MonteCarlo 17

8 actividades triangulares; límite 3 operarios, plazo 19

Enunciado

Considere el proyecto cuyo cuadro de prelaciones, duración de cada actividad (mínima a, más probable m y máxima b, en semanas, distribución triangular) y operarios necesarios se adjunta. Cada actividad necesita un número fijo de operarios durante toda su duración y la empresa dispone como máximo de 3 operarios por semana. El contrato exige terminar en 19 semanas.

  1. Calcule con las duraciones más probables la duración del proyecto sin límite de recursos y con el límite de operarios (algoritmo de asignación).
  1. Simule 2000 réplicas: en cada una sortee las duraciones, calcule la duración sin recursos y replanifique con el límite. Compare media, desviación típica y percentil 90 de ambas distribuciones.
  1. Estime la probabilidad de cumplir el plazo de 19 semanas ignorando los recursos y respetándolos. ¿Qué conclusión sacaría un director que solo mirase el camino crítico?
  1. Calcule el índice de criticidad de cada actividad sin y con recursos, y la frecuencia con que el límite de operarios retrasa alguna actividad. ¿Qué actividades pasan a mandar al introducir el límite?
  1. ¿Cómo cambia la probabilidad de cumplir si se amplía el límite en un operario? Decida si merece la pena.
Tabla 1: Cuadro de datos del enunciado
predecessor a m b operarios
activity
A --- 1 2 3 3
B --- 6 7 8 1
C --- 5 6 8 2
D A,B,C 4 5 7 2
E A,B 2 3 6 3
F E 2 4 7 1
G D,E 1 2 4 1
H F,G 1 2 3 1

El proyecto corresponde a la apertura de una clínica veterinaria; las actividades son las siguientes (las duraciones del cuadro están en semanas).

Tabla 2: Descripción de las actividades
Descripción
A Estudio de mercado y local
B Proyecto de reforma y licencia
C Obra de reforma
D Instalación de quirófano y radiología
E Mobiliario y equipamiento clínico
F Software de gestión
G Selección de personal
H Acuerdos con proveedores

Resolución

Apartado 1

  1. Calcule con las duraciones más probables la duración del proyecto sin límite de recursos y con el límite de operarios (algoritmo de asignación).

Cálculo de los tiempos mínimos y máximos de los nodos del grafo Roy paso a paso. El primer paso muestra el grafo resuelto; a partir del siguiente se calcula desde el principio (avance con los botones):

paso 0 de 22
Figura 1: Grafo Roy con las duraciones más probables y el camino crítico (sin límite)
Tabla 3: Calendario sin límite de recursos
Haz clic en un número de la tabla para ver cómo se calcula.
👆 Interactivo: haz clic en cualquier celda de la tabla para ver cómo se calcula (otro clic la deselecciona).
Actividad Duración Inicio más temprano Fin más temprano Inicio más tardío Fin más tardío H total H libre H independiente
A 2 0 2 5 7 5 5 5
B 7 0 7 0 7 0 0 0
C 6 0 6 1 7 1 1 1
D 5 7 12 7 12 0 0 0
E 3 7 10 7 10 0 0 0
F 4 10 14 10 14 0 0 0
G 2 12 14 12 14 0 0 0
H 2 14 16 14 16 0 0 0
Figura 2: Carga de operarios con los inicios más tempranos frente al límite

El algoritmo de asignación recorre las semanas: cada actividad disponible (predecesoras terminadas) empieza, por orden de prioridad (menor inicio más tardío), si caben sus operarios durante toda su duración; si no, espera. Traza semana a semana y Gantt resultante (filas 💤: esperas):

Periodo 1. Empiezan: [‘B’, ‘C’]. Esperan: [‘A (operarios)’]

Periodo 2. Empiezan: []. Esperan: [‘A (operarios)’]

Periodo 3. Empiezan: []. Esperan: [‘A (operarios)’]

Periodo 4. Empiezan: []. Esperan: [‘A (operarios)’]

