1.2 国内外相关研究现状
1.2.1 关于组织结构的研究现状
组织结构描述了组织的框架体系,反映了分工协作关系,是提升组织管理效率的基础。目前,国内外关于组织结构的研究十分有限,现有成果主要包括组织结构演化与变革、组织结构评价与选择两个方面。
1.组织结构演化与变革
随着组织规模的扩大和组织环境的不断变化,管理活动日益复杂化、动态化,传统的组织结构及其管理模式亟须进行相应的调整与变革,以提升管理效率与效益。
Suvi Elonen、Karlos A.Artto和Ron Sanchez等首先分析了组织管理存在的问题及成因,并进一步指出,组织的基本结构模式没有发生根本性变革是导致组织管理问题难以有效解决的关键。尹守军梳理了20世纪70年代后组织结构设计与演化理论的发展过程,揭示了不同组织系统在发展过程中的演化特点。邢以群研究了中国制造企业不同发展阶段组织结构各维度的具体演化规律。焦明宇研究了组织结构变革的方式、驱动因素、思路、模式、措施等核心问题,为组织结构变革提供了新的思路与方法。段瑛瑛分析了多项目管理中组织结构设置的各种弊端和症结,建立了矩阵式、柔性化、多项目并行的项目组织体系,提出了多项目管理组织结构的改进策略。Paolo Canonico和Jonas Soderlund提出了针对项目制和矩阵制组织结构的控制机制。杨杰文结合战略管理理论提出了基于战略地图的组织结构优化总体思路与方案,该方案由各板块组织结构优化设计、业务流程优化设计和关键职能划分组成。唐薇针对航天型号任务实行的指挥和技术两条指挥线制度提出了兼顾型号管理和行政管理的多层次矩阵式组织结构体系,适应多型号项目研制需求。李刚构建了企业组织结构创新的自组织分析框架、组织结构创新动力模型和产出贡献度评价模型,提出了基于预警系统模型来判断企业组织结构创新时机选择的方法。丹尼斯通过分析中、俄两国在华外企组织结构,构建了跨国涉外企业组织结构及职能设计的评价分析框架,研究了有不同文化背景的员工对跨国企业的组织结构、管理模式及企业文化的适应问题。
1990年,Hammer M与Davenport T先后提出了“再造”和业务流程重组(Business Process Redesign,BPR)的概念及基本思想,1993年,Hammer M与Champ J出版了《再造公司:一个企业革命的宣言》。Davenport T出版了《流程创新:通过信息技术进行再造》,创建了流程再造和企业再造理论,并指出“流程决定组织结构,流程在组织内的流转决定着组织中相应的职责和职能的交替,并会引发新型组织形态的出现”。此后,流程再造理论得到了广泛的推广与应用。周宏斌和王其藩从业务流程主导和职能辅助两个维度分析了基于流程的组织的结构维度,提出了一种基于流程的组织结构模式。邢以群和郑心怡将流程再造思想与组织变革理论相结合,提出了一种基于流程导向型组织结构模式,在一定程度上解决了多项目条件下直线职能制和矩阵制组织结构带来的管理问题。在此基础上,李希胜和张家颖构建了基于MPOP的新型多项目组织管理结构模型和实施模型,实现了项目资源的有效分配与协调。李更研究了基于流程管理的组织结构优化原则、方法及实施路径,为组织结构的优化提供了很好的借鉴。张志勇和匡兴华对目前基于流程的组织结构模式的研究成果进行了完善和补充,提出了分布式的组织协调机制,给出了核心流程协调和动态团队构建的思路。单汩源研究了多项目管理的组织结构、特点及其发展趋势,设计了集约化和集成管控型多项目管理组织结构框架,提出了集成管理模式。
组织结构演化与变革理论及方法为解决组织发展过程中遇到的管理问题、有效提高组织管理效率提供了切实可行的路径与方案,但这些研究成果更多体现在理论上的定性分析,缺乏翔实数据的论证和支撑,同时也增加了理论应用过程的成本与风险。
2.组织结构评价与选择
