بخشی از مقاله
** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست **
ارائه روشی جهت تعیین اندازه بافرها در حوزه زمان بندی زنجیره بحرانی (مطالعه موردی: شرکت سولیران)
چکیده
زنجیره بحرانی رویکردی نوین در حوزه مدیریت پروژه می باشد که به منظور رفع اثرات نامطلوب پروژه ها و علل بروز آنها، افزایش کارایی منابع و بهره برداری از محدودیتهای سیستم پروژه توسعه یافته است. بر مبنای این رویکرد و به منظور ایمن کردن پروژه در مقابل اختلالات احتمالی، بافرهای زمانی در محلهای مختلف تعبیه میشود. بنابراین از انتقال تنشهای فعالیتهای غیر بحرانی به زنجیره بحرانی و همچنین انتقال تنشهای فعالیتهای زنجیره بحرانی به زمان تحویل پروژه جلوگیری میشود. در این مقاله روشی جهت تعیین اندازه بافرها در حوزه زمانبندی زنجیره بحرانی ارائه شده که از جمله ویژگی های آن اعمال نظر خبرگان در مراحل کار و سادگی اجرا میباشد. مفاهیم مطرح شده در این روش نزدیک به روش پرت می باشد با این تفاوت که در این روش تابع توزیع احتمال زمان فعالیتها براساس نظرات خبرگان بدست آمده است. در پایان جهت ارزیابی روش پیشنهادی، زنجیره بحرانی جهت پروژه طراحی، ساخت و نصب سازه ای فولادی در شرکت سولیران به اجرا درآمد. اندازه بافرها با استفاده از دو روش شناخته شده در ادبیات موضوع (روش بریدن و چسباندن و روش ریشه مربع خطا) و روش پیشنهادی محاسبه گردید. نتایج بدست آمده مبین آن است که روش ارائه شده در مقایسه با دو روش مذکور بافرهایی با محافظت بیشتر در برابر تأخیرهای احتمالی پروژه ایجاد میکند.
واژههای کلیدی: زمان بندی پروژه1، زنجیره بحرانی2، روشهای تعیین اندازه بافر3، شرکت سولیران.
-1 مقدمه
مهمترین تفاوت بین زمان بندی زنجیره بحرانی با روشهای مدیریت پرژه سنتی در چگونگی مدیریت کردن عامل عدم قطعیت در پروژه ها می باشد. در روشهای سنتی برنامه ریزی و زمان بندی پروژه، عامل عدم قطعیت با افزایش دادن مدت زمان فعالیتها، شروع فعالیتها در زودترین زمان ممکن، انجام همزمان چندین فعالیت و تمرکز بر روی تاریخهای تعیین شده، مدیریت می شود. اما در روش زنجیره بحرانی، عدم قطعیت با توجه به موارد ذیل مدیریت می شود:
الف) استفاد ه از تخمین های میانگین برای مدت زمان هر فعالیت. ب) زمان بندی رو به عقب از موعد تحویل.
ج) قراردادن بافرهای تجمعی در برنامه پروژه به منظور حفاظت از تأخیر کل پروژه و فعالیتهای کلیدی. د) استفاده از مدیریت بافرها برای کنترل برنامه زمان بندی.
برای ایمن کردن پروژه در مقابل اختلالات احتمالی، بافرهای زمانی در محل های مختلف تعبیه می شود تا از انتقال تنشهای فعالیتهای غیر بحرانی به زنجیره بحرانی و همچنین انتقال تنشهای فعالیتهای زنجیره بحرانی به زمان تحویل پروژه جلوگیری کنند. این بافرها عبارتند از: بافر پروژه4، بافر تغذیه5 و بافر منبع.6 بافرهای تغذیه کننده به تمام مسیرهایی که در زنجیره بحرانی قراردارند افزوده می شوند تا از ایجاد تأخیرهایی که در این مسیرها بر روی زمان شروع فعالیتها ایجاد می شود جلوگیری کنند؛ این مسیرها، مسیرهای تغذیه ای نامیده می شوند. بافر پروژه به انتهای زنجیره بحرانی افزوده می شود تا از تاریخ تحویل پروژه حفاظت کند. بافرهای منبع به وسیله سیستم های اخطار دهنده یا یادآوری کننده شناخته می شوند که از آماده بودن منابع در زمانی که یک فعالیت بحرانی به منابع نیاز دارد مطمئن می شود؛ برخلاف بافرهای پروژه و تغذیه کننده، بافرهای منبع باعث تغییر زمان برنامه ریزی شده پروژه ها نمی شود. (Goldratt,1997)
- پیشینه تحقیق
