基于容错机制的关键链项目缓冲差别监控研究

张俊光, 王美华

(北京科技大学 经济管理学院,北京 100083)

0 引言

缓冲监控能有效抑制学生综合症、避免项目延期和超支。合理的缓冲监控模式能对项目各活动工期和成本等指标进行有效控制，从而实现项目管理目标并提高管理绩效。静态三分方法[1]、相对监控方法[2]和动态监控方法[3]作为缓冲监控的经典方法，是关于缓冲监控静动态等监控状态的方法研究，其依据多为活动属性和风险等客观因素。然而，经典方法忽视了执行者心理和行为差异对缓冲监控的影响。因此，为提高缓冲监控整体绩效，研究如何结合异质活动执行主体进行缓冲差别监控尤为重要。

在关键链项目管理过程中，项目经理直接管理对象为各活动执行主体即活动主管。若活动主管具备较高业务能力和风险应对能力，当活动遭遇风险时，其能主动采取措施高效率应对和处理类似情况，并非需上级领导调配其他资源进行解决，此时项目经理对活动主管更为信任，给予该类活动较高监控界限。反之，若项目经理对活动主管信任较弱，则会加强对此类活动监控，设定较低监控界限和较严格的监控标准。同时，已有研究证实信任能有效保证良好合作关系和提高管理绩效[4]，而公司治理领域研究表明，在对强信任对象进行治理时，若治理机制过于严格，会在一定程度上抑制信任发展，为此将公司治理分为信任型治理和监督型治理两种模式[5]。鉴于此，在进行关键链项目缓冲监控时，依据对活动主管综合信任水平不同，对高信任度主管负责的活动采用信任型监控模式，其余活动采用监督型监控模式，同时引入容错机制，设置缓冲触发点并进行动态监控。

本文贡献主要有以下几点：第一，在缓冲监控模式上，创新性地提出信任型缓冲监控和监督型缓冲监控，依据主管差异对活动缓冲差别监控，避免了原有统一监控模式的不足；第二，以主管综合信任水平为视角，不仅考虑已有研究关注的活动自身层面，还依据信任等心理因素对缓冲进行更合理分配，弥补了结合人员因素进行缓冲研究的缺失；第三，运用容错思想为各活动设置更合理的缓冲触发点，以降低缓冲监控错误预警频数和监控成本。

1 文献综述

缓冲监控是指项目执行时，基于缓冲分配通过分析缓冲消耗来判断项目是否发生偏差，进而决策是否需赶工以保证项目顺利执行。本文从缓冲监控和容错管理两方面展开综述。

1.1 关键链项目缓冲监控

1.1.1 经典缓冲监控方法

静态三分法原理如图1(a)所示[1]。缓冲消耗处于绿、黄、红区分别对应无需纠偏、制定纠偏计划和立即纠偏三种行动，该方法设置简单，但其忽略了链路完工比与缓冲消耗比关系，易产生错误预警和增加成本。Leach[2]考虑了链路完工比与缓冲消耗的关系，设置相对缓冲触发点，如图1(b)所示。当链路完工比较低时，触发点较低，反之，触发点较高。该方法克服了静态三分法不足，降低错误预警频数，然而其未给出触发点具体设置依据。基于此，动态监控方法认为缓冲应据剩余活动具体情况进行动态调整[3]。该方法不断将剩余缓冲进行三等分并动态设置触发点，判断项目是否存在偏差，如图1(c)所示。该方法弥补了静态和相对监控法缺点，明确触发点设置依据和动态调整原则，然而，该方法不足在于项目初期触发点较高，动态调整触发点后，项目后期缓冲较小而易产生错误预警。

