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工作分解结构

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在项目管理和系统工程中，工作分解结构（英语：Work Breakdown Structure）或称为承包商工作分解结构（英语：Contractor Work Breakdown Structure, CWBS）系将一个项目细部分解为交付标的导向的较小组成。工作分解结构是关键的项目交付标的，可将项目团队工作组编成为可管理的部分。项目管理知识体系〈PMBOK第五版〉所定义的工作分解结构：“由项目团队实施整个项目工作范围的阶层化分解，以达成项目目标，并产出必要的交付标的”。

工作分解结构的基本元素，可为资料、服务、产品或其组合，工作分解结构也为细部成本估算与管制提供了必要的框架，以及时程展开与管制的指引。

概述

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工作分解结构系将项目阶层分解成为阶段、交付标的、和工作包，它是一种为了达成目标〈例如：一个计划、项目、或契约〉所需要工作细分的树状结构[1]。在一个项目或契约中，工作分解结构由其终端目标开始展开，并且就其大小、时间长短、责任划分〈亦即，系统、次系统、元件、任务、次任务、和工作包〉依次细分为可管理的组成，包括达成目标的所有必要步骤。

应用于美国国家航空暨太空总署〈NASA〉报告架构的工作分解结构〈范例〉[1]。

工作分解结构提供一个契约总体规划与管制自然展开的共同框架，也是将工作细分为可定义增量的基础，可因此展开工作说明〈SOW〉，以及建立技术、时程、成本、和劳工工时报告[1]。

工作分解结构允许将工作、材料 ...等下属成本依次加总成为较高阶层的上属工作、材料 ...等成本。对于工作分解结构的每一个元素，个别产生一个待办工作项目的说明[2]。此一技术〈有时称为系统分解架构[3]〉被利用来定义和组编一个项目的全部范畴。

通常是将项目 (或规划成果〉的主要产品组编其工作分解结构，而非那些制造产品所需要的工作 (计划性活动〉。由于规划成果是项目的期望终端，形成了一套相当稳定的类别组，可收集达成目标所需的各项规划性活动的成本。一个精心设计的工作分解结构，能让每个项目活动指派予工作分解结构的一个(也是唯一〉终端元素变得容易。除了成本计算功能，工作分解结构也有助于将需求从系统规格的一个阶层映射到其他阶层。例如，需求的交叉参考矩阵，将功能性需求映射于高阶、或低阶的设计文件。工作分解结构在水平方向可显示为大纲形式，在垂直方向可显示为树状结构 (类似组织图〉。

工作分解结构的展开，通常发生在一个项目的开始阶段，优先于项目和工作任务的细部规划之前。

历史

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工作分解结构的概念，是由美国国防部从计划评核术〈PERT〉发展出来。1957年美国海军导入PERT，以支援发展其北极星导弹计划[4]。当时并未使用“工作分解结构”一词，首次实施的PERT将工作任务组编于产品导向的类别[5]。

1962年6月美国国防部、NASA、和航太产业界共同出版一份PERT/COST系统的文件，此文件陈述工作分解结构的方法[6]。这份指引获得美国国防部长的赞同，并采用于各项勤务[7]。1968年美国国防部发布一份美国军规标准：MIL-STD-881 "Work Breakdown Structures for Defense Materiel Items"《中译：国防物资之工作分解结构》，要求扩及整个美国国防部皆应使用工作分解结构。

这份文件历经多次修订，最近一次修订在2011年，最新版本为 MIL-STD-881C "Work Breakdown Structures for Defense Materiel Items"[8]，包括特定国防物资商品系统工作分解结构的定义，也发表所有系统共用的工作分解结构元素。

摘自 MIL-HDBK-881 的范例，图解说明一个典型飞机系统的前三个层级[9]。

摘自 MIL-STD-881C 的国防物资分类，如下：

  • Aircraft Systems WBS〈飞机系统之工作分解结构〉
  • Electronic Systems WBS〈电子系统之工作分解结构〉
  • Missile Systems WBS〈导弹系统之工作分解结构〉
  • Ordnance Systems WBS〈军械系统之工作分解结构〉
  • Sea Systems WBS〈海洋系统之工作分解结构〉
  • Space Systems WBS〈太空系统之工作分解结构〉
  • Surface Vehicle Systems WBS〈地面车辆系统之工作分解结构〉
  • Unmanned Air Vehicle Systems WBS〈无人空中载具系统之工作分解结构〉
  • Unmanned Maritime Systems WBS〈无人海事系统之工作分解结构〉
  • Launch Vehicle Systems WBS〈发射载具系统之工作分解结构〉
  • Automated Information Systems WBS〈自动化资讯系统之工作分解结构〉