运用熵理论分析与评价组织结构是国内近年来的一个研究热点。“熵”起初是一个热力学概念,最早由克劳修斯提出,随后逐步被引入物理学、信息论等学科领域,可有效度量广义系统的有序程度。1948年,Shannon C首先提出了信息熵的概念并用于分析系统结构有序度评价问题,Jaynes E T于1957年提出最大熵原理,又称最大熵方法。此后,Alexis De Vos等相继研究了熵的概率分布与效用函数。邢修三研究了信息熵及其演化方程,讨论了熵增原理、平衡态最大熵原理和最大信息熵原理的相互关联关系,为熵理论的发展奠定了理论基础。David Baccarini和Charless N Calvano等运用熵理论开展了组织结构复杂度研究。李伟钢通过分析系统中要素与结构之间的相互关系研究系统有序度,提出了一种复杂系统有序度的负熵算法。阳波等人改进了该算法并提出了联合信息熵评价模型和加权联合信息熵评价模型,何天祥在此基础上又提出了熵正交投影法。这类算法计算比较复杂,且未考虑信息在系统中的流动问题。
以邱菀华为代表的一批学者运用信息熵、管理熵等理论,从信息传输的时效性、准确性与组织对环境变化等适应能力出发,分别计算时效熵、质量熵与变化熵,从而确定组织结构有序度与柔性度,实现对常见组织结构进行评价与优化,为定量分析与选择组织结构问题提供了新的思路。邱菀华等人首次引入了信息流时效和质量的概念,提出了通过时效熵和质量熵确定有序度的计算方法,并由此实现组织结构的评价。来源等分别将此法有效应用于指控系统、装备保障、供应链、大型工程项目管理、安全管理和高铁调度指挥等领域。邓念将协同论与组织结构理论相结合,进一步提出了组织结构协同有序度的概念,构建了高铁调度指挥纵向结构协同有序度模型并进行了验证。在此基础上,杨帆、苏宪程等提出了组织结构柔性度的概念,构建了由时效熵、质量熵与变化熵组成的熵评价模型,进一步提高了组织结构评价的精确度。
上述方法在理论与应用方面的不足之处如下。
(1)并未考虑不同任务对于时效熵、质量熵与变化熵及其权重的不同影响而导致的评价结果不准确问题;
(2)仅从信息流的角度进行分析,并未考虑组织结构选择的其他影响因素,更多偏重于理论分析而忽视了模型算法在实际中的应用效果。
1.2.2 关于多项目进度管理的研究现状
多项目管理(Multi-Project Management,MPM)是一种在组织范围内对组织内所有项目进行整体与系统的选择、评估、计划、调整和控制的管理活动。与单项目管理不同,多项目管理更偏向于系统工程的思维方式,更注重通过对组织中有限资源整体的协调与分配,实现资源配置最优化和最佳的项目实施组合。
Pritsker于1969年首先定义了多项目的概念,提出将多个项目组合成一个大型单项目进行分析的理念。此后,多项目管理理论得到了深入而广泛的发展与应用。其中,多项目进度管理是一个重要分支,其核心在于资源约束条件下的配制方法和多项目进度计划的优化,这也是国内外学者的研究热点之一。Vercellis和Carlo等提出了资源受限多种模式处理问题的多项目进度管理模型,并基于拉格朗日分解法给出了求解算法。Wiley和Victor D等提出了多项目计划优化问题,提出了资源首先条件下以工期最短和成本最低为目标的管理方法。John H Payne、Ali J和黄小荣等分别从多项目资源配置管理方法、项目资源动态配置机制、资源配置有效性与效率分析等方面进行了深入探讨。这些成果对于多项目进度管理理论的发展具有一定意义。近年来,资源受限的多项目调度问题(Multi-Resource Constrained Multi-Project Scheduling Problem,MRCMPSP)逐渐成了多项目进度管理领域研究的新热点。然而,关于MRCMPSP的研究成果多为理论层面的优化算法研究,对多项目的整体规划能力不强,并未有效解决从整体角度控制多个项目的进度,以及在资源约束下进行多目标资源平衡问题。
综上所述,传统项目管理方法,如关键路线法、计划评审技术等项目进度管理工具无法有效解决多项目并行且资源约束条件下的进度优化问题,MRCMPSP及其相关研究也仅能从理论上得到调度问题的最优解,在实际工程领域的优化效果受到诸多限制,且在计划进度的控制能力方面存在短板。因此,以色列物理学家Goldratt于1997年将“制约法”(Theory of Constraint,TOC)引入至项目管理领域,提出了取代关键路线的关键链项目管理(Critical Chain Project Management,CCPM)方法,为从整体角度优化多项目进度以及在资源约束下进行多目标优化提供了有效工具。目前,国内外关于关键链项目管理的研究主要包括基于关键链技术的多项目调度、关键链多项目管理缓冲区位置与尺寸设定两个方面。