图1 三种经典缓冲监控方法

1.1.2 其他缓冲监控方法

其他缓冲监控方法研究集中于两个方面：一方面为缓冲分配的研究。文献主要根据项目自身情况分配缓冲，如考虑项目计划阶段性特点[6]和挣值分析中进度成本绩效指数[7]等因素，通过权重计算或贝叶斯估计方法合理分配缓冲；另一方面为触发点设置的研究。学者从活动属性[8]、风险[9]和成本绩效[10]等角度动态确定监控触发点，并认为不同敏感性活动对项目进度和成本影响不同，不确定性和项目风险也不同。同时，张俊光等[11]基于动态监控方法不足，提出了根据缓冲消耗情况进行缓冲实时滚动分配的新方法。此外，少数学者考虑了人员偏好等因素，如Zhang等[9]考虑项目经理风险偏好，设置了软件项目工作量缓冲，并采用灰色预测模型建立工作量偏差监控模型，通过仿真模拟验证该模型的有效性。

综上所述，缓冲监控研究主要包括缓冲分配和触发点设置两部分内容。学者对动态缓冲监控方法进行了进一步优化，然而，方法仍存在以下局限性：在监控模式上，对各活动均采用同一缓冲监控模式，未考虑监控对象差异性对监控绩效的影响，易导致项目经理决策失误；在触发点设置上，多数方法仍采用经典三分法，而未考虑人员因素。基于此，本文充分考虑活动自身和活动主管的差异性，优化缓冲监控方法构建两类差别监控模式。

1.2 关键链项目管理容错机制

受主客观因素影响，活动在执行时难免会出现偏差。活动发生偏差后，对于信任度不同的活动主管，缓冲容错区间也不同，即匹配理论强调的管理模式与个人特质匹配才能产生员工最大绩效[12]。因此，本文研究分为对活动主管信任的测度和缓冲容错区间的设置。

1.2.1 活动主管信任测度

以往信任研究多认为信任为一种预期，受信方不会因施信方承担风险损失而产生机会主义行为[13]。此外，组织间信任研究认为信任可综合体现情感和行为，其高低取决于受信方感知到的信任程度，该方面研究讨论能力信任和善意信任对履约绩效影响[14]，然而，其研究方法以问卷或多案例等实证分析为主。同时，诸多学者研究计算机网络如P2P技术中的网络信任模型问题，认为信任具有一定传递性，从直接信任和间接信任等多维度进行信任测度[15]。关键链项目中的项目经理和各活动主管形成的联系可视为一微型社会网络，直接信任体现为项目经理与活动主管的纵向信任关系，间接信任体现为各活动主管间的横向交互信任关系。因此，本文一方面结合活动客观因素进行缓冲合理分配，另一方面依据直接和间接双维度的综合信任情况，对活动采用信任型或监督型缓冲监控模式。

1.2.2 缓冲容错区间设置

容错多用于描述计算机系统运行错误时仍可保证其不间断提供服务的能力。在组织或公司治理领域中，领导或组织容错源于包容型领导和包容性管理，其能促进达成任务目标，其中，差错是指员工并非有意识地偏离标准或目标等的行为[12]。当发生差错时，容错是一种给予员工工作差错弹性的行为信息，更直接地促进员工积极投入和主动进取。项目管理容错研究较罕见，少有的研究为交通项目研究引入容错机制建立考核标准，但其容错标准设置简单，且仅适用于交通项目，无法适用于解决关键链项目缓冲监控问题[16]。基于此，在关键链缓冲监控中，差错即对应于活动进度等各指标与计划的偏差，而容错则体现在采取信任型监控模式的活动监控触发点位置高于对比方法，高出的差值为缓冲容错区间值；相反，采用监督型监控模式的活动监控触发点位置低于对比方法，低出的差值为缓冲惩治区间值。

综上所述，从研究内容上看，尚未有关键链项目管理容错机制的研究，且研究多对信任和容错单独分析，而考虑信任和容错联系的研究较为空缺。从研究方法上看，侧重定性方法而少有应用量化方法的研究。因此，本文加入信任因素并考虑其与容错的关系，以综合优化项目整体绩效为目标，通过仿真模拟验证本文方法优越性和有效性。

