Ejercicio 03

Enunciado

Considere la información del proyecto cuya información aparece en la tabla adjunta:

  1. ¿Cuál es la probabilidad de terminar el proyecto entre 17 y 19 semanas?
  1. Como la probabilidad antes calculada le parece baja, reduzca, con mínimo coste la duración media del proyecto a 18 semanas. ¿Cuál será ahora la probabilidad de terminar en 18 semanas? ¿Por qué?
  1. Partiendo del proyecto en su situación inicial del apartado 1 ¿Se encuentran nivelados los recursos consumidos? De no ser así proceda a su nivelación.
  1. Partiendo del proyecto en su situación inicial del apartado 1, modifique la planificación del proyecto para poder ejecutarlo con tan sólo 4 recursos como máximo durante los primeros tres periodos, y 8 recursos durante el resto del proyecto.
predecessor duration variance ucr resources cap_duration
activity
A --- 2 1 -100.0 2 1
B --- 4 1 30.0 2 2
C B 1 1 inf 2 1
D A 3 1 50.0 2 1
E B,D 7 1 20.0 2 4
F B,C,D 4 1 10.0 1 2
G --- 1 2 100.0 4 1
H G 11 2 10.0 2 8
I E,F,H 2 1 50.0 2 1
J E,F,H 8 1 5.0 2 7

Solución

Apartado 1

  1. ¿Cuál es la probabilidad de terminar el proyecto entre 17 y 19 semanas?

Cuadros de prelaciones expandido

Comenzamos construyendo el cuadro de prelaciones. Este cuadro nos permitirá construir los grafos Pert o Roy, si atendemos a la información de las filas; o comprobar si el grafo obtenido es correcto, atendiendo a la información de las columnas.

Tabla 1: Cuadro de prelaciones expandido
  A B C D E F G H I J
activities                    
A
B
C True
D True
E True True
F True True
G
H True
I True True True
J True True True

Grafo PERT con numeración de nodos

Utilizando el cuadro de prelaciones expandido podemos dibujar el grafo Pert correspondiente al proyecto.

Figura 1: Grafo Pert con indicación con indicación de los números de nodos

Alternativamente podríamos haber representado su grafo Roy.

Figura 2: Grafo Roy del proyecto

Matriz de Zaderenko

A continuación podemos determinar la duración del proyecto calculando los tiempos tempranos y tardíos de su grafo Pert. Se hace en este caso mediante el algoritmo de Zaderenko:

Tabla 2: Matriz de Zaderenko para el cálculo de tiempos tempranos y tardíos
1 2 3 4 5 6 7 8 9 early
1 1.0 4.0 2.0 0.0
2 11.0 1.0
3 0.0 1.0 4.0
4 3.0 2.0
5 0.0 7.0 5.0
6 4.0 5.0
7 0.0 8.0 12.0
8 2.0 12.0
9 20.0
late 0.0 1.0 5.0 2.0 5.0 8.0 12.0 18.0 20.0

Los tiempos tempranos y tardíos obtenidos para cada nodo son:

Tabla 3: Valores de los tiempos tempranos y tardíos de los nodos
early late
1 0 0
2 1 1
3 4 5
4 2 2
5 5 5
6 5 8
7 12 12
8 12 18
9 20 20

Duración media del proyecto

De acuerdo a la duración obtenida para el nodo final del proyecto, la duración media del proyecto es 20 periodos.

Calendario del proyecto

Las fechas de inicio y fin más tempranas y tardías de cada actividad son:

Tabla 4: Calendario del proyecto
inicio_mas_temprano inicio_mas_tardio fin_mas_temprano fin_mas_tardio H_total duracion
activity
A 0 0 2 2 0 2
B 0 1 4 5 1 4
C 4 7 5 8 3 1
D 2 2 5 5 0 3
E 5 5 12 12 0 7
F 5 8 9 12 3 4
G 0 0 1 1 0 1
H 1 1 12 12 0 11
I 12 18 14 20 6 2
J 12 12 20 20 0 8

Varianza de la duración del proyecto

Para determinar la varianza del proyecto es necesario conocer la varianza de cada una de las rutas del camino crítico. Es necesario, por tanto, conocer cuales son las actividades con holgura total cero.

Holgura total de las actividades

Del cálculo de las holguras totales obtenemos:

Tabla 5: Holgura total de las actividades
H_total
@∇B⤑ΔE 1
@∇D⤑ΔF 3
@∇H⤑ΔI 6
A 0
B 1
C 3
D 0
E 0
F 3
G 0
H 0
I 6
J 0

Camino crítico

Las actividades con holgura total cero forman el camino crítico. Según el grafo Pert del proyecto, éste está compuesto por las siguientes rutas, cuyas actividades se listan en orden alfabético:

  • Route_2 : A, D, E, J
  • Route_12 : G, H, J

Grafo PERT con indicación del camino crítico

Alternativamente, se muestra el grafo roy correspondiente con indicación del camino crítico.

Varianza de cada rama

Se calcula entonces la varianza de cada una de las rutas del camino crítico como suma de las varianzas de las actividades que lo componen.

Tabla 6: Varianza de las rutas del camino crítico
  Activities Variance
Route_2 A, D, E, J 4.00
Route_12 G, H, J 5.00

La varianza de la duración del proyecto es la máxima varianza de las rutas críticas. Para este proyecto es 5.0.
Habitualmente será útil calcular su raiz cuadrada, la desviación típica, para ser utilizada como parámetro de la ley de distribución normal.

La desviación típica es 2.24

Probabilidad de terminar en el periodo solicitado

Para un proyecto con duración media 20 y desviación típica 2.24 el valor de la probabilidad de terminar en el periodo comprendido entre 17 y 19 periodos es 24.0 por ciento.