در سال .1997م گلدرت کتابی با عنوان "زنجیره بحرانی" منتشر ساخت. این کتاب در برگیرنده عقاید و نظرات گلدرت در مورد علل زمان بندی ناموفق پروژه ها، محدودیت های پروژه و بکارگیری فرآیند تفکر تئوری محدودیت ها در مدیریت پروژه می باشد. بدنبال آن، رابطه بین ایده های تئوری محدودیتها و رویکرد های زمان بندی پروژه در چندین مقاله و کتاب مورد بحث قرار گرفته است. رند(2000)7 در مقاله خود تئوری محدودیتها را مرور می کند و تفاوت های بین مسیر بحرانی و زنجیره بحرانی را عنوان می کند. لیچ( 2005) 8 در کتابش شرح جامعی از رویه کاربرد زنجیره بحرانی ارائه می دهد. او همچنین مدیریت بافر ها را شرح می دهد و روش ریشه مربع خطا را برای اندازه گیری بافر ها ارائه می دهد. وی ادعا میکند که بافرها یک نوع تجمع از ریسک هستند که در زنجیر و وقایع پیش نیازشان با آنها برخورد می کنیم. وی به دنبال آن روشهای بریدن و چسباندن و ریشه مربع خطا را شرح می دهد وعنوان می کند که در عمل نیازی به یک متد علمی برای تعیین اندازه بافر ها نیست بلکه اندازه بافرها باید به مقدار کافی خوب باشد و می باید بر پایه دید شهودی ما نسبت به ریسک تعیین شود. اما هرولن9 و همکاران (2002) با ادعای نیوبولد بر مبنای ساده سازی اجرای زنجیره بحرانی مخالفت می کنند.
هرولن و لئوس((2001 در مقاله خود در مورد نقاط قوت و ضعف زمان بندی زنجیره بحرانی و تجارب استفاده از مکانیزم این زمان بندی نظر داده اند. نویسندگان آزمایش را بر روی مجموعه داده های پاترسون10 انجام دادند تا عواملی را که بر روی عملکرد یک پروژه تأثیر می گذارد، شناسایی کنند. در کل آنها گزارش کردند که نگه داشتن فعالیت های زنجیره بحرانی در سریها باعث افزایش طول پروژه می شود در حالی که به روز کردن منظم مبنای زمان بندی (زمان بندی اصلی برنامه ریزی شده با آنچه در اجرا اتفاق افتاده، مقایسه می شود) باعث کاهش آن می شود. آنها همچنین نتایج ایجاد طرح های اولیه را با استفاده از روش انشعاب و تحدید با روش های ابتکاری مقایسه کردند و به این نتیجه رسیدند که بهتر بودن زمان بندی مبنای اولیه، باعث بهبود عملکرد کلی پروژه می شود. تجربه آنها با تکنیک های اندازه گیری بافر نشان دادکه روش بریدن و چسباندن ممکن است اندازه بافر های پروژه را بیش از اندازه بزرگ تخمین بزند. این تحقیق اولین تحقیق نظری تشریحی از زنجیره بحرانی و مفاهیم آن می باشد، و نشان دهنده نیاز بیشتر برای کار نظری در مورد مبنای زمان بندی و روش های اندازه گیری بافر ها می باشد.
غنیمی((1382 در پایان نامه کارشناسی ارشد خود تحت عنوان" کاربرد تئوری محدودیتها در مدیریت پروژه: زمانبندی زنجیره بحرانی ومدیریت بافرها" به بیان کاربرد تئوری محدودیت ها در مدیرت پروژه پرداخته و زنجیره بحرانی و مدیریت بافر ها را شرح می دهد. وی به دنبال آن روشهای بریدن و چسباندن و ریشه مربع خطا را شرح داده و روشی بر مبنای روش پرت ارائه میدهد. مقاله المغربی11 و همکاران (2003) دیدگاه های جالبی در خصوص استفاده از تئوری محدودیتها و زمان بندی پروژه با منابع محدود مطرح می کند. علاوه بر مطالب عنوان شده، هرولن و لئوس (2004) ادبیات زمان بندی مبنا را مرور و در مورد رویه ایجاد زمان های مناسب بحث می کنند. فلاح و همکاران((2010 جهت تعیین اندازه بافرها روشی بر مبنای توزیع لگ نرمال ارائه می دهند.کریا12 و آبرو(2011) 13 در مقاله خود به بررسی مزایا و معایب زنجیره بحرانی در مقایسه با روش سنتی پرداختند. اکسیائو14 و پن(2011) 15 به بررسی مشکلات زنجیره بحرانی پرداخته و استفاده از تئوری صف به منظور تعیین اندازه بافر را پیشنهاد می دهند.
