基于掙值法的風電葉片產品開發項目進度和成本控制研究*

劉妍 許有木 俞磊 崔世杰 李成良，3(.中材科技風電葉片股份有限公司，北京 009；.中材科技(萍鄉)風電葉片股份有限公司，江西 萍鄉 337000；3.武漢理工大學材料科學與工程學院，湖北 武漢 430070)

0 引言

隨著全球能源低碳轉型進程加快，風電產業保持平穩有序發展。作為風電機組主要部件的風力發電葉片產品更新迭代加快，每年都有大功率、長葉片機型問世。與其他建設工程類項目不同，風電葉片產品開發項目具有投資規模大、施工難度高、新技術和新材料應用多、質量失效損失大等特點。

當前，生產企業往往只追求單方面的指標，對項目實施過程中的進度偏差、成本超支、關鍵路徑判斷等缺乏綜合考量[1]，導致項目進度和成本與目標偏差嚴重且無法改進。因此，在風電葉片產品開發過程中，應及時發現進程中可能存在的問題，并采取有效措施，以保證項目順利進行。

通過工作分解結構(Work Breakdown Structure，WBS)和掙值法(Earned Value Management，EVM)能夠對項目全生命周期的成本和進度進行及時、全面的評估和控制[2-3]。然而，傳統的掙值法僅針對整體項目進行分析，很難對任務本身進行剖析。在多級分解的項目架構中，如果一級以下的項目級別出現偏差，但同級別并行項目進行良好，通過累積疊加計算很難發現項目問題，不能真實反映項目實際進度，甚至會出現完全相反的結果。因此，本文在傳統掙值法的基礎上，細化項目顆粒度，將相互關聯、屬性相關的工作劃分為總體項目下的多個二級項目，將項目視為由若干子項目組成的一個整體。通過對整體項目下的各二級分項進行掙值分析，使評價結果更加客觀、準確。

在進行項目進度劃分時，主要考慮關鍵路徑和非關鍵路徑。由于傳統的掙值法不考慮關鍵路徑和非關鍵路徑在進度偏差上的差別，因此，在關鍵路徑上采用二級掙值法對項目的進度和成本偏差進行監控和管理，對項目管理人員更快速的發現和控制偏差均有深刻意義，能夠細化項目管理的細度和深度。

1 掙值法概述

1.1 掙值法基本要素及指標

1.1.1 基本要素

掙值法的基本要素包括：

(1)計劃工作預算費用(Budgeted Cost for Work Scheduled，BCWS)。需要投入預算資金的累計值。

(2)已完工工作預算費用(Budgeted Cost for Work Performed，BCWP)。到指定時間節點前按計劃分配的預算費用，也是項目實際進展的績效尺度，即掙值[3]。

(3)已完成實際工作支出(Actual Cost for Work Scheduled，ACWP)。

1.1.2 評價指標

掙值法評價指標分為偏差指標和績效指標兩大類。其中，偏差指標包括成本偏差(Cost Variance，CV)和進度偏差(Schedule Variance，SV)?？冃е笜税ǔ杀究冃е笜?Cost Performance Index，CPI)和進度績效指標(Schedule Performance Index，SPI)。

1.1.3 預測指標

掙值法的預測指標包括估算將來完工成本(Estimate At Completion，EAC)和預測項目完成時間(Estimate To Complete，ETC)。

綜上所述，掙值法可以對項目進程中的費用、績效等指標及進度偏差進行核算和預測，利用項目價值指標(成本指標)進行實際成本和預算成本的偏差對比。

1.2 二級掙值法

基于傳統掙值法的二級掙值法是指將項目劃分為不同的結構，對每個分/子項目按照掙值法進行管理[4-11]的方法。主要計算公式如下：

(1)基本參數的計算。公式如下

(2)成本和進度的偏差及績效指標計算。公式如下

CV(t)項目=BCWP(t)項目-ACWP(t)項目

SV(t)項目=BCWP(t)項目-BCWS(t)項目

式中，n表示二級子項目的個數；t表示檢測項目的時間點或項目最終結束時間。

1.3 關鍵路徑掙值法

掙值法不能細致區分關鍵路徑和非關鍵路徑上的偏差及整體進度影響[12-13]?；陉P鍵路徑的掙值法通過WBS將整體項目分解為多個工作任務包，根據工作任務的持續時間，運用邏輯關系獲取每個獨立工作任務的時間差結果，進而確定項目的關鍵路徑。通過對偏差評價指標進行分析，根據關鍵與非關鍵路徑偏差進行糾正調整。由此可見，關鍵路徑掙值法兼具掙值法和關鍵路徑的優勢，不僅可以準確掌握項目實施進展，而且可以分析項目偏差影響因素，以便及時采取糾正措施。