2 基于容错机制的缓冲差别监控模型

本文将缓冲监控分为监督型缓冲监控和信任型缓冲监控两类模式，从基于活动自身和执行主体的缓冲分配、缓冲触发点设置和差别监控策略构建三方面进行展开。

2.1 基于活动自身和执行主体的缓冲分配

2.1.1 活动自身层面因素

(1)网络复杂度

项目中各活动处于复杂的链路网络系统，不同网络位置的活动对项目完工产生的影响不同。若某活动紧前和紧后活动较多，则该活动完工情况受紧前活动完工情况的影响较大，同时也对紧后活动工期造成较大影响。因此，该活动延期会增加项目延期风险，需分配更大缓冲量来保证工期。网络复杂度可表示为[8]：

(1)

其中，NDi为活动i网络复杂度，Nsi表示活动i紧前活动数量，Nli表示活动i紧后活动数量，dsi为紧前关系权重系数，dli=1-dsi为紧后关系权重系数，n为关键链路活动总数。

(2)风险感知系数

设链路共n个关键活动，每个活动分别配置一名活动主管，n个活动共有n名活动主管，且各活动自身风险共m个，则活动i自身风险度量为风险事件j发生概率RPj和影响RIj的乘积。此外，考虑各主管风险处理、财务和技术等综合能力，衡量主管的有效控制能力RCj，若风险控制能力较高，则分配相对较少的缓冲；若风险控制能力较低，则分配较长时间的缓冲以更好应对风险。因此，活动i的风险感知系数RWi为[11]：

(2)

2.1.2 活动执行主体层面因素

关键链中各活动形成连接多个单元且各单元相互依赖的网络系统，活动主管综合信任度通过直接信任与间接信任度量。其中，直接信任是项目经理据其与主管直接交互对主管的信任评价；间接信任是经理据其他主管提供的评价信息形成的对该主管的信任评价，本文借鉴文献[15]进行信任测度。用a，b，c来表示项目经理、活动主管和其他活动主管，则活动主管bi综合信任度为：

(3)

其中，Dabi为项目经理对主管的直接信任度，Rabi为项目经理对主管的间接信任度；C为推荐节点即其他主管集合，γ为信任度调节因子。

(1)直接信任度

直接信任度通过项目经理与主管交互的满意度评价表示，可定义满意度函数为[15]：

(4)

直接信任值随时间增加呈现衰减趋势，即近期交互情况在某种程度上更接近主管的真实信任情况。因此，在计算直接信任度时应考虑信任时效性。设项目经理与主管交互总次数为Q，信任时间衰减因子为ρ，则项目经理与主管bi间的直接信任度为[17]:

(5)

(2)间接信任度

当直接信任值难以辅助决策时，项目经理可参考其他主管即推荐节点的推荐信息。间接信任度是由项目经理综合其他主管提供的评价信息及主管本身可信度形成的信任评价，影响间接信任度的因素主要有其他主管对该主管的直接信任度和推荐节点的推荐可信度。

本文借鉴文献[18]进行进一步分析，区别于项目经理对主管的直接信任评价，在获取其他主管对主管bi的信任评价信息时，引入奖惩因子来保证其他主管信息的准确性，其他主管与主管bi的直接信任度Dcbi为:

(6)

其中，ein>1，epu>1，分别为奖励因子和惩罚因子，Qho和Qma分别为诚实和恶意的交互次数，当诚实交互时∂取值为0，当恶意交互时∂取值为-1。

推荐节点的推荐可信度用于衡量其他主管在对某主管评价时提供信息的可信程度，其考虑节点相似度、评价差异度及推荐节点自身信任度等方面，推荐节点的推荐可信度Crcbi为[18]：

Crcbi=Zcbi×(1-Mcbi)×Dcbi

(7)

(8)

其中，C为其他主管集合，则考虑主管间直接信任和推荐可信的主管bi间接信任度为[15]：

(9)

2.1.3 活动缓冲分配

根据活动属性、风险和综合信任度结果，可得活动i加权影响工期WTi，其表示活动自身和执行主体等不确定因素对工期的综合影响。网络复杂度和风险感知系数反映活动面临不确定性，值越大对活动工期影响越大；相反，综合信任度表示项目经理对主管的综合信任程度，值越大则对该主管越信任，对活动工期影响越小。因此，WTi表示为：

