轉移資源，而不是轉移關(guān)鍵路徑上的資源。

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關(guān)鍵路徑法有什么好處？

在1963年9月號的 《 哈佛商業(yè)評論》中，有關(guān)于關(guān)鍵路徑方法的說(shuō)法：

“最近，越來(lái)越多的用于商業(yè)決策的定量工具也增加了關(guān)鍵路徑法（Critical Path Method），這是一種功能強大但基本上簡(jiǎn)單的技術(shù)，用于分析，計劃和調度大型復雜項目?！?/span>

從那時(shí)起，這種方法就在項目管理的理論和實(shí)踐中確立了自己的地位。并且有充分的理由-使用關(guān)鍵路徑方法可帶來(lái)無(wú)數好處：

減少延遲：關(guān)鍵路徑方法可幫助確定項目中最重要的任務(wù)序列。管理人員可以使用此信息通過(guò)優(yōu)化關(guān)鍵路徑上的工作來(lái)減少延遲。

可視化依賴(lài)關(guān)系：CPM依賴(lài)于列出與項目關(guān)聯(lián)的所有任務(wù)及其依賴(lài)關(guān)系。這樣創(chuàng )建的圖表可以幫助您可視化所有依賴(lài)關(guān)系并相應地確定任務(wù)的優(yōu)先級。

改善組織 ：在復雜的項目中，CPM有助于將可交付成果分解為序列，并將序列分解為任務(wù)。這以及對可視化依賴(lài)關(guān)系，映射約束以及定義任務(wù)的關(guān)鍵路徑的關(guān)注，極大地改善了項目組織。

優(yōu)化效率：通過(guò)繪制關(guān)鍵路徑，項目經(jīng)理可以更好地了解項目中的重要任務(wù)。他們可以使用此信息更有效地分配資源，根據任務(wù)的重要性添加/刪除資源。

浮動(dòng)計算：”浮動(dòng)”定義了在不影響項目進(jìn)度的情況下任務(wù)可以延遲多少。這是關(guān)鍵路徑方法的重要組成部分。計算浮點(diǎn)數可以幫助您更有效地分配資源。

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