2 基于掙值法的風電葉片產品開發項目進度和成本管理流程

2.1 項目特點

風電葉片屬于大型復合材料構件，其產品開發具有投資規模大、施工難度大、新技術和新材料應用多等特點，需要在相應關鍵節點進行不同程度的測試。在風電葉片研發項目管理過程中，對于進度、成本、人力資源等關鍵管理領域，應根據各級管理控制點加載管理要素、檢驗標準、影響分析等管理項，進而實現項目全過程控制。

2.2 管理流程

目前，風電葉片產品研發項目主要存在進度延誤和成本超標兩個方面的問題，而進度與成本往往存在對立統一的關系。項目總成本包括直接成本和間接成本，項目進度應基于成本選取最佳平衡點，以保證最終交付成果。采用基于關鍵路徑的二級掙值法，通過貨幣量代替項目工程量。在進行項目進度測算時，用資金轉化的工作成果進行測算，以更有效地監督項目進度。具體流程如下：

(1)工作任務分解(WBS)。根據產品開發屬性，將項目按照層次進行分解，明確項目間、項目與組織間的關系。通常，工作任務分解層級不超過3級，因為過多的層級會增加工作任務和管理費用，過少的層級不利于項目的整體監控。

(2)確定總進度計劃及總預算。項目總進度計劃應根據實際情況或可靠經驗進行編制，需要反映具體實際情況，考慮各模塊工作的銜接和轉化，重點突出，人員合理安排，整體符合項目合同要求。項目預算依據WBS結構，從下級逐層向上匯總核算，考慮突發事件或其他風險預算，根據整體成本目標進行核對調整，明確最終預算。

(3)建立工作網絡，明確關鍵路徑。根據WBS分解結構，利用PERT法梳理項目主線工作，找出關鍵路徑。在關鍵路徑上科學合理地設置檢查點，可以定期檢查，也可以臨時抽查。

(4)分析項目成本和進度趨勢。按照項目計劃，確定各子項的預算及進度，并根據進度時間均攤得到相應費用。按照規劃好的檢查點進行實際的成本核算及進度對標，并分析相應的成本和進度趨勢。

(5)對標分析，測算績效。完成數據收集及趨勢分析后，可以得到成本進度的偏差和績效指標，對已完成工作進行相應評價。同時，可以根據實際情況調整項目工作，規劃后續項目內容。

(6)控制進度及成本。對于進度及成本控制，應遵循綜合控制、整體統籌的原則，根據進度績效和分析成本確定具體的糾偏措施。一旦確定執行糾偏措施，需及時修訂相應項目計劃，進行整體管控。定期或定節點審核CPI和CV變化趨勢，并及時進行糾偏。

綜上所述，繪制風電葉片產品研發項目進度和成本控制流程圖，如圖1所示。

圖1 風電葉片產品研發項目進度和成本控制流程圖

3 案例分析

3.1 項目概況

本文以某百米級風電葉片產品開發項目為例進行分析。該項目開發難度大，制造工藝復雜，涉及多種新結構、新材料、新工藝及新模具。項目實施涉及專業多，包括氣動、材料、結構、工藝、裝備等。該項目由內部項目組承擔，產品開發周期目標為8個月，產品重量≤45t，產品直接材料成本≤150萬元，固定資產投入主要為模具及配套工裝設備。

3.2 成本進度控制

3.2.1 工作分解結構

按照項目研發內容，將該項目劃分為5個模塊，包括氣動開發、結構開發、工藝開發、裝備開發和制造開發。每個模塊再進行各子項細分。項目WBS分解圖如圖2所示。

圖2 項目WBS分解圖

由于該項目研發內容復雜、專業要求程度較高，在對項目進行WBS分解后，需要組織專業的管理團隊和技術團隊開展工作。項目組織架構圖如圖3所示。

圖3 項目組織架構圖

3.2.2 總進度計劃及總預算

該項目開發周期為8個月，首先進行氣動開發，依次進行結構開發，工藝、裝備及制造并行開發，以縮短工期，滿足客戶要求。根據工作時間安排及各工作間的緊前緊后關系，繪制項目進度作業網絡圖，如圖4所示。

