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3.2 Il controllo dei tempi del progetto
Corso di Programmazione Costi e Contabilità Lavori- A. A. 2003/2004 Marco Masera dott arch., ddr ing. edile - [email protected] Il controllo dei tempi del progetto La pianificazione nel project management Gli obiettivi della pianificazione delle costruzione L’impostazione tradizionale della pianificazione di un progetto suddivide gli ambiti di applicazione in due dimensioni gerarchiche: - la dimensione economico/finanziaria compito della pianificazione strategica o planning del progetto; - la dimensione tecnico/operativa della costruzione, compito della pianificazione operativa o scheduling del progetto; La progettazione delle attività elementari si articola quindi in due ambiti distinti organizzativamente: • un ambito organizzativo in cui prevale l'individuazione dei compiti di esecuzione e della responsabilità in relazione ad un insieme di criteri definiti dalla struttura organizzativa adottata (ad esempio un criterio di massima omogeneità ed elementarità nel caso di una struttura organizzativa tayloristica); • i metodi di lavorazione o procedimenti costruttivi, ovvero la combinazione ottima di tutte le variabili che entrano nel compito. Per quanto riguarda il primo ambito, in genere il contenuto di lavoro è frutto di una decisione sulla struttura organizzativa, delle caratteristiche del prodotto e delle tecnologie di produzione disponibili, della disposizione delle attività produttive, della dimensione quantitativa della costruzione, della qualità (caratteristiche tecniche della costruzione), del ritmo di produzione, della qualificazione e competenza degli individui addetti alla produzione, dalle regole sociali operanti in relazione alla lavorazione in oggetto. Entro questi limiti l'ampiezza delle mansioni è determinata, da un lato, dal desiderio di sfruttare i vantaggi connessi alla divisione del lavoro e dall'altro dal coordinamento del lavoro sia su un piano di motivazione degli individui che di efficienza del controllo del processo. Il binomio tradizionale tempi/costi è completato dalla qualità come parametro fondamentale di funzionamento del progetto. Nella gestione del progetto numerose persone hanno bisogno di pianificare e di definire piani, programmi di lavoro, con obiettivi e caratteristiche fra loro diversi. La gestione del progetto di costruzioni edili permette di individuare alcuni ruoli e compiti collegati, che caratterizzano l’attività di pianificazione nel processo di costruzione. Soggetti attivi nella pianificazione e beneficiari in maniera differenziata sono, il cliente, i progettisti e i costruttori, o le imprese specializzate di impianti, se ci si limita ad alcuni compiti del progetto di costruzioni. Allo stesso modo ne sono coinvolti subappaltatori, partner, fornitori che partecipano in molti modi alla gestione e realizzazione dei progetti e cooperano nella determinazione dei “piani”. Esiste comunque una dimensione riconoscibile come canonica dell’approccio tradizionale alla pianificazione. Il cliente è in generale interessato alla pianificazione del progetto, dall’acquisizione dell’area sulla quale si intende costruire, all’uso economico del progetto realizzato. Principalmente vi è l’obiettivo di determinare i tempi di esposizione finanziaria e le decisioni strategiche che interessano il project management; la scala temporale utilizzata misura i tempi del progetto in mesi. Il piano del progetto è un supporto alle decisioni strategiche circa la durata complessiva del progetto e circa la durata delle fasi principali. Il tipo di contratto, l’ordinamento sequenziale delle attività di progettazione e realizzazione o la loro sovrapposizione, sono fra le variabili principali a questo livello di pianificazione. I progettisti, il project manager se ce n’è uno, assumono solitamente la responsabilità di fornire un piano del progetto che permetta al cliente di adottare delle decisioni strategiche. È questa una consuetudine diffusa nel mondo anglosassone che sta trovando applicazione anche nella disciplina dei progetti in Italia. Hanno inoltre l’esigenza per attività di progettazione complesse di determinare i tempi in ore/uomo richiesti per la progettazione di ogni singola parte. Per portare a conclusione la fase della progettazione nei termini stretti della produzione dei documenti necessari a promuovere l’appalto e Corso di Programmazione Costi e Contabilità Lavori - A. A. 2003/2004 Marco Masera dott arch., ddr ing. edile - [email protected] le necessarie autorizzazioni, e le fasi seguenti la negoziazione dell’appalto, è necessario pianificare, monitorare e controllare. Sono soprattutto le imprese una delle parti che storicamente ha prodotto notevoli sforzi nella ricerca di pianificare i processi di produzione, poiché il risultato di un progetto accuratamente pianificato, si riflette direttamente nel profitto ottenibile. Dal punto di vista della gestione di impresa del progetto l’impegno verso la pianificazione si può dividere fra pianificazione nella fase di stima, e pianificazione della produzione. Estensione delle tecniche tradizionali attraverso gli strumenti di calcolo Gli algoritmi per la pianificazione sono stati implementati fino dagli ultimi anni ’50, risultando fra i software per la gestione di impresa più utilizzati. Il sistema attende che l’utilizzatore specifichi le attività, la loro durata, e le loro interdipendenze, così come le interdipendenze esterne. Quindi il sistema calcola la possibile data di inizio e di fine per ogni attività che viene inserita in un programma reticolare che determina il percorso critico per il quale l’oscillazione di ogni attività è nulla (CPM). Le versioni successive di