在 MIL-STD-881C 的 Appendix L 列出共同的元素：“整合，总成，测试和检出”、系统工程、计划管理、系统测试评估、训练、资料、特殊支援设备、共同支援设备、操作/现地激活、工业设施、初始备件和维修零件。此标准也包括额外的共同元素，独特于太空系统、发射载具系统、和自动化资讯系统。

在1987年项目管理协会（PMI）提出这些技术扩充跨越非国防组织的文献。项目管理知识体系〈PMBOK〉指引提供工作分解结构概念的综观，其"工作分解结构之实践标准"可与美国国防部标准相互媲美，但倾向于更一般的应用[10]。

设计原则

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100％规则

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工作分解结构的一个重要设计原则，称为100％规则[11]。定义如下：

100％规则叙明：工作分解结构包括100％项目范畴所定义的工作，并且就待办工作〈亦包括项目管理〉捕捉全部的交付标的〈包括内部、外部、和过渡时期〉。100％规则系为指引工作分解结构展开、分解、和评估的最重要原则，此规则应用在阶层中的所有层级。在下属层级的工作总合，必须等同于上属层级所代表的工作。工作分解结构不应包括任何在实际项目范畴以外的工作。亦即，工作分解结构不会囊括超越100％的工作。100％规则也应用在活动层级，在各个工作包的活动，其所代表工作的加总必须达成100％足以完成工作包的必要工作[12]。

互斥元素

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互斥：除了100％规则外，重要的是一个工作分解结构不同元素间的范畴定义不能重叠。歧义可能导致重复的工作、或与责任权限有关的误传。此重叠也可能导致项目成本计算的混乱。如果工作分解结构的元素名称有歧义，工作分解结构说明表〈WBS dictionary〉有助于厘清工作分解结构各元素间的分别。工作分解结构说明表以里程碑、交付标的、活动、范畴〈有时也包括：日期、资源、成本、品质〉来描述工作分解结构的各个元素。

计划结果，而不是行动

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如果工作分解结构设计者尝试在工作分解结构去捕捉任何行动导向的细节，设计者将可能收录太多的行动，或太少的行动。太多的行动将超过100%的上属范畴，太少的行动也将不足100%的上属范畴。坚持100%规则的最佳方式，是以结果来定义工作分解结构元素，而非行动。这也确保工作分解结构不是过度规定的方法，允许较大的创造力，和项目参与者的创造性思维。对于新产品开发项目，为确保结果导向的工作分解结构，最常见的技术是采用产品分解结构。特性驱动开发〈Feature Driven Development, FDD〉软件项目使用类似的技术，采用特性分解结构。当一个项目提供专业的服务，一种常见的技术是去捕捉所有计划的交付标的，以产生交付标的导向的工作分解结构[13]。工作分解结构以项目阶段〈例如：初步设计阶段、关键设计阶段〉细分工作，必须确保各阶段以交付标的加以明确划分，也使用于定义进入和退出标准〈例如：核准的初步、或关键设计审查〉。

细节层级

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任何人必须决定何时去停止细分工作成为较小的元素，将有助于决定必要的活动持续时间，以产生工作分解结构所定义的交付标的。当决定一个活动、或一组活动的适当持续时间时，有一些启发法或经验法则可使用，以产生工作分解结构所定义的特定交付标的。

  • 首先为“80小时规则”，表示在工作分解结构最低的细节层级，一个活动、或一组活动必须以超过80小时的努力，才能够产生一个单一的交付标的。
  • 第二个经验法则，表示在工作分解结构最低的细节层级，一个活动、或一组活动不应该比一个单一的报告期长久。因此，如果项目团队每月报告进度，单一的活动、或一系列活动不应该比1个月长久。
  • 最后一个启发法是“如果说得通”规则，运用此经验法则，任何人都能够利用“常识”，尤其在建立单一的活动、或一组活动的持续时间，以产生工作分解结构所定义的交付标的。