圖4 項目進度作業網絡圖(截圖)

項目成本依據工作分解結構得到的各工作包進行逐項核算，匯總得到總預算。項目各子項費用預算表見表1。

表1 項目各子項費用預算表

3.2.3 項目檢測基準

產品試制需要進行模具采購安裝、廠房建設和產品試制，因此，要設置合理的檢查點。其中，定期檢查點每月檢查一次，從項目開始至項目結束，共計9個檢查點。檢查點的預算為單位時間的預算與檢查點時間的乘積。

以該項目試制過程為例，試制總預算費用為1405萬元，2021年9月份啟動(每月工作時間30個工作日計算)，總施工時間為19周，抽檢檢查點為2022年第20周(2022年5月30日)，首套試制已進行3周。計算可知，2022年5月完工比例為15.79%，2022年5月試制預算費用為221.85萬元。

3.3 項目績效分析

已完成工作量、計劃預算(使用指定的費用)是基本掙值參數，由項目管理人員對實際完成工作進行檢查點統計，按天記錄，月底匯總，最終得出具有真實性和代表性的掙值。各檢查點項目實際費用表見表2。

表2 各檢查點項目實際費用表

(1)計算當月費用與成本偏差。結果如下：

費用偏差：CV=BCWP-ACWP=-38(萬元)

費用績效：CPI=BCWP÷ACWP=0.83，CV<0，CPI<1，說明實際花費多于計劃費用。

進度偏差：SV=BCWP-BCWS=-64(萬元)

進度績效：SPI=BCWP÷BCWS=0.82，SV<0，SPI<1，說明實際進度落后于計劃進度。

(2)計算預測指標。公式如下

估算將來完工成本-EAC=ACWP+(BAC-BCWP)÷CPI，其中，BAC為項目總預算。

預測項目完成時間-ETC=ATE+(OD-ATE×SPI)÷SPI，其中，ATE為項目實際工期，OD為項目最初預測工期。

綜上計算得出，預測工期比計劃工期多21d，預算需追加323.98萬元。

3.4 偏差原因分析

為查找該項目5月費用超支、項目進度落后的原因，針對各任務包采用二級掙值法進行分析，找出影響進度和成本的具體問題，并進行調整?；诙墥曛捣ǖ捻椖科钆c績效見表3。

表3 基于二級掙值法的項目偏差與績效(2022年5月) (單位：萬元)

由表3可知：在線灌注設備采購存在費用超支、進度滯后的問題，項目進展不順利；主梁模具費用節省，但進度滯后；項目整體滯后，若不加以調整改進，將出現工期延期、月度費用超標的問題。

3.5 控制措施及效果

為保證項目整體進度、成本與計劃保持一致，采用二級掙值法分析項目成本和進度，確定成本超支和進度落后的原因，并制定以下控制措施：

(1)組織管理控制措施。對領料計劃和設備計劃進行嚴格審核，并現場確認材料用量；增強與供應鏈企業及客戶的溝通，對客戶負責采購的物料增加專項對接溝通，安排專人負責跟進，避免供貨延遲導致項目延期。

(2)技術管理控制措施。項目組合理安排工藝路線，并行施工；明確材料驗收標準、質量接收標準和施工工藝標準，不合格材料不允許采用，不合格施工及時返工返修；在試制過程中，技術團隊全程現場指導，對偏差情況第一時間進行處理。

(3)成本管理控制措施。針對預算偏差，及時控制施工過程預算；對預算超支點進行重點分析，對非關鍵路徑上的資源進行平衡，及時彌補預算偏差；對關鍵預算和大型設備價格進行適當調整，及時確認租用周期。

(4)班組管理控制措施。與班組簽訂質量和進度獎勵合同，增強其責任心和主動性；給予員工合理的人文關懷，激發員工工作積極性，提高工作效率。

通過以上合理控制措施，項目實際周期比預計周期減少11d，實際費用節約59萬元，取得了良好的效果。

4 結語

本文運用掙值法對風電葉片產品開發項目進度和成本進行分析，明確關鍵路徑上的里程碑，并進行定量分析，以實際案例驗證該方法的實用性和有效性。結果顯示，二級掙值分析法更符合項目實際情況，控制效果更優。通過有效的管控措施，該項目實現節約成本和縮短進度的雙重效果，為確保風電葉片的研發質量與產品快速交付提供了有力支撐。