PERT在工程项目中的应用——以S县园林工程项目为例

　　第 5 章 PERT 概述及应用
　　
　　5.1 PERT 的实际应用形态
　　
　　与 CPM 相同，PERT 在实际应用中也主要有两种形态，即单代号网络计划图（AOA）和双代号网络计划图（AON）。AOA 中包含节点和连线两个元素，每个节点包含活动及其编号和持续时间，连线代表节点之间的逻辑关系；AON则由工作、节点、连线三个要素构成。以“设备安装‐设备调试”这个简单的逻辑关系为例，用 AOA 和 AON 的表示方法不同： 　
　　与 AOA 形态相比，AON 相态更为清晰，这也是目前应用最多的一类网络计划图，不难发现，AON 相态与上章 CPM 双代号网络图的基本原理和相态相同。
　　
　　5.2 PERT 在工程项目中的应用--以 S 县园林工程项目为例
　　
　　5.2.1 案例背景
　　
　　为改善县城居民的生活环境，S 县政府于 2014 年初计划对县内的森林生态景观进行改造升级。该园林工程项目位于两条横跨 S 县的高速路中间，地势平坦，交通较为便利，因此从施工条件来看，该项目的难度不大。但是鉴于国家对园林种植有 45 天工期的规范标准，这客观要求项目施工单位必须严格把控时间。
　　
　　5.2.2 PERT 的具体应用
　　
　　由于该工程项目对工期的要求非常严格，因此在实际应用中，施工单位选取了多种方法进行综合计划。施工单位在对项目进行分解之后，首先使用甘特图绘制了相应的施工进度计划。具体工程名称和施工时间见表 5.1. 　　 　　
　　经分析后，发现导致计划进度方案不合理的原因包括：对各项工作的进度时间估计不够准确，各工序之间衔接不够紧密，挖掘缩短工期的潜力不够，施工单位内部资源综合规划利用不足。因此，首先施工单位需要再次现场勘查，对作业范围、作业面积等内容进行进一步的精确；其次，重新对项目工作分解进行细化，紧密各项工作之间的衔接，争取找到能够缩短工期的潜力点；最后，施工单位要注重各部门之间的协作，以确保合力完成项目任务。 　　
　　5.2.3 PERT 的应用效果与评价
　　
　　在利用 PERT 分析项目进度计划的可行性之后，中标的施工单位及时对原计划进行调整，合理设计了乔木、灌木、地被的种植方案，成功缩短了项目施工时间。最后实际完工时间比合同规定时间早了 3 天，刚好符合项目在 41~49.5天内的完工概率为 99%的预估。
　　
　　S 市案例对施工时间的要求非常严格，因此施工单位在进行进度计划时，首先使用了甘特图对各分工程进行安排，然后利用 PERT 对不同的计划完工时间进行概率计算。该案例之所以选择两种进度计划方法的结合，是因为该案例中的项目包含了 X 市案例和巴新路案例的特点。首先，从工程难度和施工调价上看，难度不大且施工条件良好，可能影响施工进度的因素比较少，这点与 X市案例项目相似；其次，从具体工作的复杂程度来看，尽管绿化改造的面积较大，但施工条件单一，工作流程性较强，而且给个步骤分解出的工作包个数不多，这点也与 X 市案例项目相同；最后，从对项目时间的要求来看，S 县项目对时间有严格的要求，这点与巴新路案例相似。因此通过三个案例的对比可以发现，S 县项目难度低、工作复杂程度小但对进度要求高，因此应用甘特图进行初步进度规划后，选择 PERT 对原计划施工时间进行完工概率计算是合理的。
　　
　　综上，对于 S 县这类施工条件好、难度小、工作相对单一但对时间控制要求高的项目，在技术允许的条件下，适合先选择甘特图这种应用简单的工具对工程项目进行初步进度计划，然后使用 PERT 对计划的施工时间进行完工概率计算。
　　
　　5.3 甘特图、CPM 和 PERT 的应用对比
　　
　　针对三种项目进度计划制定方法，本文分别选取了 X 市输变电工程启动项目案例（以下简称 X 市案例）、巴新路案例和 S 县园林工程项目案例（以下简称 S 县案例），在实际应用中，每个工程项目案例分别对应了一种主要进度制定方法。为突出对比，首先需分析上述三个案例的特点，然后将三种分别应用在每一个案例中。
　　