Apartado 2

  1. Como la probabilidad antes calculada le parece baja, reduzca, con mínimo coste la duración media del proyecto a 18 semanas. ¿Cuál será ahora la probabilidad de terminar en 18 semanas? ¿Por qué?

Reducción de la duración del proyecto con mínimo coste

Tabla 7: Cálculo de la reducción de la duración del proyecto mediante el algoritmo de Ackoff Sasieni
  A B C D E F G H I J 0 1 2
Route_1 -100.0 50.0 20.0 50.0 14.0 13.0 13.0
Route_2 -100.0 50.0 20.0 5.0 20.0 18.0 18.0
Route_3 -100.0 50.0 10.0 50.0 11.0 10.0 10.0
Route_4 -100.0 50.0 10.0 5.0 17.0 15.0 15.0
Route_5 30.0 inf 10.0 50.0 11.0 11.0 11.0
Route_6 30.0 inf 10.0 5.0 17.0 16.0 16.0
Route_7 30.0 20.0 50.0 13.0 13.0 13.0
Route_8 30.0 20.0 5.0 19.0 18.0 18.0
Route_9 30.0 10.0 50.0 10.0 10.0 10.0
Route_10 30.0 10.0 5.0 16.0 15.0 15.0
Route_11 100.0 10.0 50.0 14.0 14.0 13.0
Route_12 100.0 10.0 5.0 20.0 19.0 18.0
0 1.0 2.0 0.0 2.0 3.0 2.0 0.0 3.0 1.0 1.0
1 0.0 2.0 0.0 2.0 3.0 2.0 0.0 3.0 1.0 0.0
2 0.0 2.0 0.0 2.0 3.0 2.0 0.0 2.0 1.0 0.0

Los desplazamientos indicados al aplicar el algoritmo de reducción con mínimo coste son:

Iteración 0: A, J

Iteración 1: H

Probabilidad de terminar antes de 18 periodos

Al ser 18 el valor de la media de la duración, la probabilidad pedida es del 50%.

Probabilidad de terminar entre 19 y 17 semanas

Duración media del proyecto

Nótese como al haber reducido la duración del proyecto, la duración media a utilizar en el cálculo de la probabilidad es la nueva duración recortada de 18 periodos.

Varianza de la duración del proyecto

Al proyecto le ha surgido una nueva rama. Debemos calcular la varianza de esta nueva rama y actualizar el valor de la varianza del proyecto si fuera menor que la de esta rama.

Tabla 8: Varianza de las rutas del camino crítico
  Activities Variance
Route_2 A, D, E, J 4.00
Route_8 B, E, J 3.00
Route_12 G, H, J 5.00

La varianza de la duración del proyecto es la máxima varianza de las rutas críticas. Para este proyecto es 5.0.
Habitualmente será útil calcular su raiz cuadrada, la desviación típica, para ser utilizada como parámetro de la ley de distribución normal.

La desviación típica es 2.24

Probabilidad de terminar en el periodo solicitado

Para un proyecto con duración media 18 y desviación típica 2.24 el valor de la probabilidad de terminar en el periodo comprendido entre 17 y 19 periodos es 34.53 por ciento.

Apartado 3

  1. Partiendo del proyecto en su situación inicial del apartado 1 ¿Se encuentran nivelados los recursos consumidos? De no ser así proceda a su nivelación.

Análisis de la situación inicial

Para responder este apartado es necesario representar la demanda inicial de recursos a lo largo del tiempo.

Suma de cuadrados: 412 
Figura 3: Diagrama de Gantt del proyecto antes de la nivelación
Figura 4: Diagrama de cargas del proyecto de acuerdo a su definición original

La demanda de recursos actual no se encuentra nivelada. Se procede a aplicar el algoritmo de nivelación.

Nivelación

La siguiente tabla indica el valor de la suma de los cuadrados del consumo de los recursos para cada unos de los posibles desplazamientos, en el orden de desplazamiento de las actividades utilizado. El orden seguido ha sido el de las actividades no críticas en orden creciente de periodo de finalización. Se señala en color amarillo el desplazamiento que en cada caso minimiza la suma de cuadrados.

Tabla 9: Suma de los cuadrados de las cargas para cada uno de los desplazamientos posibles con indicación del mínimo en cada actividad
  0 1 2 3 4 5 6
activity              
B 412 404
C 404 404 404
F 404 404 404
I 404 404 404 404 404 404 404

Atendiendo a los valores de las sumas de cuadrados, los desplazamientos indicados para la nivelación son:

Tabla 10: Desplazamientos para la nivelación
desplazamientos
B 1
C 0
F 0
I 0

El resultado de realizar estos desplazamientos se muestra en el siguiente diagrama de Gantt.

Figura 5: Diagrama de Gantt del proyecto tras la nivelación
Figura 6: Diagrama de cargas del proyecto tras realizar la nivelación

Apartado 4

  1. Partiendo del proyecto en su situación inicial del apartado 1, modifique la planificación del proyecto para poder ejecutarlo con tan sólo 4 recursos como máximo durante los primeros tres periodos, y 8 recursos durante el resto del proyecto.

Análisis de la situación de partida

Recuperamos el estado inicial del proyecto, como se ve en el siguiente diagrama de Gantt.

Figura 7: Diagrama de Gantt previo a la asignación
Figura 8: Diagrama de cargas del proyecto de acuerdo a su definición original, con indicación del límite máximo de recursos

Algoritmo de asignación de Wiest-Levy

A continuación se ejecuta el algoritmo de asignación.

Figura 9: Diagrama de Gantt del proyecto tras la asignación

Tras esta actuación el proyecto ya es compatible con la restricción impuesta en los recursos.

Figura 10: Diagrama de cargas del proyecto tras el algoritmo de asignación, con indicación del límite máximo de recursos