在活动层级的工作包，其工作任务为：

  • 可以切合实际和自信地估算；
  • 让“无意义”实事求是，以打断任何的更进一步；
  • 可以依据上述定义的启发法之一，完成任务；
  • 产生一个可以衡量的交付标的；
  • 形成一个工作的独特包裹，可以外包。

编码方案

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很常见把工作分解结构元素按顺序编号，以透露出层次结构。编号目的是提供一致的方法去识别与管理工作分解结构，适用于类似系统，不管任何承包商或服务[14]。例如：1.1.2 Propulsion 〈如下范例〉可识别出此项目为工作分解结构第三层级的元素，因为有三个数字以小数点区隔开。编码方案也有助于工作分解结构元素在任何形式书写文字被辨认出来，也允许映射于工作分解结构说明表[15]。

一个工作分解结构编码方案的实际范例[16]：

1.0 Aircraft System

1.1 Air Vehicle
1.1.1 Airframe
1.1.1.1 Airframe Integration, Assembly, Test and Checkout
1.1.1.2 Fuselage
1.1.1.3 Wing
1.1.1.4 Empennage
1.1.1.5 Nacelle
1.1.1.6 Other Airframe Components 1..n (Specify)
1.1.2 Propulsion
1.1.3 Vehicle Subsystems
1.1.4 Avionics
1.2 System Engineering
1.3 Program Management
1.4 System Test and Evaluation
1.5 Training
1.6 Data
1.7 Peculiar Support Equipment
1.8 Common Support Equipment
1.9 Operational/Site Activation
1.10 Industrial Facilities
1.11 Initial Spares and Repair Parts

终端元素

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在一个树状结构的最低元素，终端元素不能再进一步细分。在一个工作分解结构中，这样的元素〈活动、或交付标的〉也称为工作包，可用来估算资源需求、预算、和持续时间，可用相依性连结，可排定时程。在工作分解结构元素和组织部门的交接处，管制账号与工作包被建立，效能也被规划、衡量、记录、与管制[17]。工作分解结构可以向下表达至任何的关注层级，建议至少应有三个层级，为了高成本、或高风险项目可添加额外层级[18]，对于系统工程、或计划管理等案例，可有二个细节层级[19]。从美国军规标准列举的范列，也显示出工作分解结构的深度变异，例如：软件开发为五个层级[20]，消防系统为七个层级[21]。

符合规范

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工作分解结构的较高层级架构，在组织、或领域之内应与现存的任何规范或范本指令相符。例如，为美国海军造船必须遵循美国海军建物[22]内嵌的军规标准〈MIL-STD〉[23] 航海条款和阶层架构，并符合美国海军总部、以及为了匹配美国海军建物结构所建立的程序书，因此工作分解结构元素在阶层中编码和命名的任何重大变更，将是不可接受。

范例

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工作分解结构的建置技术，在工作分解结构建置过程中利用100%规则。

左图显示一个工作分解结构的建置技术，展示100%规则和“逐步阐述”的技术。在工作分解结构的第一层级，显示一个客制化脚踏车设计建构项目全部范畴的100个单位工作任务。在工作分解结构的第二层级，100个单位被细分为七个元素，可依据努力或成本，配置单位数量至每个工作任务的元素，这不是工作任务持续时间的估算。

工作分解结构第二层级的三个最大元素，被进一步细分至第三层级。在第三层级的二个最大元素，各别只代表17%的项目全部范畴。这些最大元素可利用前述的“逐步阐述”技术，被进一步细分。

工作分解结构设计可借由软件〈例如一个电子试算表〉支援，以允许点值的自动滚动。努力和成本的估算，可透过项目团队成员间的讨论。这个协作技术建置更大洞察力于范畴定义、基本假设、以及项目管理所需粒度〈level of granularity〉的共识。

误区

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  • 工作分解结构并不是工作的详细清单，而是项目范畴的综合分类。
  • 工作分解结构既不是项目计划、项目时程表、也不是时序列表。它指明了将要完成的工作，而不是如何完成、或何时完成工作。
  • 工作分解结构不是组织阶层，虽然可能被使用来指派权责。参见责任分配矩阵〈RACI matrix〉〈也称为人员配置矩阵〉。