- رویکرد زنجیره بحرانی
زنجیره بحرانی متشکل از مجموعه ای از فعالیتها می باشد که با در نظر گرفتن وابستگی بین فعالیتها و محدودیت منابع، مدت زمان کلی پروژه را تعیین می کنند. برای شناسایی زنجیره بحرانی، باید شناوری فعالیتها محاسبه گردد. در روشهای سنتی زمان بندی پروژه، شناوری مدت زمانی است که یک فعالیت می تواند به تعویق بیفتد و یا مدت زمانش طولانیتر شود و این زمان، در زمان بندی نهایی دخالت داده می شود. اما در روش زنجیره بحرانی از آنجائیکه تمام فعالیتها در دیرترین زمان ممکن زمان بندی شده اند، مفهوم شناوری نسبت به قبل متفاوت است. در این روش، شناوری مدت زمانی است که یک فعالیت به لحاظ تکمیل فعالیتهای پیش نیاز و در دست بودن منابع می تواند زودتر تمام شود. البته این زمان شناوری هرگز در زمان بندی نهایی پروژه دخالت داده نمی شود. بلکه محاسبه آن به دو منظور انجام میگیرد: اول تعیین زنجیره بحرانی و دوم تعدیل اندازه بافر تغذیه پس با توجه به تعریف شناوری در روش زنجیره بحرانی، فعالیتهای زنجیره بحرانی آنهایی هستند که شناوری آنها صفر باشد. فرآیند شناسایی زنجیره بحرانی:
قدم:1 برای هرفعالیت تخمین زمان %50 را محاسبه کنید.
قدم:2 تمام فعالیت ها را با توجه به رابطه پیش نیازی به صورت "دیرترین زمان ممکن"در نظربگیرید. قدم:3 همزمانی استفاده از منابع را با استفاده از دوباره مرتب کردن فعالیت ها حذف کنید.
تداخل منابع می تواند با استفاده از هر یک از روشهای ابتکاری حل مسأله همانند روش انشعاب و تحدید برداشته شود.
قدم:4 زنجیره بحرانی را بعنوان بلندترین زنجیره اتفاقات وابسته برای زمان بندی ممکن که در مرحله 3 وجود داشت شناسایی کنید.
قدم:5 بافر پروژه را به انتهای زنجیره بحرانی اضافه کنید.
قدم:6 بافرهای تغذیه کننده را در هر جایی که فعالیتهای غیر بحرانی،زنجیره بحرانی را تغذیه می کنند (پیش نیاز آن می شوند) اضافه و فعالیتها را با استفاده از اندازه بافر برای روی زنجیره تغذیه کننده تنظیم کنید.
نیوبولد و لیچ چند قدم اضافی را پیشنهاد می دهند که برای بهبود کیفیت زمان بدست آمده می توان از آنها استفاده کرد. برای مثال نیوبولد (1998) پیشنهاد می دهد که اگر منابع موجود هستند،در این صورت زمان فعالیتهای بحرانی میباید بوسیله اختصاص منابع بیشتر به آنها کوتاه شود. لیچ نیز پیشنهاد می دهد که بعد از افزودن بافرهای تغذیه کننده فعالیتها می باید دوباره مرتب شوند تا تداخل منابعی که به خاطر افزودن این بافرها ایجاد شده حل شود .(Leach, 2005) در مقابل، گلدرت مرتب سازی فعالیتها را در مرحله برنامه ریزی بعد از افزودن بافر پیشنهاد نمی دهد و با اصلاح زنجیره بحرانی وقتی که بافرهای تغذیه کننده باعث اضافه شدن زمان پروژه می شوند مخالف است. (Goldratt,1997) به عبارت دیگر وی معتقد است که اجرای موفق، مهم تر از داشتن یک برنامه دقیق و قدم به قدم است.
- رویکردهای تعیین اندازه بافر:
به طور کلی بافرها در نتیجه حذف زمانهای اطمینان از هر فعالیت و اجتماع آنها در انتهای زنجیره بحرانی و یا مسیر تغذیه ایجاد می شوند. شاید تصمیم در خصوص اندازه بافر را بتوان مهمترین قدم زمان بندی زنجیره بحرانی دانست، چون اگر اندازه بافرها کوچک در نظر گرفته شود، به کرات نیازمند زمان بندی مجدد خواهیم بود و مسلماً نسبت به مشتریان نیز بدقول خواهیم شد و همین طور اگر اندازه آنها بیش از اندازه بزرگ لحاظ شود، خود به خود تمام مفاهیم مورد استفاده در این زمان بندی نقض شده، سبب بالارفتن حجم کار در جریان ساخت می شود. در اینجا تجربه مدیر پروژه و مهارتهای مدیریت بافر در خصوص اندازه بافرها بسیار حائز اهمیت است. با این وجود ایجاد بافرها با استفاده از روشهایی که تغییرات آماری را مد نظر قرار می دهند همانند ویژگی های پروژه، به مدیر پروژه این اجازه را می دهند که کنترل بهتری بر روی پروژه داشته باشند. در ادبیات موضوع تنها دو روش ساده برای تعیین اندازه بافرها وجود دارد: روش بریدن و چسباندن و روش ریشه مربع خطا به علاوه تنها نتیجه علمی گزارش شده در ادبیات در مورد اثر این روشها بر عملکرد پروژه، تحقیق هرولن و لئوس(2001) 16 است. در مطالعه آنها گزارش شده که روش بریدن و چسباندن، بافرها را بیش از اندازه بزرگ تخمین می زند، در حالی که روش ریشه مربع خطا برای پروژه های بزرگتر بهتر عمل می کند.در این قسمت ابتدا 2 روش مذکور در اندازه گیری بافرها مرور می شود سپس روشی پیشنهاد خواهد شد که انتظار می رود موجب افزایش احتمال اتمام پروژه در موعد مقرر در مقایسه با این دو روش شود.