questi programmi hanno avuto miglioramenti sostanziali dal punto di vista delle interfacce, non da quella dell’algoritmo di calcolo delle durate. Questi sistemi di pianificazione includono opzioni che permettono di calcolare la durata di un’operazione in relazione ad un ammontare di risorse assegnate dall’utente; sono inoltre in grado di evidenziare il conflitto fra una durata assegnata e l’uso di risorsa richiesto. Il sovrautilizzo o il sottoutilizzo della risorsa viene ridimensionato attraverso una funzione di livellamento, che distribuisce l’uso della risorsa nel tempo. La pianificazione strategica In particolare in area anglosassone la funzione della pianificazione è stata normalizzata in numerose compagnie di costruzione. Harris e McCaffer1 inglobano la pianificazione all’interno della fase di stima, e la distinguono dalla fase di programmazione dei lavori. Suddividono schematicamente la funzione di stima in relazione all’analisi del costo, e la pianificazione operativa come valutazione dell’uso delle risorse in termini temporali. Entrambe sono necessarie per ottenere l’analisi dei flussi di cassa dell’operazione. Nella fase di pianificazione strategica e di stima un piano dei lavori viene mirato all’individuazione dei procedimenti di costruzione, su cui elaborare successivamente una valutazione analitica dei costi. L’unità di misura del tempo utilizzata nelle attività della programmazione pre-appalto o di preparazione dell’offerta è frequentemente la settimana, più raramente il giorno. Convenzionalmente nel project management la pianificazione del progetto è un’attività che segue la concezione, e permette di tenere sotto controllo le principali grandezze tecnico – economiche del progetto. In una concezione razionale del progetto, la pianificazione si sviluppa attraverso una serie di passaggi consecutivi, e fra loro interagenti, che vanno effettuati più volte sino al raggiungimento di un risultato ottimale o subottimale. La funzione della pianificazione svolge il proprio compito secondo un approccio razionale a partire da una formulazione esplicita degli obiettivi. L’assunto è soddisfatto se sono chiaramente definiti: • quali sono i risultati attesi • quali sono i tempi di raggiungimento dei risultati • quali sono le risorse economiche e finanziarie investibili per il raggiungimento del risultato Il Che cosa, quando e quanto, che caratterizzano gli obiettivi, impongono di risolvere il problema delle modalità esecutive per perseguimento dei risultati prestabiliti. Soddisfatto il prerequisito della precisa definizione degli obiettivi e delle modalità esecutive, il progetto viene, pianificato, costruito, valutato, sulla base di tre dimensioni: - la qualità: ovvero il raggiungimento del risultato specifico predefinito; - il tempo: ovvero lo svolgimento nell’arco temporale predefinito a priori; - i costi: ovvero il rispetto di un budget prefissato. La pianificazione dimostra la coerenza e la realizzabilità del progetto attraverso la misurabilità e la specificità degli obiettivi. L’assunto razionale viene dimostrato dalla pianificazione se attraverso di essa risulta una rappresentazione codificata delle attività del progetto e delle responsabilità ad 1 F. HARRIS, R. MCCAFFER., Modern Construction Management, Blackwell Science, London, 1995 Corso di Programmazione Costi e Contabilità Lavori - A. A. 2003/2004 Marco Masera dott arch., ddr ing. edile - [email protected] esse associate, che consenta di collegare gruppi di attività agli scopi che il progetto si prefigge di ottenere. Essa fornisce una base per una valutazione del progetto, che risulta dalla sequenza di azioni principali di pianificazione che sono: - identificare e descrivere ogni singola attività; - stabilire le relazioni logiche di precedenza con le altre attività; - stabilire la durata di ciascuna attività; - stabilire le modalità esecutive; - fissare i vincoli di inizio e di fine; - identificare le responsabilità; - stabilire la disponibilità e le quantità unitarie di risorse necessarie. Su queste ipotesi si possono utilizzare delle tecniche e strumenti che permettono di rappresentare nel tempo l’allocazione delle risorse ed ottenere il controllo del processo di produzione. Compiti base della pianificazione strategica Ogni progetto si caratterizza allo stesso tempo per un insieme di specificazioni tecniche, per un tempo di realizzazione e per un budget. Il controllo viene esercitato contemporaneamente su queste tre dimensioni del progetto. Nella teoria del project management la gestione delle specificazioni tecniche non hanno la particolare rilevanza che assumono negli approcci verso la qualità totale. Pertanto le relazioni fra gestione della qualità e gestione dei tempi e dei costi vengono trattate separatamente come attinenti alle strategie di direzione dei sistemi di produzione. Strumentale al controllo del progetto è, nella teoria del project management, la gestione prioritaria dei tempi, giustificato dal fatto che l'ordinamento temporale delle attività gioca un ruolo centrale nel controllo dei costi e in particolare dei costi fissi e degli oneri finanziari del processo subordinando la formulazione delle specificazioni tecniche alla standardizzazione dei processi. La suddivisione del tempo di lavoro In un progetto la gestione del tempo viene analizzata principalmente come un insieme di durate associate a dei compiti. La gestione dei tempi costituisce in primo luogo un problema di progettazione della struttura organizzativa di base e secondariamente un problema di allocazione di risorse nel tempo. Gli attori di un progetto posizionano le loro azioni in funzione di date obiettivo e le individuano nell'ambito di un calendario. Ogni progetto, una volta che la sua