1.基于关键链技术的多项目调度
CCPM被提出后,美国国家航空和宇宙航行局对关键链技术进行了应用和推广。为厘清其与传统项目管理工具的区别,刘士新和Krystyna Araszkiewicz将关键链方法与PERT和CPM进行了对比分析,介绍了常见的缓冲区尺寸设置与进度控制方法,并针对资源约束下的项目调度问题(Resource Constrained Project Scheduling Problem,RCPSP)建立了多目标优化模型和调度方法。Bengee Lee等为有效识别多项目之间的相互依赖关系,提出了将系统动力学模型与CCPM相结合的多项目网络构建方法,通过识别多项目之间的相互依赖关系,确定多项目的优先权实现对资源的合理配置。彭武良等提出了基于关键链的多模式项目调度简化模型,该模型综合考虑了项目活动模式的不确定性、资源约束和紧前紧后关系,在运用根方差法确定项目缓冲的基础上,通过两阶段启发式规则和串行调度计划方案发掘最优关键链,实现项目进度优化目标。但模型对应启发式算法的求解质量一般,应用效果还需进一步验证。胡晨等采用灰色关联度分析方法,以项目中各项活动的资源影响程度、活动持续时间和紧后活动持续时间为主要指标,对多资源约束的各项活动进行优先级排序,改进了关键链识别方法与过程。上述方法仅针对单项目问题,并未提出关键链在多项目管理中的应用方法。
Cohen I等在Goldratt的基础上,将关键链管理五步法应用于多项目管理活动中。Tukle O I等将RCPSP与关键链理论结合,以资源约束下的项目工期最短为调度目标,给出了由最迟开始时间确定关键链的方法。Rabbani M基于逆向调度原则,提出了确定多项目关键链的启发式算法。国内关键链多项目管理领域的研究以李俊亭为代表,他在文献[61]中全面介绍了多项目管理的内涵与理论发展现状,在关键链多项目进度优化、人的行为因素在项目进度的影响分析、关键链多项目进度管理与控制等领域取得了较大的突破;在文献[78]中针对“公共池”资源相互竞争和工期冲突的问题,将奖惩函数融入优化模型中,以提前或滞后完成带来的损益为基础对各项目进行调度,并提出了对应的两级调度计划与启发式算法,简单且有效地实现了对延迟项目的定量计算。刘琼等针对关键链技术集中设置缓冲区造成后期工作开工时间不确定性增加的问题,融合项目工期和鲁棒性指标构建了多项目综合调度模型并设计了混合优化算法。廖良才等针对多资源多项目问题,基于关键链思想构建了包含项目重要度信息的进度优化模型,设计了混合遗传算法和禁忌搜索算法相融合的求解算法,并验证了模型与算法在优化项目计划、提高资源利用率上的有效性。李敬花提出了基于多智能体的多型号生产调度系统中若干关键技术的解决方案,运用遗传算法、蚁群算法、模拟退火算法及其混合算法解决了多项目、多资源、多目标优化问题。文献[82-84]将关键链思想应用于船舶建造和修理过程,围绕关键链识别、资源调度算法、缓冲区尺寸设定等问题从工程实践的角度提出了多项目计划与控制的模型、步骤与相应算法。李敏等总结了基于关键链的多项目调度方法与研究进展,从缓冲设置、调度鲁棒性和方法应用三个方面提出了进一步的研究方向。
上述方法对多项目进度管理虽然有一定效果,但存在以下主要问题。
(1)缺乏一套适用于舰船并行建造的关键链多项目进度管理步骤与方法,特别是针对多个大型并行项目关键链的识别确定及缓冲区配套设置问题并未有效解决;
(2)求解关键链进度优化模型时所采用的各类智能优化算法具有不同的特点,求解过程中容易出现局部最优、收敛精度不高、搜索时间较长、鲁棒性不强等问题,开发更好的优化算法、提高算法与优化模型的适应度等问题有待进一步解决。
2.关键链多项目管理缓冲区位置与尺寸设定