Periodo 5. Empiezan: []. Esperan: [‘A (operarios)’]

Periodo 6. Empiezan: []. Esperan: [‘A (operarios)’]

Periodo 7. Empiezan: []. Esperan: [‘A (operarios)’]

Periodo 8. Empiezan: [‘A’]. Esperan: []

Periodo 10. Empiezan: [‘E’]. Esperan: [‘D (operarios)’]

Periodo 11. Empiezan: []. Esperan: [‘D (operarios)’]

Periodo 12. Empiezan: []. Esperan: [‘D (operarios)’]

Periodo 13. Empiezan: [‘D’, ‘F’]. Esperan: []

Periodo 18. Empiezan: [‘G’]. Esperan: []

Periodo 20. Empiezan: [‘H’]. Esperan: []

Figura 3: Gantt con el límite de operarios y las duraciones más probables
Tabla 4: Inicio de cada actividad sin y con límite
A B C D E F G H
inicio sin límite 0 0 0 7 7 10 12 14
inicio con límite 7 0 0 12 9 12 17 19
fin con límite 9 7 6 17 12 16 19 21
espera (semanas) 7 0 0 3 0 0 0 0

Con las duraciones más probables: 16 semanas sin límite y 21 semanas con 3 operarios.

Apartado 2

  1. Simule 2000 réplicas: en cada una sortee las duraciones, calcule la duración sin recursos y replanifique con el límite. Compare media, desviación típica y percentil 90 de ambas distribuciones.

En cada réplica se sortean las duraciones (triangulares, redondeadas a semanas enteras), se calcula la duración sin recursos (camino más largo) y se vuelve a aplicar el algoritmo de asignación con el límite: dos duraciones por réplica. monte_carlo_recursos hace las 2000 réplicas y guarda ambas.

Tabla 5: Distribución de la duración con y sin límite de recursos
media desv. típica q05 q50 q95
sin recursos 17.55 1.28 16.0 17.0 20.0
con recursos 22.68 1.69 20.0 23.0 25.0
retraso por recursos 5.13 1.34 3.0 5.0 7.0
Figura 4: Distribución simulada de la duración sin y con el límite de operarios

La media sube de 17.55 a 22.68 semanas y la desviación típica pasa de 1.28 a 1.69. El límite añade esperas que dependen de qué actividades coinciden en cada réplica.

Apartado 3

  1. Estime la probabilidad de cumplir el plazo de 19 semanas ignorando los recursos y respetándolos. ¿Qué conclusión sacaría un director que solo mirase el camino crítico?

P(T ≤ 19) = 0.930 sin recursos y 0.021 con el límite de operarios. Quien solo mirase el camino crítico creería que el plazo es seguro cuando en realidad el riesgo real es mucho mayor.

Apartado 4

  1. Calcule el índice de criticidad de cada actividad sin y con recursos, y la frecuencia con que el límite de operarios retrasa alguna actividad. ¿Qué actividades pasan a mandar al introducir el límite?
Tabla 6: Criticidad sin y con recursos
sin recursos con recursos
A 0.0 100.0
E 66.6 100.0
H 100.0 100.0
D 55.6 99.5
B 95.4 92.0
G 55.8 77.8
C 23.4 39.9
F 66.4 33.2
Tabla 7: Frecuencia con que cada recurso bloquea alguna actividad
% de réplicas
operarios 100.0

La criticidad con recursos incluye actividades que no son críticas en el CPM pero forman parte de la cadena de esperas por el recurso: pasan a mandar al introducir el límite.

Apartado 5

  1. ¿Cómo cambia la probabilidad de cumplir si se amplía el límite en un operario? Decida si merece la pena.

Con 4 operarios P(T ≤ 19) pasa de 0.021 a 0.076; la media baja de 22.68 a 21.96 semanas. Merece la pena si el valor de asegurar el plazo (penalizaciones evitadas × probabilidad ganada) supera el coste del operario adicional.