definizione e la sua programmazione è compiuta, è punteggiato da una serie di appuntamenti che corrispondono a dei "picchetti" (in francese jalon: picchetto e in inglese milestone: pietra miliare) o alla data di completamento del progetto. I picchetti I picchetti sono espressione di vincoli strategici posti al processo di produzione. L'uso di picchetti nella definizione e programmazione di un progetto corrisponde spesso a una tecnica di scomposizione del progetto in una sequenza di sottoprogetti ossia costituisce un criterio di scomposizione WBS delle attività operative che fa coincidere la cesura temporale fra le attività di realizzazione con le interfacce tecniche del progetto. Il controllo dell'avanzamento del progetto si struttura così appoggiandosi su una scomposizione tecnica del progetto operata frequentemente dalle imprese che operano su di un insieme di sottoprogetti separati da picchetti. Come risvolto operativo del processo decisionale i picchetti si traducono spesso in riunioni prefissate, che permettono di condividere informazioni e prendere atto della buona conclusione delle attività precedenti. Queste riunioni possono essere l'occasione per effettuare valutazioni e giudizi sulla base delle informazioni che sono raccolte durante l'esecuzione delle attività precedenti che si stanno completando, al fine di determinare orientamenti tecnici che condizionano le attività successive. Stabilire i picchetti di un piano comporta dei rischi se non vengono accuratamente valutate le ragioni che portano alla loro individuazione. I processi produttivi sono spesso sufficientemente flessibili da risultare adattabili a esigenze economiche e organizzative estremamente differenziate da caso a caso. È fra formazione del valore economico, compatibilità tecnica e organizzativa, caratteristiche dei flussi finanziari che il project manager cerca una soluzione di equilibrio che assicuri la razionalità tecnica ed economica del processo, eviti sprechi o fasi operative Corso di Programmazione Costi e Contabilità Lavori - A. A. 2003/2004 Marco Masera dott arch., ddr ing. edile - [email protected] congestionate, minimizzi l’esposizione ai rischi e produca un piano affidabile, accordi l’esigenza di saturare le risorse disponibili con la capacità finanziaria del cliente ecc. Per ottenere decisioni consistenti occorrono verifiche ed iterazioni che mettano a punto per approssimazioni successive gli obiettivi temporali del progetto; solo quando si sia concluso questo processo e si sia stabilita una formulazione precisa del problema e della sua programmazione i picchetti possono essere fissati. La data di completamento del progetto L'appuntamento più importante è certamente quello del completamento del progetto, in quanto questa caratteristica è essenziale per distinguere un progetto da una produzione ripetitiva. All'interno di una programmazione definita ciascun responsabile di compito può considerarsi giustamente come alla testa di miniprogetto la cui data di fine è da rispettare. In questo quadro l'impegno preso sulla scadenza è tanto condizionato dal rispetto degli impegni contrattati da parte dei responsabili delle attività precedenti che dalla disponibilità di tutte le risorse necessarie. Le date di completamento di progetti tipo o la loro durata sono elementi importanti della riflessione strategica di un'impresa poiché condizionano l'equilibrio del suo portafoglio di attività e sono degli elementi importanti di caratterizzazione delle politiche di sviluppo aziendale. In condizioni di incertezza strutturale più lontano nel tempo è posta la fine del progetto minori sono le possibilità di condurlo a termine nel quadro degli obiettivi posti inizialmente. Maggiore è la durata e maggiore è la necessità di procedere a revisioni per analizzare l'avanzamento del progetto, maggiore è l’esposizione ai rischi e minore è la predittività dell'evoluzione del mercato e della concorrenza, per ridefinire le condizioni di operabilità del progetto. Differente nelle organizzazioni matriciali è la percezione del tempo del responsabile di un servizio rispetto a quella di un direttore di progetto o a quelle di gruppi di persone che lavorano su questo progetto in questo servizio: - per il direttore del progetto, l'esecuzione di un compito in tempi e in ore per un servizio è un imperativo che condiziona la riuscita del progetto; - per il responsabile di un servizio interessato il compito del progetto corrisponde ad una attività effimera e la sua logica di funzionamento si inscrive sui tempi lunghi. Per il cantiere edile la dualità di percezione del tempo è accentuata dalla diversa appartenenza societaria del direttore del progetto (o dell'impresa edile generale) e del responsabile dell'impresa subappaltatrice o di fornitura. La dualità di interessi è evidentemente generatrice di conflitti che devono essere gestiti con la preoccupazione di mantenere sia ciò che è l'interesse del servizio o del subappaltatore senza compromettere il successo del progetto. La pianificazione operativa della costruzione La pianificazione operativa coinvolge il direttore di cantiere all’inizio del progetto nella preparazione di un piano dei lavori programmati per determinare l’uso delle risorse necessarie. Il piano è utilizzato per la gestione degli eventi che ne variano i tempi di esecuzione, previsti principalmente in relazione a fattori quali la variazione di produttività, gli eventi atmosferici, gli errori compiuti in fase di costruzione. La pianificazione tecnica delle attività necessita usualmente di un metro temporale preciso nell’ordine della mezza giornata e delle ore per misurare in dettaglio le prestazioni delle attività del processo. Nelle competenze della direzione d’impresa