Enunciado
Considere el proyecto cuyo cuadro de prelaciones y estimaciones optimista, más probable y pesimista (en semanas) se adjunta. Suponga que la duración de cada actividad sigue una distribución triangular de parámetros \((a, m, b)\).
- Dibuje el grafo PERT, construya la matriz de caminos y calcule la duración del proyecto con las duraciones medias.
- Genere 10000 réplicas de las duraciones de las actividades y, con la matriz de caminos, obtenga la duración del proyecto en cada una. Calcule su media, desviación típica y percentiles 5, 50 y 95.
- Calcule la probabilidad de terminar en 33 semanas o menos y la duración que puede comprometerse con un 90% de probabilidad. Compare con la aproximación normal por el camino crítico y explique las diferencias.
- Calcule el índice de criticidad de cada ruta y de cada actividad. ¿Qué actividad no crítica convendría vigilar?
El proyecto corresponde a la organización de un congreso científico; las actividades son las siguientes (las duraciones del cuadro están en semanas).
Resolución
Para la distribución triangular la media es \((a + m + b)/3\) y la varianza \((a^2 + m^2 + b^2 - ab - am - bm)/18\).
| activity |
|
|
|
|
|
|
|
| A |
--- |
1 |
4 |
7 |
4 |
1.500000 |
1.224745 |
| B |
--- |
5 |
6 |
7 |
6 |
0.166667 |
0.408248 |
| C |
--- |
3 |
6 |
6 |
5 |
0.500000 |
0.707107 |
| D |
A,B,C |
3 |
6 |
6 |
5 |
0.500000 |
0.707107 |
| E |
D |
6 |
6 |
9 |
7 |
0.500000 |
0.707107 |
| F |
E |
3 |
3 |
6 |
4 |
0.500000 |
0.707107 |
| G |
F |
1 |
3 |
5 |
3 |
0.666667 |
0.816497 |
| H |
E |
7 |
8 |
9 |
8 |
0.166667 |
0.408248 |
| I |
H |
4 |
5 |
9 |
6 |
1.166667 |
1.080123 |
Apartado 1
- Dibuje el grafo PERT, construya la matriz de caminos y calcule la duración del proyecto con las duraciones medias.
Cálculo de los tiempos tempranos y tardíos de los sucesos y de las holguras totales paso a paso. El primer paso muestra el grafo resuelto; a partir del siguiente se calcula desde el principio (avance con los botones):
| Route_1 |
23 |
3.666667 |
| Route_2 |
30 |
3.833333 |
| Route_3 |
25 |
2.333333 |
| Route_4 |
32 |
2.500000 |
| Route_5 |
24 |
2.666667 |
| Route_6 |
31 |
2.833333 |
Con las duraciones medias el proyecto dura 32 semanas; la ruta crítica es Route_4 y su desviación típica 1.581.
Apartado 2
- Genere 10000 réplicas de las duraciones de las actividades y, con la matriz de caminos, obtenga la duración del proyecto en cada una. Calcule su media, desviación típica y percentiles 5, 50 y 95.
Cada réplica es un vector de duraciones generado con la distribución triangular de mínimo \(a\), moda \(m\) y máximo \(b\) (cuando \(a = m = b\) la duración es fija).
La duración de cada ruta en cada réplica es el producto de las duraciones por la traspuesta de la matriz de caminos; la del proyecto, el máximo por filas.
| 0 |
23.54 |
32.81 |
25.38 |
34.66 |
24.65 |
33.93 |
34.66 |
| 1 |
23.43 |
28.50 |
25.86 |
30.93 |
25.47 |
30.54 |
30.93 |
| 2 |
25.97 |
30.13 |
26.91 |
31.06 |
26.33 |
30.48 |
31.06 |
| 3 |
19.80 |
25.35 |
24.34 |
29.89 |
23.42 |
28.98 |
29.89 |
| 4 |
20.70 |
31.50 |
23.48 |
34.28 |
22.45 |
33.25 |
34.28 |
Apartado 3
- Calcule la probabilidad de terminar en 33 semanas o menos y la duración que puede comprometerse con un 90% de probabilidad. Compare con la aproximación normal por el camino crítico y explique las diferencias.
| Duración media |
32.00 |
32.02 |
| Desviación típica |
1.58 |
1.58 |
| P(T ≤ 33) (%) |
73.65 |
73.33 |
| Duración para 90% |
34.03 |
34.11 |
La aproximación normal sólo mira la ruta crítica. En cada réplica, sin embargo, la duración del proyecto es el máximo de todas las rutas, y el máximo de varias variables aleatorias tiene una media mayor que cualquiera de ellas: las rutas casi críticas empujan la duración hacia arriba (sesgo de fusión). Por eso Monte Carlo da una duración media algo mayor y una probabilidad de cumplir el plazo algo menor: el método PERT clásico es optimista. La desviación típica simulada suele ser menor, porque cuando una ruta sale corta otra ocupa su lugar y la cola izquierda se recorta.
Apartado 4
- Calcule el índice de criticidad de cada ruta y de cada actividad. ¿Qué actividad no crítica convendría vigilar?
El índice de criticidad de una ruta es la fracción de réplicas en que es la más larga; el de una actividad, la fracción de réplicas en que pertenece a la ruta más larga.
La librería hace el mismo cálculo de forma vectorizada: la sensibilidad empírica media de monte_carlo es precisamente el índice de criticidad de cada actividad.
| τ |
32.02 |
1.58 |
29.49 |
31.96 |
34.72 |
27.34 |
37.41 |
| criticidad (%) según monte_carlo |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
84.4 |
9.3 |
6.3 |
0.0 |
0.0 |
La actividad no crítica con mayor índice de criticidad es C (9.3 % de las réplicas en la ruta más larga, con holgura 1). El análisis determinista la da por holgada, pero un retraso pequeño la convierte en crítica: es la que conviene vigilar.