质量工具之箭线图

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作者:王洪石

1.   什么是箭线图

 

1.1 箭线图的起源

 

在正式引出“箭线图”概念之前,先要了解下什么是项目网络图(Project network diagrams)。

 

项目网络图,就是以图的形式展示项目各活动(工序)之间的逻辑关系(依赖关系),由活动和事件组成的具有一个起始点和一个终止点的有向赋权图。此图一般既表示项目逻辑,又表示项目关键路径上的活动。

 

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编制项目网络图一般有两种方法,一种是前导图法(PDM),另一种是箭线图法(ADM)。

 

1956年,箭线图法原型起源于美国杜邦(Dupont)。当时杜邦公司的两个工程师Morgan F. Walker与James E.kelly以网络分析原理及最长路径概念,发展岀以网络计划技术为中心的箭线图法(Arrow Diagramming method,ADM)。

 

1.2 箭线图和前导图的区别

 

        1.2.1 箭线图法ADM定义

 

箭线图法,又称矢线图法或双代号网络图法(Activity-On-Arrow,AOA),是对工作计划标示出必要活动顺序关系的图示。它用箭线表示活动,活动之间用节点(圆形或矩形等标识,称作“事件”或“任务”)连接,只能表示FS(结束--开始)关系,每个活动必须用唯一的紧前事件和唯一的紧后事件描述;紧前事件编号要小于紧后事件编号;每一个事件必须有唯一的事件号。

 

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这是一种利用箭线表示活动,并在节点处将其连接起来,用节点表示其逻辑关系的一种项目网络图的绘制法。箭线图法曾经被企业管理人员广泛推崇,被列为QC新七种工具之一。

 

        1.2.2 前导图法PDM定义

 

前导图法,也称为紧前关系绘图法(Precedence Diagramming Method,PDM)或单代号网络图法(Active on Node,AON)。它是创建进度模型的一种技术,是一种用节点表示活动,并用表示依赖关系的箭线将节点连接起来的一种网络图,以显示活动的实施顺序。

 

在PDM中,每项活动有唯一的活动号,每项活动都注明了预计工期。每个节点的活动有最早开始时间(Early Start,ES)、最晚开始时间(Late Start,LS)、最早结束时间(Early Finish,EF)和最晚结束时间(Late Finish,LF)。

 

活动节点法(AON)是紧前绘图法的一种展示方法,是PMBOK中推崇的项目管理工具之一,也是大多数项目管理软件包所使用的方法。

 

     

      1.2.3 ADM和PDM的区别

 

PDM和ADM所表达的计划内容是一致的,两者的区别仅在于绘图的符号不同。PDM箭线的含义是表示顺序关系,节点表示一项活动;而ADM的箭线表示的是一项活动,节点表示网络图中有虚拟活动,而PDM没有虚拟活动。两者都不允许回路或有条件分枝存在,它们的主要区别如下图:

 

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2.   常用的网络计技划术

 

除了上面提到的箭线图法和前导图法,还有关键路径法、计划评审技术图示评审技术风险评审技术等网络计划技术等。为方便大家了解,对经常用到的网络计划技术进行如下简单说明。

 

关键路径法(Critical Path MethodCPM) -

 

根据指定的时序网络逻辑和单一的持续时间估算,计算各项活动的唯一、确定性的最早与最迟的开始与完成日期。

关键路径是所有活动中时间最长的活动顺序,决定着可能的项目最短工期。

 

注意:关键路径法不考虑任何资源限制。

 

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计划评审技术(Program Evaluation and Review TechniquePERT) -

 

PERT是利用网络分析制定计划以及对计划予以评价的技术,—种分析活动所涉及任务执行的规划技术,特别是完成每个任务所需的时间,以确认完成整个活动所需的最短时间。当活动初始之时,尚未能准确地掌握所有任务的细节和工期,利用PERT技术可整合其不确定性,来安排时程。

 

PERT着重于以事件为导向,而非仅止于安排任务开始和完成的技术;在专案时程为主要考量的因素中常被使用。这个技术适用于大规模、一次性、复杂的,和非例行的基础设施和研发专案。

 

PERT提供了—个管理工具,利用经加权平均的所需时间估算,计算各项活动所需时间。PERT同CPM的主要差别在于PERT使用概率分布的平均值(期望值),而不使用CPM所用的最大可能估计。

 

PERT和CPM是互补的工具,因为CPM采用了对每个任务活动,只做一次的估计和成本估算;PERT则可能会利用三个时间点来估计(乐观,预期和悲观),并且每个活动都没有成本估计。PERT技术越来越多地应用在关键路径排程上。

 

图示评审技术(Graphic Evaluation and Review TechniqueGERT) -

 

此方法是在PERT(计划评审技术)的基础上,增加决策节点,不仅将活动的各参数如时间和费用设为随机性分布,而且其各个活动及相互之间的影响关系也具有随机性,即活动按一定概率可能发生或不发生,相应地反应在活动开始或结束的节点或分支也可能发生或不发生。

 

风险评审技术(Venture Evaluation Review TechniqueVERT) -

 

VERT技术是在PERT和GERT的基础上发展起来的,是一种以管理系统为对象,以随机网络仿真为手段的风险定量分析技术。由于VERT方法本身是一种定量分析技术,具有很强的理论性,适应某些高度不确定性和风险性的决策问题而进行网络仿真。