　　经前文案例背景介绍可以发现，三个案例在工程规模、项目难度、项目经验、施工条件、工期要求等方面存在各自特点：第一，从工程规模角度看，巴新路案例和 S 县案例的施工规模较大，而且施工范围相对集中，这意味着在进行进度计划时需要对项目整体有良好的把握。X 市案例项目规模也涵盖全市，但是相对分散；第二，从项目难度来看，巴新路案例的难度无疑是最大的，因为施工过程中可能导致实际进度与计划进度出现偏差的情况很多且很难预料，同时项目涉及的专业技术非常复杂。S 县案例整体难度不大，但是园林种植需要附加专业技术。X 市案例的难度最低，原因是尽管项目规模涵盖全市，但是作业相对单一；第三，从项目经验角度来看，巴新路案例并无先例可循，S 县案例在本地属先例，但是在其他市县类似案例有很多，X 市案例在本市就属于重复作业；第四，从施工条件角度来看，巴新路的施工条件恶劣，光是客观条件就存在许多变数，而 X 市案例和 S 县案例均在城市或周边，施工条件良好；第五，从工期要求角度来看，S 县对总工期和单项工期的要求最为严格。巴新路案例由于需要考虑到许多客观因素，因此对于总工期允许有一定弹性，但是对于单项工期要求仍然很严格。X 市案例无论是总工期还是单项工期的要求都存在一定弹性，工期弹性大小主要与成本或相关法律法规规定相关。
　　
　　分析了三个案例各自特点之后，结合甘特图、CPM 和 PERT 的特点，将三种方法应用在每一个案例上的效果或预期效果如下*:
　　
　　首先，在 X 市案例中，使用了甘特图作为主要的进度计划方法，效果显着。
　　
　　选择甘特图作为主要进度计划方法的理由，是因为该工程项目难度小，作业单一，同时客观的施工条件良好，最重要的原因是对工期的要求并非十分严格，而且可能造成实际进度与计划进度产生偏差的因素比较少或者绝大多数都可以预期到。在这种情况下，选择甘特图这类比较直观的方法更容易，因为直接施工单位往往和监理单位、设计单位是由不同人员构成的，如果选择专业过高、应用复杂的方法，不易于被施工单位接受。同时，由于案例中作业单一，而且允许多出同时施工，即各项活动的逻辑关系不强，这些条件都为甘特图的应用创造了可能。这并非意味着 X 市案例不能选择 CPM 或 PERT,CPM 和 PERT的特点是应用时要首先找到关键路径，但关键路径在 X 市案例中并不明显，因为每项活动的施工条件相似、作业内容相同，同时开工的几条线路的完工时间差不多，在这样的情况下，寻找完工时间最长的关键路径没有意义。
　　
　　其次，在巴新路案例中，施工难度、工程规模、专业性要远远大于 X 市案例，同时施工条件恶劣，存在许多不确定性，因此在这样情况下，需要对原计划进度不断的进行调整，甘特图就显得不太适用。此外，寻找关键路径在巴新路案例中有着十分重要的意义。合同规定中国承包的施工部分包含两个桥段，两个桥段的施工条件、施工内容有较大的差别，计划进度必然不一致。虽然总工期允许存在着一定的弹性，但是如果某一桥段的工期过长，必然会拖延总工期，因此需要利用 CPM 的思想确定哪一个桥段为关键路径，然后再合理分配有限的资源。如果选择甘特图，如此庞大的项目将实际进度与计划进度对比就十分困难，调整原计划也不如 CPM 这种网络图结构的方法容易，最重要的是不能直观的找出资源应该被优先分配的桥段，预期结果可能是计划混乱，监理不及时，甚至拖延工期。PERT 也包含了 CPM 寻找关键路径的方法，理论上更适用于巴新路案例，但在当时的条件下，借助计算机完成 PERT 的概率测算比较困难，而且 PERT 测算在 90 年代的中国并不是十分成熟，因此综合考虑，该案例中选择了 CPM 作为主要的进度计划制定方法。
　　
　　最后，在 S 县案例中，由于它与巴新路案例有着较多的共同点，因此首先可以肯定需要借助关键路径和网络图的方法，那么甘特图并不适用于作为主要的进度计划制定方法。在该案例中，甘特图和 WBS 是作为了一种辅助的进度计划方法。然后在 CPM 和 PERT 的选择中，该案例选择了 PERT 这种借助概率论可以更高精度的计算出每个计划工期的完工概率的方法，最主要的原因是因为 S 县案例无论是对总工期还是单项工期都有十分严格的要求，同时客观条件也允许借助计算机进行概率计算。在这种情况下，若选择 CPM,找到关键路径并按计划施工，理论上实际进度与计划进度也不会产生太大偏差，但经过 PERT的方法测算后，在 45 天之内的完工概率仅为 61.79%,误期的风险比较大，因此相比之下，PERT 对于这种对工期要求严格的工程项目更为适合。