del cantiere vi sono la conduzione, il controllo, l’amministrazione e la gestione di un team di costruzione. Le principali competenze distinguibili su di un piano formale - amministrativo e su di un piano tecnico si applicano allo sviluppo dei seguenti processi: - l’analisi dei procedimenti costruttivi sulla base dei quali viene stabilito il costo di costruzione; - l’analisi dell’offerta attraverso una scomposizione dei costi dei lavori; - l’analisi dei compiti esecutivi al fine di valutare le prestazioni e migliorarne l’efficienza; - la gestione dei subcontractor e dei conflitti che possono sorgere; - il controllo della qualità tecnica della costruzione. Corso di Programmazione Costi e Contabilità Lavori - A. A. 2003/2004 Marco Masera dott arch., ddr ing. edile - [email protected] La gestione del progetto non è significativa se i metodi di costruzione adottati non sono adatti alla situazione specifica e se non tengono conto di tutti i fattori presenti all’interno del cantiere. L’adattamento reciproco fra progetto e processo di costruzione avviene attraverso: - la pianificazione delle attrezzature e la selezione delle tecniche di costruzione; - l’organizzazione delle maestranze; - lo studio delle opere temporanee. Le opere temporanee non sono solitamente comprese nella descrizione del progetto, anche se sono cruciali in fase di gestione dell’esecuzione. Comprendono oltre a tutte le opere sussidiarie l’allestimento del cantiere ed il suo layout, l’organizzazione dello stoccaggio dei materiali, delle aree di lavoro a piè d’opera e delle aree di servizio. Questi elementi permettono nelle fasi preliminari la formulazione dell’offerta e permettono di stimare il margine di profitto. L’esigenza di sostenere adeguatamente la gestione della costruzione richiede un ventaglio di competenze ampio. Più la costruzione diviene tecnicamente complessa più aumenta la richiesta di competenze specialistiche. In senso organizzativo la complessità proviene dalla frammentazione dei compiti e dei contratti di esecuzione. L’analisi “tempi e metodi” L'analisi delle operazioni costruttive ha come base la rilevazione delle operazioni che vengono svolte per effettuare il processo di produzione elementare in oggetto. Questa analisi ha come campo di osservazione i singoli atti elementari; il lavoro è analizzato nelle sue componenti più particolari giungendo, se necessario, a scomporre le singole operazioni in micromovimenti, dei quali vengono annotati sia i tempi di esecuzione che la meccanica. L'analisi "tempi e metodi" costituisce la base storica delle dottrine organizzative conosciute come Teoria Scientifica (Scientific Management) che ha come obiettivo la scomposizione delle attività esecutive in compiti semplici e ripetitivi. Con il superamento di questo modello di struttura organizzativa l'importanza dell'analisi "tempi e metodi" applicata ad un livello molto analitico è risultata fortemente ridimensionata a favore di forme di analisi al livello di compiti più aggregati corrispondenti alle attività del progetto. Tuttavia continua ad essere la base dello scheduling tradizionale che utilizza misurazioni scientifiche e rilevazioni statistiche del lavoro per stimare e valutare la durata delle attività. Operazioni preliminari per la costruzione di un diagramma reticolare La scomposizione delle attività Al termine delle fasi di progettazione esecutiva si pone il problema di decidere come eseguire, ovvero di predisporre tutte le indicazioni e prescrizioni sulle operazioni costruttive, di realizzazione e messa in opera degli elementi tecnici previsti nel progetto. Per tale operazione è necessario disporre di informazioni complete e certe sull'opera da realizzare contenute in un sistema di documenti progettuali che consenta di individuare con esattezza le caratteristiche tecniche dell'oggetto da realizzare. Un progetto è costituito da attività o compiti, ciascuno dei quali: • è identificato sia dal suo ruolo nella esecuzione di un progetto sia dal fatto che la mancata esecuzione impedisce di concludere il progetto o compromette il raggiungimento di determinati obiettivi (di qualità in particolare); • si caratterizza per un inizio ed una fine chiaramente identificati; • consuma risorse (materiali, tempi di utilizzazione di attrezzature o di manodopera, che hanno un costo e sono disponibili in quantità limitate; • è legato ad almeno un altro compito o attività da una relazione di anteriorità che implica una relazione di causa-effetto, ovvero che l'attività seguente non può essere completata almeno prima che l'attività precedente sia conclusa. L'analisi del progetto ha per obiettivo di predisporre la lista delle attività e la lista delle relazioni causali. Nel caso dei sistemi di produzione l'analisi dei procedimenti costruttivi costituisce la operazione di base sia analitica che progettuale. Ogni operazione costruttiva complessa implica l'attuazione di un insieme di operazioni, contemporanee e successive e fra loro connesse da relazioni di causa-effetto, di necessità tecnica in cui fattori (input) sono trasformati per ottenere un risultato (output). Le relazioni esistenti fra i fattori impiegati e i risultati ottenuti si possono Corso di Programmazione Costi e Contabilità Lavori - A. A. 2003/2004 Marco Masera dott arch., ddr ing. edile - [email protected] esprimere in maniera diversa in relazione agli obiettivi decisionali e simulativi individuati e pertanto individuando insiemi di variabili diversi; in linea generale dobbiamo sviluppare una decisione operando sia su una dimensione tecnico-temporale che su una dimensione tecnico-economica, sviluppando ovvero una programma temporale in grado di dare una risposta adeguata alla disposizione nel tempo delle