参见

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参考文献

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  1. ^ 1.0 1.1 1.2 NASA (2001). NASA NPR 9501.2D. May 23, 2001.
  2. ^ Electronic Industries Alliance Standard Systems Engineering Capability Model EIA-731.1
  3. ^ Institute of Electrical and Electronics Engineers Standard for Application and Management of the Systems Engineering Process IEEE Std 1220-2005
  4. ^ Fleming, Quentin W., Joel M. Koppelman "Earned Value Project Management" CROSSTALK: The Journal of Defense Software Engineering July 1998, p 20 (PDF). [2017-11-01]. （原始内容 (PDF)存档于2012-10-31）. 
  5. ^ Haugan, Gregory T., Effective Work Breakdown Structures, pp7-8
  6. ^ DOD and NASA Guide, PERT/COST System Design, June 1962
  7. ^ Hamilton, R. L., Study of Methods for Evaluation of the PERT/Cost Management System （页面存档备份，存于互联网档案馆）, MITRE Corporation, June 1964
  8. ^ MIL-STD-881C, Work Breakdown Structures for Defense Materiel Items （页面存档备份，存于互联网档案馆）, 3 October 2011
  9. ^ Systems Engineering Fundamentals. 互联网档案馆的存档，存档日期2006-02-11. Defense Acquisition University Press, 2001
  10. ^ Haugan, Gregory T., The Work Breakdown Structure in Government Contracting, Management Concepts, 2003 ISBN 978-1567261202
  11. ^ Effective Work Breakdown Structures By Gregory T. Haugan, Published by Management Concepts, 2001, ISBN 1567261353, p.17
  12. ^ Practice Standard for Work Breakdown Structures (Second Edition), published by the Project Management Institute, ISBN 1933890134, page 8
  13. ^ Swiderski, Mark A., PMP workbreakdownstructure.com （页面存档备份，存于互联网档案馆）, PMBOK-Work Breakdown Structures. Accessed 16. June 2013.
  14. ^ MIL-STD-881C, Work Breakdown Structures for Defense Materiel Items, 3 October 2011, ¶4.3
  15. ^ Ashe, Kenneth, Work Breakdown Structure （页面存档备份，存于互联网档案馆）, Accessed 23. May 2016.
  16. ^ MIL-STD-881C, Work Breakdown Structures for Defense Materiel Items, 3 October 2011 Appendix A, ¶A.3
  17. ^ MIL-STD-881C, Work Breakdown Structures for Defense Materiel Items, 3 October 2011, ¶3.1.4
  18. ^ MIL-STD-881C, Work Breakdown Structures for Defense Materiel Items, 3 October 2011, ¶1.4.1
  19. ^ MIL-STD-881C, Work Breakdown Structures for Defense Materiel Items, 3 October 2011, ¶2.2.4.2
  20. ^ MIL-STD-881C, Work Breakdown Structures for Defense Materiel Items, 3 October 2011, ¶Fig.3-6
  21. ^ MIL-STD-881C, Work Breakdown Structures for Defense Materiel Items, 3 October 2011, ¶Fig.3-1
  22. ^ Gilmer, Thomas. Introduction to Naval Architecture. 1982-08-04: pg98 [2017-11-08]. ISBN 9780870213182. （原始内容存档于2020-03-13）. 
  23. ^ MIL-STD-881C, Work Breakdown Structures for Defense Materiel Items, 3 October 2011, ¶Appendix E

延伸阅读

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  • Carl L. Pritchard. Nuts and Bolts Series 1: How to Build a Work Breakdown Structure ISBN 1-890367-12-5
  • Project Management Institute. Project Management Institute Practice Standard for Work Breakdown Structures, Second Edition (2006) ISBN 1-933890-13-4 (Note: The Second Edition is an extensive re-write of the Practice Standard.)
  • Gregory T. Haugan. Effective Work Breakdown Structures (The Project Management Essential Library Series) ISBN 1-56726-135-3
  • Dennis P. Miller, PMP, "Building Your Project Work Breakdown Structure -- Visualizing Your Objectives, Deliverables, Activities and Schedule". ISBN 1-42006969-1 (Note: This new book is essentially a facilitator's guide for planning a project based on the WBS.)

外部链接

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