基于系统动力学的工程项目管理应用

项目管理，现在被广泛地应用在社会经济活动的各个领域和总分。但是由于项目管理者的经验和内外界因素复杂的变化，而导致的项目成本超支、时间拖延的现象比比皆是。在项目执行的过程中，经常有反直觉的案例产生，如软件项目开发中的布鲁克斯法则，即在一个已经延迟的项目中增加新的员工将导致项目的完成时间更晚。项目通常都是进行得很顺利，但是经常存在到项目后期甚至近乎结束时才发现一些应该在早期就解决的错误,而这就导致了项目的返工、加班和延误,影响项目成本及周期。

1系统动力学与项目管理的结合应用

系统动力学(SystemDynamics)是一门研究分析信息反馈系统的学科，其作为一种系统的建模理论,能够定性与定量地分析研究系统，从系统的微观结构处人手来构建系统的基本结构，进而模拟与分析系统的动态行为。现在国内外的学者，将系统动力学广泛的应用在各个领域,如用于分析价格和产品战略，在资本品行业的实用性;新药品的市场动态和困难，选择一个合适的市场进入战略研究;学习曲线理论创新实施检验时,组织政策等,其中，项目管理也是系统动力学的一个主要应用领域。

为什么要使用建模的方式来研究项目管理?一些专业人员包括项目管理者，都不擅长处理一个复杂系统内的动态反馈关系，毕竟对项目的关注度、了解程度及信息的充分性都有一定的约束，所以，人们面对这样复杂系统做出的解读和判断经常会产生错误。电脑建模的方式，能够很好地克服这些制约，因为模型可以由多人参与建立，模型能够同时处理多个内外部存在联系的因素，可以在一定的假设下运行，以帮助分析人员或管理人员更好的模拟不同真实情景下的系统。不过即使模型有这么多好处,也不是说其结果一定比项目管理人员的判断准确。任何一种作为工具的方法都有可能被错误的使用，总会有一些成功的案例和失败的案例。但是如果正确的使用系统图动力学建模的方法,其可以作为一个帮助项目管理者做决策的工具。

2系统动力学应用于工程项目管理的优势

2.1工程项目非常复杂,包含多个相互影响的关系

在系统中，一个因素的变化可能引起其他意想不到的影响。这一点和普遍的认识不同，无论是从时间的角度还是空间的角度，因果关系在一个复杂的系统内并不是密切相关。例如，改变工程图设计图纸里的一个管道

接头的位置，可能会导致其它子系统，如流体图纸、其他接口等系统变化，因此,需要的变更远远超出了原来的变化。这些变化可能导致设计人员从一个任务上被重新安排到另一个任务，加速完成变更任务的同时，也推迟了原来负责的任务。这样的决定很有可能又影响到另外一个依赖于被调离人员的任务的项目延迟。在系统工程中，这样的系统被称为“紧耦合”,而且其反直觉的性质也经常产生很大的影响。系统动力学模型非常适合于表示这种多相互依赖性,其主要用途之一也是捕获这样相互依赖以便了解跟踪在整个系统中一处变更的因果关系和其影响。

2.2工程项目是高度动态的,项目管理在本质上是动态的

招聘和培训新员工有可能导致项目超期，除此之外，还有多种因素均会延长一个项目的周期，如发现和纠正错误，并应对项目范围或技术规格意想不到的变化。这样的动态意味着一个系统对扰动的短期反应,可能不同于长期的反应。例如,从长远来看，雇用更多的工人增加了公司的能力，但在短期内，有经验的工人必须投入部分的时间培训新进公司的员工,而这就降低了这些有经验员工的工作效率，并且新员工在学习过程中也会有更多的返工产生。系统动力学的开发,正是为了应对这样的动态，具有分析解释复杂的技术和管理系统的动态的能力。

2.3工程项目涉及多重反馈过程

大型工程项目是一个复杂的系统，其包含多个交互的反馈过程。例如，当一个项目落后于时间表，管理层最直接的反应就是增加加班’从而使项目恢复进度。但是，如果持续的高强度加班会导致员工疲劳，降低工作效率，增加错误，并有可能导致员工的流动,从而进一步延缓了项目，并导致更多的加班，这就是一个恶性循环或自我强化的反馈过程。像工程项目这样包含大量的重要的反馈关系的紧耦合系统,只要有显著反馈过程的系统动力学,是首选的建模方法。

2.4工程项目中存在的非线性关系

工程项目中的非线性关系其实是非常常见的，非线性表示原因和结果不具有简单比例关系。例如，让工程师的工作时间从40h增加到44h,每周可能会增加出图数量10%。但是，额外的加班可能导致收益的逐渐减少，甚至会产生副作用，员工的疲劳，更多的错误，或是在之前并不重要的其他影响。系统动力学模型能够全面地描绘发生在现实生活中的非线性关系。在强调非线性模型制定的重要性方面，系统动力学超过其他任何正式的建模技术。

2.5工程项目涉及硬”和“软”数据

一个大型的工程项目，不仅是工程的问题，其包括了项目基本设计、钢结构、流体系统及电气系统。它本质上是复杂的系统，仅在技术上的认知并不能实现真正的了解，其实了解一些系统内的动态“软”信息也非常有利于管理层做出决定。绝大多数的数据是描述性和定性的，而在一个工程项目中，大部分数据从来没有被记录下来。然而,这些数据对于理解和建立系统模型都起到关键的作用。试想仅凭现有的数字信息为基础去运营学校或工厂，如果没有运作步骤、组织结构等方面的经验性的知识,其结果必然会是混乱。系统动力学可以使用多个信息源，包括数字信息、与相关人的访谈、直接观察和其他方法去发现规律、组织的结构，

目标和系统内其他重要的管理准则。

3系统动力学模型的验证及改进

系统动力学模型的建立,需要广泛的知识和经验来作为支撑，经验可以更好的模拟系统内部各个元素的变化及行为。但是除了历史数据外,还需要大量的检测来验证一个模型是否有效，这些检验应该更关注系统的结构和系统内部各个元素之间的联系。模型建立过程中，也应该让项目管理人员参与，如模型的假设、元素之间的关系等。除此之外，最好还能引人客户参与，避免闭门造车。

4结语

本文对系统动力学的发展、国内外应用研究进行了综述；讨论了系统动力学和工程项目管理的有机结合和应用在工程项目上的优势，可以为项目管理者带来新的思路,并利用系统动力学建模的方法来协助项目顺利的进行。