 

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3. 箭线图基础术语

 

箭线图构成的基本要素包括:箭线、节点、线路。

 

3.1 活动

 

活动,也可以称为工作,是指计划任务按需要粗细程度划分而成的、消耗时间或同时也消耗资源的一个子项目或子任务。根据计划编制的粗细不同,活动既可以是一个建设项目、一个单项工程,也可以是一个分项工程乃至一个工序。

 

位于关键线路上的工作称为关键活动,其余工作称为非关键活动。

 

3.2 虚拟活动

 

一般情况下,活动需要消耗时间和资源,有的则仅是消耗时间而不消耗资源。在箭线图中,有一种既不消耗时间也不消耗资源的活动——虚拟活动,它用虚箭线来表示,用以反映一些活动与另外一些活动之间的逻辑关系。

 

使用虚拟活动的目的是为了避免工序之间的含混不清,以正确表明工序之间的先后衔接的逻辑关系。

 

3.3 节点

 

节点是指箭线图中表示活动的开始、结束或连接关系的圆圈(或矩形)。

 

箭线图的出发节点叫做活动起始节点,箭头指向的节点叫做活动终止节点。一个箭线图中只有一个开始节点,一个结束节点。

 

1)节点只表示前序活动结束、后续活动开始的瞬间”,它既不消耗时间,也不消耗资源。

 

2)每个节点都要编号编号原则是每一个箭尾节点的号码必须大于箭头节点的号码。确切表达网络图中活动之间相互制约、相互联系的逻辑关系即紧前和紧后活动的关系。

 

3.4 箭线

 

箭线表示活动,任何活动都可以用其箭线前、后的两个节点的编码来表示,起点节点编码在前,终点节点编码在后。

 

一项工作需要花费一定的人力、物力等,经过一段时间才能完成,箭头下的数字便是完成该项工作所需的时间。

虚拟活动不消耗时间和资源,用虚箭线表示。

 

箭线的作用:确切表达网络图中工作之间相互制约、相互联系的逻辑关系即紧前和紧后工作的关系。

 

3.5 线路

 

从起点节点开始,沿箭头方向顺序通过一系列箭线与节点,最后达到终点节点的通路,称为线路。

 

在一个箭线图中,从起点节点到终点节点,一般都存在着许多条线路。

 

一项计划的所有线路中,持续时间最长的线路,其对整个工程的完工起着决定性作用,称为关键线路,其余线路称为非关键线路。

 

关键线路的持续时间即为该项计划的工期。关键线路宜用粗箭线双箭线或彩色箭线标注,以突出其在网络计划中的重要位置。

 

一个箭线图中至少有一条关键线路。

 

关键线路也不是一成不变的,在一定的条件下,关键线路和非关键线路会相互转化。非关键线路都有若干机动时间(即时差),利用非关键工作具有的时差可以科学地、合理地调配资源和进行网络计划优化。

 

3.6 线长

 

一条线路上的各项活动所持续时间的累加之和称为线长,它表示完成该线路上的所有活动需花费的时间,即线路上总的工作持续时间

 

3.7 逻辑关系

 

活动之间相互制约或相互依赖的关系称为逻辑关系,如制造工艺的先后顺序等,在箭线图中均表现为活动之间的先后关系。

 

箭线图中的活动有三种逻辑关系紧前活动、紧后活动和平行活动。

 

1)紧前活动:紧排在本活动之前的活动。

 

2)紧后活动:紧排在本活动之后的活动。

 

3)平行活动:可与本活动同时进行的活动。

 

4.  箭线图的实际应用

 

4.1 应用范围

 

箭线图可以应用于很多工作领域,譬如:

 

1)       物流发货-交货期管控;

 

2)       新产品、新项目各阶段计划的制定、管理、改善;

 

3)       大型复杂活动的运筹规划;

 

4)       工艺流改善或精益生产项目改善;

 

从PDCA的角度,箭线图的应用总结如下:

 

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4.2 应用步骤

 

1) 确定目标和约束条件。首先要确定应完成的项目与工期以及企业资源 、环境等的约束条件。

 

2) 项目分解。将整个项目用系统方法逐层分解,直到可以实施管理的子项目为止。

 

3) 编制活动(工序、工艺)一览表。根据项目分解得出的子项目,编制活动一览表,并估计每一活动的工期。

 

4) 确定活动顺序 。按照技术上的要求和资源条件(人力、机器、原料)的许可,确定各个活动之间的逻辑关系。

 

5) 绘制箭线图。根据活动一览表和活动顺序,绘制箭线图。

 

实际绘制过程中,可能还要进行分析和调整。

 

如果是小型项目,绘制一张总图即可,而对大型项目,常需先按子项目分别绘制,然后衔接而成总箭线图。

 

4.3 箭线图应用实例

 

假设某企业生产某个产品的工序和加工时间如下表。

 

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根据上表,可以画出这个产品的加工箭线图如下。从图中可以看出完成整个加工过程,一共有两条线路,关键线路是①→②→③→④,完成这个产品需要的时间最快为75min。如果要降本增效,提高产能,就要从关键线路着手,寻找改进机会,从而改善及时交付率OTD等企业关键运营指标。

 

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