Recursos 01

9 actividades, nivelación

Enunciado

Considere el proyecto cuyo cuadro de prelaciones, duraciones (semanas) y número de operarios necesarios por actividad se adjunta. Todas las actividades se han programado en su inicio más temprano.

  1. Dibuje el diagrama de Gantt y el diagrama de cargas. ¿Cuál es el número máximo de operarios necesario y en qué semanas?
  1. ¿Está nivelado el consumo de recursos? Calcule la suma de cuadrados de las cargas como medida de desnivel.
  1. Nivele los recursos desplazando actividades no críticas dentro de su holgura, sin alargar el proyecto, con el algoritmo de mínimos cuadrados. Indique qué actividades desplaza y cuánto.
  1. Compare el diagrama de cargas antes y después: máximo de operarios y suma de cuadrados.
Tabla 1: Cuadro de datos del enunciado
predecessor duration resources
activity
A --- 7 3
B --- 1 1
C --- 8 2
D B,C 2 3
E B,C 7 4
F E 2 1
G A,D,E 2 1
H D 2 3
I F,G,H 3 4

El proyecto corresponde a la producción de un cortometraje; las actividades son las siguientes (las duraciones del cuadro están en días).

Tabla 2: Descripción de las actividades
Descripción
A Guion definitivo
B Casting
C Localizaciones y permisos
D Diseño de vestuario y atrezo
E Plan de rodaje
F Ensayos con los actores
G Rodaje de exteriores
H Rodaje en plató
I Grabación de sonido directo

Resolución

Apartado 1

  1. Dibuje el diagrama de Gantt y el diagrama de cargas. ¿Cuál es el número máximo de operarios necesario y en qué semanas?

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):

paso 0 de 30
Figura 1: Grafo PERT con tiempos y camino crítico
Tabla 3: Calendario: fechas y holgura total de cada actividad
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 7 0 7 8 15 8 8 8
B 1 0 1 7 8 7 7 7
C 8 0 8 0 8 0 0 0
D 2 8 10 13 15 5 0 0
E 7 8 15 8 15 0 0 0
F 2 15 17 15 17 0 0 0
G 2 15 17 15 17 0 0 0
H 2 10 12 15 17 5 5 0
I 3 17 20 17 20 0 0 0

En el Gantt cada actividad empieza en su inicio más temprano y la casilla lleva los operarios que ocupa; la fila Total suma la columna (carga de la semana) y la fila Cuadrados eleva cada carga al cuadrado (su suma, en la última columna, es la medida de desnivel que usa la nivelación).

Figura 2: Diagrama de Gantt con las cargas de operarios (inicios más tempranos)
Figura 3: Diagrama de cargas de operarios

El máximo de operarios es 7, en las semanas 9, 10, 11, 12. La media es 4.70 operarios/semana.

Apartado 2

  1. ¿Está nivelado el consumo de recursos? Calcule la suma de cuadrados de las cargas como medida de desnivel.

La suma de cuadrados de las cargas, \(\sum_t c_t^2\), penaliza los picos: para una misma carga total es mínima cuando el perfil es plano. Es la función objetivo de la nivelación.

Suma de cuadrados inicial: 490. La carga total es 94 operarios·semana; si se repartiera uniformemente en 20 semanas la suma de cuadrados sería 442.

Apartado 3

  1. Nivele los recursos desplazando actividades no críticas dentro de su holgura, sin alargar el proyecto, con el algoritmo de mínimos cuadrados. Indique qué actividades desplaza y cuánto.

El algoritmo recorre las actividades no críticas (por orden de fin más temprano) y, para cada una, prueba todos los desplazamientos dentro de su holgura eligiendo el que minimiza la suma de cuadrados. La tabla muestra la suma de cuadrados para cada desplazamiento posible, con el mínimo resaltado.

Tabla 4: Actividades no críticas en el orden en que las recorre el algoritmo (fin más temprano creciente; a igualdad, más holgura primero)
activity B A D H
inicio_mas_temprano 0 0 8 10
fin_mas_temprano 1 7 10 12
H_total 7 8 5 5

Para cada una de ellas se prueba cada desplazamiento de 0 a su holgura total (las columnas de la tabla siguiente), se recalculan las cargas y su suma de cuadrados, y se aplica el desplazamiento de suma mínima antes de pasar a la siguiente actividad; por eso el resultado depende del orden.

Tabla 5: Suma de cuadrados para cada desplazamiento posible
  0 1 2 3 4 5 6 7 8
activity                  
B 490 490 490 490 490 490 490 484
A 484 490 520 550 580 610 622 634 640
D 484 484 484 484 472 460
H 460
Tabla 6: Desplazamientos elegidos
desplazamientos
B 7
D 5

Apartado 4

  1. Compare el diagrama de cargas antes y después: máximo de operarios y suma de cuadrados.
Figura 4: Diagrama de Gantt tras la nivelación
Figura 5: Diagrama de cargas tras la nivelación
antes después
máximo de operarios 7 7
suma de cuadrados 490 460
duración 20 20

La duración no cambia porque sólo se han movido actividades dentro de su holgura; el perfil es más plano y el máximo de operarios, menor o igual.