WTi=[αi×NDi×RWi+βi×(1-Uabi)]×Ti

(10)

其中，αi和βi为活动自身和主管的权重因子，二者和为1，则各活动初始缓冲分配量为：

(11)

2.2 基于缓冲差别监控的触发点设置

匹配理论强调监管方式与活动特质匹配可提高管理绩效。基于活动分配的缓冲量，本文考虑活动自身和人员特质等情况，采取监督型监控和信任型监控两类不同的缓冲监控模式，并根据监控方式不同，设置绿黄红区域不同监控触发点，制定差别监控策略。

2.2.1 信任型缓冲监控

信任型缓冲监控模式主要应用于较为信任的主管所负责的活动，且已有研究表明，若对信任对象控制过于严格会造成负面影响[4]。因此，监控此类活动时，采用容错机制设置缓冲触发点。活动自身不确定性和其他风险可影响缓冲消耗，若消耗偏差较小时，项目经理就持续进行偏差警示或采取措施，则可能造成资源调配困难或增加成本；而对于能力较强且经验丰富的活动主管而言，其风险控制能力较强，且基于项目经理对其能力和品质的信任，容错管理能够有效缓解主管在纠偏过程中的压力。同时，项目经理的信任和鼓励，可提升主管自我效能感，提高主管主动采取纠偏措施的积极性。因此，针对信任型缓冲监控活动，提高两个缓冲触发边界上限，设置一个浮动的缓冲容错区间，如图2所示。

图2 信任型缓冲监控示意图

2.2.2 监督型缓冲监控

监督型缓冲监控模式主要应用于信任较低的主管负责的活动。项目经理对主管综合信任度Uabi较低，主管应对偏差能力较弱，纠正单位偏差所需时间和资源相对较多，同时可能增加额外成本。因此，项目经理应降低原有缓冲触发边界下限，设置对应缓冲预警区间，相对于容错区间而言，该区间可视为惩治区间，以为该类活动主管预留更多的纠偏时间，并适当增强活动监控力度和增加监控次数，详情如图3所示。

On Different Standards for Indoor Vibration Caused By Subway Trains……………ZHOU Xingmin， WANG Qiaoyan(2·1)

由图3可知，项目经理需严格监控此类活动且设置较低触发点，即降低绿区和黄区范围，提前向主管警示以争取更多纠偏时间。

图3 监督型缓冲监控示意图

2.3 缓冲差别监控策略构建

对较为信任的活动主管而言，其具有较强能力来降低偏差，致使分配的缓冲未被全部消耗并存在剩余。而对于监督型缓冲监控的主管而言，其整体能力较差，工作效率较低，当偏差发生概率和偏差影响严重时，剩余缓冲无法满足其需求，此时大量赶工会造成成本大幅提高。因此，为避免赶工和偏差持续，当监督型缓冲监控活动缓冲消耗处于红区时，依据缓冲分配原则，将其余活动剩余缓冲重新分配给该类活动，并实时调整触发点位置。基于容错机制的缓冲差别监控具体流程如图4所示。

图4 缓冲差别监控流程图

3 算例验证

已知某项目共包括16项活动，活动编码、逻辑关系和其他基本信息如表1所示。同时，项目关键链路网络中共包括11项关键活动(“*”标识)，已知的关键链项目网络图如图5所示[19]。

表1 项目活动基本情况

图5 关键链项目网络图

图5支链上的FB1、FB2和FB3为接驳缓冲，本文假设其能有效保护支链活动，且对主链活动不造成影响，同时，假设项目关键链路不发生变化且不存在链路断裂等情况。因此，本文以项目主链路上关键活动为研究对象，集中研究项目缓冲PB的监控问题。

3.1 实验模拟

为验证本文方法优化效果，本文将其与对比方法进行比较，运用Matlab软件的蒙特卡洛模拟技术进行1000次重复试验。试验模拟主要包括随机工期生成以及相关参数计算。

3.1.1 随机工期生成

根据文献[20]项目活动工期为服从对数正态分布且右偏的随机变量，即若Y～N(μ,σ2)，则X=eY服从对数正态分布，即X～ln(μ,σ2)，其模拟的均值和方差为：