risorse. I principali parametri con cui si può analizzare e progettare un processo costruttivo risultano essere: • gli input nelle loro dimensioni qualitative e quantitative; • gli output; • il processo di trasformazione inteso come successione di azioni disposte secondo relazioni logico-tecniche; • il processo di controllo a retroazione negativa connesso con il processo di trasformazione; • la durata del processo di trasformazione e la disposizione nel tempo delle azioni. L'analisi funzionale del sistema tecnologico consente di scomporre l'edificio nei suoi sottosistemi funzionali omogenei individuandone le condizioni di interrelazione tecnica e organizzativa. Scomposto l'edificio in sottosistemi funzionali tecnicamente e organizzativamente, si individuano i grafici di flusso o grafici logico-tecnici delle operazioni o compiti elementari che è necessario attivare per la produzione dell'edificio. L’analisi del progetto mediante la tecnica Work Breakdown Structure La funzione di una WBS è la descrizione sintetica del progetto al fine di evidenziare rapidamente le relazioni gerarchiche tra le diverse parti che lo compongono (parti di opera, elementi di opera, singole lavorazione, etc.). La WBS può essere utilizzata per differenti scopi, tra i quali: • creare una base per pianificare i tempi, i costi e l'utilizzo delle risorse di un progetto; • definizione dei costi generali del progetto e dei tempi in fase di elaborazione dell'offerta; • individuare le parti critiche di un progetto; • definire le responsabilità relative alle diverse parti o sottoprogetti incrociandola con una OBS. Il successo di un'operazione di progettazione del cantiere dipende in misura fondamentale dalla capacità di definire il fine, l'obiettivo del progetto. La WBS2 è una tecnica di scomposizione analitica della struttura gerarchica del progetto in parti di uguale livello di definizione; è in sostanza un diagramma a blocchi o organigramma od OBS in cui sono evidenziate i diversi livelli gerarchici sul piano tecnico ed in cui possono venire definiti anche i tempi ed i costi relativi alle singole operazioni. Un livello di definizione maggiore può prevedere anche l'individuazione delle responsabilità e quindi l'indicazione del nome del responsabile per ogni singola lavorazione. La costruzione del diagramma reticolare del progetto La procedura di esecuzione del programma e del piano di produzione è dipendente: • dalle procedure globali di processo in cui questa fase di preparazione dell'esecuzione si inserisce, in particolare se è finalizzato alla formulazione di un'offerta per una gara di appalto o se è finalizzato alla pianificazione del processo di produzione. • dalla struttura organizzativa dell'impresa o del sistema di imprese incaricato dell'esecuzione, • dal tempo e dagli strumenti tecnici di analisi e di progettazione disponibili. La redazione di un progetto operativo completo di un cantiere richiede una quantità consistente di risorse, da impiegare spesso in un tempo limitato, spesso finora sovrapposto alla esecuzione di altre procedure contrattuali in particolare se finalizzato alla formulazione di un'offerta per una gara di appalto. Le tecniche di programmazione reticolare sono utilizzate quando le esigenze del programma non sono soddisfatte dai limiti dei diagrammi o i grafici quali quelli di Gantt che consistono: • nella difficoltà di rappresentare le interrelazioni e le interdipendenze fra le attività di un progetto in particolare se queste sono 2 BURKE RORY, Project management; planning and control, second edition, Chichester, John Wiley & Sons, 1993, pagg. 86-102. ROMAN D. D., Managing Projects, a system approach, N. Y. Elsevier, 1986.. Corso di Programmazione Costi e Contabilità Lavori - A. A. 2003/2004 Marco Masera dott arch., ddr ing. edile - [email protected] numerose; • nella necessità di rappresentare in scala temporale il progetto; • nella difficoltà di gestione delle modifiche durante l'elaborazione del programma; • nella difficoltà di gestione delle modifiche al programma durante l'attuazione (aggiornamento). Per ovviare a queste difficoltà sono stati elaborati modelli basati su grafici reticolari che consentono mediante specifici algoritmi di ottenere: • una rappresentazione efficace del progetto, delle attività che lo compongono e delle relazioni di dipendenza che esistono fra le attività; • la valutazione delle risorse necessarie e dei costi relativi; • la valutazione del tempo minimo necessario per lo svolgimento del programma in relazione ad un determinato mix di risorse; • la individuazione del concatenamento di attività critico per il rispetto del programma; • la verifica e l'ottimizzazione del programma. Il PERT (acronimo di Program Evaluation and Review Technique, che si può tradurre come tecnica di elaborazione, valutazione e controllo di programmi) è stata elaborata la prima volta per l'Ufficio Progetti Speciali della Marina degli Stati Uniti, con la collaborazione della Lockheed e della Booz, Allen & Hamilton International, Inc., per programmare e controllare il progetto e la costruzione dei sottomarini a propulsione nucleare armati con i missili Polaris. Questo progetto di grande importanza strategica richiedeva il coordinamento e il controllo nella massima efficienza dell'azione di oltre 250 imprese, 9000 appaltatori e di numerose agenzie del Governo distribuite su tutto il territorio degli Stati Uniti. Il successo dell'applicazione del metodo PERT in questo progetto fu tale (anticipo di due anni sulla conclusione prevista del progetto) che fu adottato da un numero crescente di amministrazioni militari e civili del governo e successivamente di imprese private negli Stati Uniti e nel resto del mondo. Il PERT è una