- روش بریدن و چسباندن:
گلدرت در مورد مدت زمان فعالیتها، پیشنهاد می کند که برای بدست آوردن این زمان میانگین مدت زمان ارائه شده توسط افراد را به نصف کاهش دهیم. وی در مورد اندازه بافرها معتقد است که اندازه بافرها باید برابر نصف زنجیره قبل از آن باشد. یعنی بافر پروژه باید به اندازه نصف طول زنجیره بحرانی و یا نصف مدت زمان کل پروژه در نظر گرفته شود. همچنین اندازه بافرهای تغذیه که ما را از اتمام به موقع فعالیتهای زنجیرههای غیر بحرانی مطمئن میکند نیز با استفاده از این روش تعیین میشود.
زنجیره تغذیه کننده با 3 فعالیت در شکل شماره (1) نشان داده شده است:
تخمین احتیاطی هر فعالیت 20 روز در نظر گرفته شده است. اگر %50 از هر فعالیت برداشته شود، زمان تخمینی متوسط هر فعالیت برابر 10 روز می شود. جمع قسمتهای ایمنی که بریده شده 30 روز است. پس نصف آن 15 روز خواهد شد. پس روش مذکور پیشنهاد می دهد 15 روز را به عنوان بافر تغذیه کننده به انتهای این زنجیره تغذیه کننده اضافه شود. که در شکل شماره((2 قابل مشاهده است.
مزیت بارز این روش سادگی آن می باشد. در عین حال این روش یک روش خطی بوده، به طوری که با افزایش زمان زنجیره بحرانی میزان بافر بصورت خطی افزایش می یابد. در بسیاری از موارد بافر بدست آمده از این روش بیش از حد مورد نیاز جهت محافظت از پروژه بوده که می تواند باعث از دست دادن موقعیت های تجاری و عدم رقابتی بودن زمانهای پیشنهادی شود. این روش برای محیط های پروژه ای همانند توسعه محصول جدید پیشنهاد نمیشود.
ب-روش ریشه مربع خطا
شبیه روش بریدن و چسباندن این روش نیز از دو تخمین زمانی برای هر فعالیت بر روی زنجیره تغذیه کننده استفاده میکند: تخمین احتیاطی و تخمین متوسط.((Newbold, 1998 تخمین احتیاطی با (s) و تخمین متوسط با (d) نمایش داده میشود. در این روش اختلاف بین دو تخمین به عنوان میزان عدم قطعیت و یا خطا در تخمین کوچکتر تلقی میشود و با (u) نمایش داده میشود. پس عدم قطعیت هر فعالیت مطابق فرمول شماره (1) محاسبه می شود:
برای هر زنجیره از فعالیتها ارزشهای خطا یا Ui های هر فعالیت جهت محاسبه خطای مدت زمان زنجیره کلی و یا میزان بافر مورد نیاز زنجیره مورد استفاده قرار میگیرند این خطای کلی طبق فرمول شماره((2 بدست میآید:
پیشنهاد شده است در حالاتی که کمتر از چهار فعالیت در زنجیره تغذیه کننده وجود دارد بافر می بایدی حداقل برابر طولانی ترین فعالیت در این زنجیر باشد(.(Tukel, 2004
با بکار بردن مثالی مشابه مثال روش قبل، اندازه بافر17/32 بدست خواهد آمد.
مزیت این روش نسبت به روش پیشنهادی گلدرت، رفع خطی بودن مدل محاسبه میزان بافرها می باشد، اما همانطور که قابل ملاحظه است این روش نیز از لحاظ آماری دارای اعتبار نمی باشد. در حقیقت این روش فقط از فرض عدم وابستگی بین فعالیتها استفاده کرده و با اقتباس از فرمول محاسبه واریانس مجموع چند متغیر تصادفی مستقل فرمول فوق را ارائه کرده است.