剪贴法(Gast and Paste Method,C&PM)和根方差法(Root Square Error Method,RSEM)是关键链缓冲区设置的基本方法。然而,C&PM方法会出现缓冲区随项目中工序增多而线性放大的问题;RSEM方法由于链路中各工序相互独立的假设条件并不成立,会导致缓冲区偏小。国内外学者针对以上问题提出了诸多改进方法,Tukel O I等通过研究项目中各工序的相互影响因素,将资源紧张度和网络复杂度分别计入项目缓冲。徐小峰等在此基础上给出了资源紧张度、工期安全度和工序复杂度的缓冲区尺寸计算方法。刘书庆等基于关键链技术构建了考虑EPC项目实施进度影响因素的缓冲区设置模型,通过融合工序位置权重系数、作业时间风险弹性系数、综合权重值,有效解决了由于EPC项目中各影响因素对工序的不同影响造成的缓冲区时间估计不准的问题。胡晨等为消除任务不确定性和资源约束对工期的影响,将活动工期风险、资源影响系数融入传统根方差法对缓冲区的计算中,提出了汇入缓冲优化的算法,可有效避免汇入缓冲过大造成的影响,在此基础上对项目缓冲进行了修正。蒋红妍等提出的缓冲区设置方法考虑了资源约束对缓冲区的影响,能够反映出由于信息约束对活动间相关性带来的变化。张俊光等提出了基于熵权法和活动属性的缓冲区优化方法,并对各类缓冲区设置方法进行了归纳总结。
上述缓冲区的改进与优化方法虽然有一定效果,但存在以下问题。
(1)人的行为因素对项目进度计划会产生重要影响,而现有方法并未将其纳入缓冲区的设置中,如何量化人对缓冲区的影响也鲜有研究;
(2)缓冲区设置的目的是消除由于多种不确定性风险因素造成风险事件而可能产生的进度风险,如何更合理、精确和全面地量化诸多不确定风险因素有待进一步研究。
1.2.3 关于项目风险传导的研究现状
风险传导的概念最早出现在金融领域,并得到了广泛的推广与应用。作为一个重要分支,国内外诸多专家、学者对项目风险传导理论及其应用进行了系统研究。其中,对于理论的研究主要集中于风险传导机制、传导路径、传导模型及其计算方法、传导软件系统开发等;在应用方面的研究几乎涉及各个领域。本书主要从单项目风险传导、多项目风险传导和风险传导理论在装备风险评估中的应用三个方面对国内外现状进行分析。
1.单项目风险传导
国内外对风险传导研究的先驱是Heinrich和Haddon,两人分别提出了多米诺骨牌理论和能量释放理论,为风险传导机制的研究提供了方向。石友蓉通过分析风险传导机制与风险能量理论之间的内在逻辑关系,构建了基于风险传导要素的能量模型,有利于科学辨识项目中风险传导运动规律及风险控制。Valadares Tavares等研究了复杂网络系统与结构对风险传导项目工期及其效果的影响。陶凱等基于解释结构模型建立了项目风险传导网络结构,进一步明确了风险传导的耦合机制,并在此基础上构建了风险传导耦合模型,提出了耦合测度指标体系,给出了研究风险传导内在机制的策略与测度方法。Zegordi S H等针对供应链风险给出了基于Petri网的中断风险传导评价方法,并分析了中断风险在供应链上的传导以及带来的影响。Ghadge A等基于系统思维对项目风险传导路径与过程进行了仿真研究。汪送等通过构建复杂事故系统模型,基于Arena对风险传导路径进行仿真,分析了影响事故系统模型中风险动态演化的重要特征参数,发掘了节点免疫力、风险处置资源、风险关联强度和传导路径之间的影响关系,为动态风险控制提供了依据。杨敏等系统分析与总结了项目质量风险传导的相关概念与理论,综合运用技术成熟度理论、因果贝叶斯网络、云模型、影响图理论、蒙特卡罗等给出了一整套项目风险传导建模、分析、仿真与控制方法,并通过综合案例进行了演示验证。王瑛等运用事故致因理论,从“点—线—面—体”的视角分析了复杂系统的风险演化与传导过程,构建了复杂系统传导的Arena仿真模型和GERT网络模型,并应用于项目风险传导分析,有效解决了复杂系统风险传导与控制问题。
2.多项目风险传导