tecnica di pianificazione, progettazione e controllo che permette di definire, integrare e analizzare le risorse necessarie per la realizzazione di un progetto sia sul piano tecnico, che economico e temporale. La tecnica PERT si caratterizza per la facilità di programmare attività complesse poiché guida il programmatore alla esecuzione di operazioni quali: • l'analisi di attività e scomposizione in attività elementari fino al livello analitico richiesto; • definire la successione temporale delle attività e la loro rispettiva durata; • definire le interdipendenze logiche e temporali fra le attività; • individuare le fasi critiche e quindi una strategia di intervento per ridurre il tempo complessivo di esecuzione; • verificare gli effetti sul programma globale di modifiche anche in singole attività; • aggiornare e verificare continuamente il programma durante la sua esecuzione. Il grafo è una rappresentazione di un progetto, una mappa dei requisiti per condurre un lavoro da un punto di partenza fino all'obiettivo del completamento finale. La procedura di costruzione richiede: • la determinazione della lista delle attività necessarie; • la determinazione della lista dei vincoli che stabilisce l'ordine di completamento delle attività; • la combinazione delle due liste mediante un insieme di regole grafiche necessarie per costruire il grafo. Il CPM (acronimo di Critical Path Method) è un approccio strutturato per la pianificazione del progetto che è stato progettato per venire incontro a queste esigenze. In questo contesto è utile chiarire gli aspetti della tecnica del CPM integrato con le convenzioni PDM (acronimo di Precedence Diagram Method). Dato che il mercato dei software gestionali usa la tecnica PDM (attività nei nodi) invece della tecnica PERT tradizionale (attività nelle frecce) anche noi utilizzeremo questa codifica, che consente fra l'altro una continuità fra le analisi dei processi sviluppate mediante flow-charts o grafici di flusso. Il grafo reticolare e il diagramma a barre (detto anche diagramma di Gantt) sono due dei documenti chiave della gestione dei tempi, della gestione dei costi e della gestione delle risorse. Il CPM costituisce inoltre la base per un controllo del progetto e del profitto, sia nelle fasi di progettazione che di monitoraggio e di bilancio finale. Il CPM è diventato un termine con doppio significato per indicare sia una tecnica di pianificazione temporale che più globalmente la pianificazione ed il controllo di tempi, costi e risorse. Corso di Programmazione Costi e Contabilità Lavori - A. A. 2003/2004 Marco Masera dott arch., ddr ing. edile - [email protected] Il metodo a percorso critico Il principio del metodo si basa sempre su un modello matematico costituito da un grafo composto di due elementi: • i vertici o nodi che rappresentano le attività; • gli archi (i vettori) che rappresentano le dipendenze ovvero il vincolo esistente fra due attività; La dipendenza delle attività le une con le altre si può rappresentare in modi differenti mediante un grafico, una matrice o una tabella. Il vantaggio di questo metodo consiste principalmente nella possibilità di tracciare preliminarmente un grafico logico tecnico del processo (flow-chart) e quindi procedere da un lato all'analisi delle risorse e della durata delle attività e dall'altro all'approfondimento della scomposizione del processo qualora necessario in relazione ad esempio ad attività ripetitive o ad obiettivi di regolarizzazione del flusso di produzione. Un'attività può essere definita come ogni compito, lavoro o operazione che deve essere completata per realizzare un progetto. In un grafico logico-tecnico o delle precedenze un attività è sempre rappresentata da una casella identificata con un numero o una lettera o un nome o una designazione di contenuto operativo. La scomposizione del progetto operata secondo le convenzioni WBS consente di avere una lista dei compiti o delle attività a più livelli di articolazione. Prima di disegnare un grafico logico-tecnico dobbiamo definire le relazioni logiche fra tutte le attività. Le relazioni sono principalmente di due tipi: • attività in serie • attività in parallelo. Le attività si dicono in serie quando sono compiute una dopo l'altra. Nelle fasi iniziali di sviluppo della rete di relazioni fra le attività questa relazione è probabilmente la più utilizzata. Un esempio comune di attività sviluppate in serie è dato dalle attività tracciamento, scavo getto delle fondazioni di un edificio. I termini relazione logica, vincolo o collegamento sono sinonimi e si rappresentano mediante linee che collegano caselle che rappresentano le attività. La rappresentazione più diffusa segue la convenzione di tracciare le linee di relazione logica da sinistra verso destra, partendo dal lato destro della casella fino al lato sinistro della casella seguente. Nelle fasi iniziali una freccia può aiutare nella lettura del grafico. Tavola o matrice delle relazioni logiche e delle attività successiva all'analisi delle attività è l'elaborazione di una tavola delle relazioni logiche. Per facilità di lavoro le informazioni su i legami logici sono compilate in una tavola logica in cui nella prima colonna si indicano le attività e nelle colonne successive si indicano le relazioni logiche e le attività successive sul piano logico-tecnico. Alla tabella logica può essere affiancata una tavola delle attività in cui possono essere ordinate informazioni necessarie per la costruzione di un CPM: nella prima colonna si indicano le attività e nelle colonne successive si indicano il contenuto tecnico, la durata, le eventuali specificazioni di ritardo secondo le specificazioni che vedremo successivamente, eventuali specificazioni relative