(12)

(13)

(14)

(15)

本文采用Matlab中对数正态分布随机矩阵函数X=lognrnd(mu,sigma)对每组μ和σ2产生试验模拟数据，仿真的目标输出为1000×11的工期数据矩阵。

3.1.2 相关参数计算

表2 基于活动自身和执行主体的缓冲分配情况

3.2 仿真结果及分析

本文采用Matlab对静态三分监控方法、相对监控方法、动态监控方法和本文方法四种方法进行仿真模拟，并对比各方法落入区域频数和其他指标结果。仿真过程变化参数为不同活动被分配的不同缓冲和不同方法的不同触发点，输出目标为各指标参数结果。根据算例信息和3.1节内容，可得仿真结果如图6所示，其他指标仿真结果如表3和图7所示，其中，超计划成本概率为超项目计划成本的频率，本文方法优化程度为本文方法较三种对比方法的成本优化比例与工期优化比例之和。

图6 各监控方法落入各区域频数结果

表3 各监控方法指标对比

图7 各监控方法项目成本和工期

由图6可知，三种对比方法落入绿色区域频数呈递减趋势，而最终落入红色区域频数呈递增趋势，这表明不确定因素对活动成本工期造成了一定影响。由表3和图7可知，本文方法设置了不同触发点使得缓冲消耗情况整体优于对比方法。仿真结果具体分析如下：

首先，静态三分监控方法采用一刀切方式设置固定缓冲监控区间，未充分考虑活动属性和风险等其他因素影响，难以保障缓冲分配合理性，致使落入红色区域频数呈现较大幅度增长，这也降低了缓冲监控模型的动态监控能力，成本和超成本概率指标均较高。

其次，相对缓冲监控方法较静态三分监控方法预警绩效具有一定提升，但随各活动完工，红色预警频数仍呈上升趋势。虽其工期略高于静态三分法，但程度较小，且其项目成本为587430元，按计划执行情况和超成本概率均一定程度优于静态三分法，整体效果仍为较优。

再次，动态缓冲监控方法与前两种方法相比，其由于根据剩余活动情况对缓冲进行了动态调整，预警频数结果在相对监控方法基础上，得到了进一步优化，且相较于相对监控方法，改善了项目按计划执行情况并节约了项目成本，但红色区域预警频数变化趋势仍未改变。

最后，本文方法考虑活动属性、风险和执行主体因素，采用信任型缓冲监控和监督型缓冲监控不同模式，并对活动缓冲分配和监控进行差别动态调整，绿色区域预警频数呈递增趋势，而黄红色区域预警频数呈递减趋势，结果表明该方法提高了缓冲监控整体效果，减少了错误预警。同时，本文方法仿真成本为503670元，较对比方法优化程度较大，而工期虽略有增长，但整体增长幅度较小，对监控绩效影响较小。同时结果也表明本文方法引入活动执行者信任这一主观因素，一方面保证了分配结果合理性，另一方面触发点差别设置原则有效刺激主管内在主观执行力和行动力。从成本和工期综合优化绩效上看，相较于对比方法，本文方法可实现整体绩效的综合优化。

4 结论

项目经理对不同活动主管信任程度不同，此时对各活动采取的监控模式也不同。本文提出信任型缓冲监控和监督型缓冲监控，并根据活动和信任差异分配缓冲，借鉴容错思想设置监控触发点。蒙特卡洛模拟结果显示，本文方法能有效提高监控绩效，为项目提供有力保护。该研究也表明关键链项目管理应重视人员心理行为等因素。

本文局限性在于在进行差别监控时未对偏差原因进行分析和具体分类，而不同偏差原因采取措施和方法也会不同[23]，今后研究仍需考虑原因分类并结合其他方法进行论证。同时，在信任测度时，本文假定活动主管无横向信息交换，是否存在员工合谋或其他心理等影响因素，这些问题均需进一步讨论。此外，本文是基于一定前提假设进行研究的，如何考虑关键链变化或断裂和接驳缓冲监控问题仍是未来值得研究的议题。