1969年,Pritsker提出多项目的概念后,国外诸多学者致力于多项目管理的研究,但关于多项目风险管理的相关研究成果很少。国内多项目风险传导领域的研究以华北电力大学李存斌教授及其团队为主要代表。2004年,李存斌首次提出了项目风险元的概念,并分别于2005年和2010年成功申报“广义项目风险元传递理论模型及其应用”“信息化环境下企业项目链风险元传递理论模型研究”两项国家自然科学基金。其团队逐步建立了以多项目风险传递为主要研究内容的理论体系,并在不同领域进行了深入而系统的研究与应用。其研究成果主要体现在以下三个方面。
(1)多项目风险元传递理论。主要包括风险元的基本含义与度量方法、风险元的传导机制与结构、风险元典型的传导方式与类型、多项目风险元的识别程序与方法、多项目风险预警指标体系、多项目风险元驱动体系等内容。
(2)多项目风险元传递模型及其风险评估方法。主要有:针对工期优化的多项目风险传递模型,包括基于关键链理论与技术的多项目工期风险传递及其优化控制模型、基于马尔可夫—傅里叶的多项目工期灰色预测模型;多项目资源链风险传递模型,包括基于系统动力学的多项目资金链风险传递模型、基于粒子群优化算法的人力资源链风险传递与调配均衡模型、基于串行进度生成机制的进度链风险传递模型和基于混沌系统特性的混合链风险传递混沌遗传模型;多项目风险节点传递模型,包括多项目风险纵向传递模型、横向传递模型和综合模型、基于WBS项目链的熵风险元传递模型、基于熵权模糊集理论的风险元传递模型、基于螺旋层式结构的隐马尔可夫解析风险元传递模型、基于模糊相似度理论与方法的传递模型、自适应神经网络与遗传算法相结合的传递模型;风险元传递决策模型,包括基于突变理论的风险元传递决策模型、基于前景理论的风险元传递决策模型、基于双重主从决策的风险元传递模型;基于风险传导模型的软件系统开发与实现。
(3)多项目风险元传递理论在不同领域和项目中的应用。应用领域和项目主要为施工企业、生产企业、软件开发企业、智能电网运营、电力产业、工程项目、风电建设项目、发电项目、微网项目等。
3.风险传导理论在装备风险评估中的应用
综合现有公开资料,近几年,国内关于风险传导理论在装备风险评估中的应用研究更集中。孙贇和王瑛等基于图形评审技术和机会理论构建了不确定性随机多传递参量网络模型和评审技术模型。模型融入了风险源和风险路径的相关信息,具有同时处理复杂装备风险因素为随机变量和不确定性变量的优势,能够分别从系统层和部件层分析复杂装备的整体风险度和脆弱点,更为全面地分析装备风险发生机制。李超等在此基础上运用系统耦合理论、极大熵方法对GERT模型的参数和变量进行了优化,使得装备风险耦合传导关系更加清晰、准确。陶茜等运用图形评审技术,通过构建飞机起落架网络故障风险传递模型分析了装备各部件故障的传递与相互影响,给出了网络模型中三种典型结构传递函数的简化公式,并通过蒙特卡罗仿真进行了定量分析。孙超等构建了风险传导网络模型,从系统安全风险的层面研究了维修人员之间的风险传导机制,并对风险传导过程的影响因素进行了仿真分析,有利于从源头控制风险的传导扩散,提高装备维修保障效能。白焱等提出了基于模糊云模型的风险传导评估步骤,将风险因素云模型综合计算后的风险量与发生器产生的二维正态云标尺进行比较排序,并完成装备研制风险的精细化评价。刘艳琼以武器研制项目为背景提出了全面风险图景的改进影响图构建方法、分析框架及其对应评估模型与算法,给出了一套武器准备研制阶段性能风险、进度风险和费用风险的识别与评估方法,丰富了项目风险管理理论,对武器装备研制风险管理实践具有重要作用。
上述关于风险传导相关研究的不足之处主要体现在以下几个方面。
(1)由于多项目风险管理的相关研究成果较少,且更多的是单项目理论在多项目中的运用,因此在风险管理理论与多项目管理理论结合方面系统的研究成果很少,缺乏能够直接应用于多项目条件下大型复杂武器装备生产过程风险识别、传递与评价的理论与方法。
(2)多项目风险传递路径与过程缺乏准确的分析与推演,特别是对于大型复杂装备或多阶段任务过程,对各类风险在纵、横两个方向的传递规律缺乏有效的分析方法。
(3)基于GERT和图形评审技术等方法构建的风险传导模型要求系统、装备或部件故障服从常规分布,这在一定程度上限制了模型的推广与应用。