al calendario. La data di inizio Regola di costruzione di un diagramma reticolare è che abbia inizio con una casella unica e si concluda in una casella unica. Convenzionalmente vengono adottate per inizio e fine due particolari attività ossia due picchetti che identificano le due date principali del piano. Nella costruzione di un CPM si utilizzano i seguenti termini i cui valori possono essere riportati sia nella Tavola delle attività che nel grafico stesso. Per ciascuna attività una volta stabilita la relazione logica e la durata possiamo calcolare: • Inizio al più presto che indica la data di inizio più anticipata • Fine al più presto che indica la data di fine più anticipata • Inizio al più tardi che indica la data di inizio più posticipata • Fine al più tardi che indica la data di fine più posticipata Nella gestione di un CPM si possono stabilire anche date non calcolate, ma imposte da vincoli esterni quali forniture di materiali, impegni contrattuali con subappaltatori, etc. Nella relazioni in serie la relazione logica può essere ulteriormente specificata in quattro tipi di relazioni: • Fine-Inizio FI Corso di Programmazione Costi e Contabilità Lavori - A. A. 2003/2004 Marco Masera dott arch., ddr ing. edile - [email protected] • Inizio-Inizio II • Fine-Fine FF • Inizio-Fine IF La relazione Fine-Inizio FI la relazione Fine-Inizio FI vincola l'inizio dell'attività che segue (attività 2) alla fine dell'attività che precede (attività 1). la fine di 1 è una condizione necessaria per l'inizio di 2. Si può introdurre un ritardo (numero positivo posto sulla freccia) o un anticipo (numero negativo posto sulla freccia) che ritarda o anticipa rispetto alla fine di 1 il momento in cui l'attività 2 può avere inizio. La relazione può essere ulteriormente specificata imponendo un ritardo fra le attività, ad esempio imponendo un ritardo fra il termine dell'attività "getto delle fondazioni" e l'attività successiva "muratura". La relazione Inizio-Inizio II la relazione Inizio-Inizio II vincola l'inizio dell'attività 2 rispetto all'inizio dell'attività 1. l'inizio dell’attività 1 è una condizione necessaria per l'inizio della 2. Un ritardo o un anticipo stabiliscono che l'inizio dell'attività 2 può ritardare o anticipare delle unità assegnate rispetto all'inizio dell'attività 1. La relazione può essere utilizzata per consentire la sovrapposizione (o parallelizzazione) delle attività. Un esempio può essere dato dalle attività di scavo e di posa di tubi che possono essere sovrapposte parzialmente purché gli inizi siano adeguatamente sfalsati e i ritmi o flussi di produzione siano armonizzati. La relazione Fine-Fine FF La relazione Fine-Fine FF vincola la fine dell'attività 2 rispetto alla fine dell'attività 1. La fine dell’attività 1 è una condizione necessaria per la fine dell’attività 2. Un ritardo o un anticipo stabiliscono che la fine dell'attività 2 può ritardare o anticipare delle unità assegnate rispetto alla fine dell'attività.L'inizio della seconda attività non è vincolato, fatte salve altre relazioni causali o logico-tecniche fra le attività. L’effetto della relazione FF viene utilizzato per consentire la sovrapposizione (o parallelizzazione) delle attività. Un esempio può essere dato dalle attività di "intonacatura" e di "pitturazione" che possono essere sovrapposte parzialmente purché la fine della seconda siano adeguatamente sfalsati e i ritmi o flussi di produzione siano armonizzati, rispettando non solo vincoli di ordine tecnico, ma anche di disponibilità di postazioni di lavoro. La relazione Inizio-Fine IF La relazione IF esprime un vincolo fra l'inizio dell'attività 1 e la fine dell'attività 2. Condizione necessaria affinché l'attività 2 possa avere fine è che l'attività 1 abbia inizio. Notare che nulla viene imposto dal punto di vista logico rispetto alla fine dell'attività 1 e l'inizio della 2 rispettivamente. La relazione può inoltre essere specificata imponendo un ritardo o un anticipo della fine dell’attività 1 e la fine dell’attività 2. La relazione IF viene impostato per assegnare ad un insieme di attività una durata globale del processo che si vuole programmare lasciando indeterminata la sovrapposizione (o parallelizzazione) delle attività. Un esempio può essere dato dalle attività di "intonacatura" e di "pitturazione" alle quali nel loro insieme può essere assegnato un tempo complessivo. La posizione nel tempo delle attività rimane indeterminata: queste possono essere sovrapposte parzialmente purché la fine della seconda siano adeguatamente sfalsati e i ritmi o flussi di produzione siano armonizzati, rispettando non solo vincoli di ordine tecnico, ma anche di disponibilità di postazioni di lavoro. Le attese Le attese o ritardi possono essere imposti sia all'inizio che alla fine delle attività; è opportuno che le attese siano distinte dalle attività per una corretta definizione dell'uso delle risorse. Un tipico esempio dell'edilizia è costituito dalla maturazione dei getti di calcestruzzo. Corso di Programmazione Costi e Contabilità Lavori - A. A. 2003/2004 Marco Masera dott arch., ddr ing. edile - [email protected] Errori logici Prima di iniziare l'analisi della durata del processo è necessario verificare che non vi siano errori logici nel grafico delle relazioni causali. Gli errori logici che devono essere verificati sono: • loop logico o corto circuito, quando l'attività 2 segue la 1, l'attività 3 segue la 2 e l'attività 1 è successiva alla 3; attività 1 attività 2 attività 3 • dangle logico o pendolo o vicolo cieco, quando si ha un'attività che si inserisce nella rete senza relazioni con l'attività di inizio o non ha attività successive senza essere la fine del processo. • ridondanza logica, quando le relazioni di successione sono sovrabbondanti rispetto a quelle necessarie. L'inizio e la fine delle attività Calcolo delle date di Inizio e di Fine al più presto Dopo aver stabilito le attività, le relazioni logiche, il loro tipo, le durate, le attese o ritardi, le eventuali date fisse, possiamo iniziare il calcolo delle date di Inizio al più presto e di Fine al più presto. La data di Fine al più presto di un attività A1 si calcola aggiungendo la durata dell'attività alla data di Inizio al più presto usando la seguente formula: Fine al più presto di A1 = Inizio al più presto di A1 + durata di A1 - 1 unità di tempo del progetto Per calcolare la data di Inizio al più presto della attività successiva si utilizza la seguente formula: Inizio al più presto di A2 = Fine al più presto di A1 + 1 unità di tempo del progetto Per calcolare la data di Fine al più presto della attività successiva A2 si utilizza la stessa formula utilizzata per A1: Fine al più presto di A2 = Inizio al più presto di A2 + durata di A2 - 1 unità di tempo del progetto La data di Inizio al più presto di una attività è la misura del tempo richiesto per completare tutte le attività precedenti secondo la sequenza logico-tecnica definita nel grafico. Calcolo delle date di Inizio e di Fine al più tardi Dopo aver stabilito le attività, le relazioni logiche, il loro tipo, le durate, le attese o ritardi, le eventuali date fisse, e aver calcolato le date di Inizio e di Fine al più presto possiamo calcolare le date di Inizio al più tardi e di Fine al più tardi. La data di Fine al più tardi dell'ultima attività A2, se non è una data fissa, si fa coincidere con la data di Fine al più presto. Per calcolare la data di Inizio al più tardi dell'ultima attività si utilizza la seguente formula: Inizio al più tardi di A2 = Fine al più tardi di A2 - durata di A2 + 1 unità di tempo del progetto Per calcolare la data di Fine al più tardi della attività precedente A1 si utilizza la seguente formula: Fine al più tardi di A1 = Inizio al più tardi di A2 - 1 unità di tempo del progetto Per calcolare la data di Inizio al più tardi della attività precedente si utilizza la seguente formula: Inizio al più tardi di A1= Fine al più tardi di A1 - durata di A1 + 1 unità di tempo del progetto La data di Inizio al più tardi di una attività è la misura del tempo richiesto per completare tutte le attività successive secondo la sequenza logico-tecnica definita nel grafico. Il margine libero delle attività Il margine libero delle attività (activity float), detto anche slack, è la misura della flessibilità di una attività, ovvero di quanto tempo l'attività può essere ritardata, anticipata o rallentata senza che abbia conseguenze sulla data di completamento del progetto o su ogni altra data intermedia. Il margine è calcolato come differenza fra: • Inizio al più tardi - Inizio al più presto, oppure • Fine al più tardi - Fine al più presto. Quando il margine di una attività è 0, l'attività si definisce critica. La catena di attività critiche costituisce il percorso critico (critical path). Con il calcolo del margine delle attività si sono completate tutte le fasi di calcolo e pertanto è possibile stendere sia la Tavola delle attività Corso di Programmazione Costi e Contabilità Lavori - A. A. 2003/2004 Marco Masera dott arch., ddr ing. edile - [email protected] completa sia il grafico reticolare. Ci sono tre tipi principali di margine delle attività in un CPM ed è importante distinguerli per evitare confusioni ed errori: • margine totale indica il margine che è condiviso da tutte le attività di un ramo del grafico che non è in percorso critico; se il margine è utilizzato da una sola attività riduce il margine disponibile per tutte le altre dello stesso ramo; • margine libero indica il margine di cui una attività può disporre prima di modificare la data di Inizio al più presto di ogni altra attività; • margine negativo indica che a seguito del calcolo delle date di inizio e di fine una attività deve iniziare prima che le attività precedenti siano finite; il valore di margine negativo indica quanto la durata della attività deve essere ridotta o quanto la relazione logica deve essere anticipata. Diagrammi di Gantt La pianificazione e la coordinazione dei cantieri nella produzione corrente sono spesso sostenute da grafici a barre detti anche piani Gantt. Questi ordinano rispetto al tempo, generalmente in ascissa, le attività di costruzione, generalmente in ordinata, che sono rappresentate mediante istogrammi che mettono in evidenza l’inizio, la durata e la fine di ciascun compito o attività elementare e permettono di verificare l'avanzamento o il ritardo rispetto al calendario dei lavori. Per contro presentano un certo numero di lacune: • sono in generale insufficientemente dettagliati e non riflettono il complesso svilupparsi dei differenti operatori; • non è possibile, allorquando un compito è in ritardo o in anticipo rispetto al programma, apprezzare le ripercussioni sulle altre attività a valle e in particolare di stimare se la data finale dei lavori è compromessa; • i compiti importanti, ovvero quelli che è necessario controllare con attenzione in relazione ai tempi di esecuzione, sotto pena di spostare la data finale dei lavori se superati, sono difficilmente individuabili; Siffatti grafici di Gantt sono di scarso aiuto alle imprese e alla direzione del cantiere nel valutare l'avanzamento reale dei lavori: sono rappresentazioni di piani che permettono di effettuare una verifica ad un momento dato, ma non autorizzano a prefigurare delle modifiche. Le applicazioni informatiche più diffuse integrano in modo complementare i diagrammi reticolari a percorso critico con i diagrammi di Gantt, che risultano arricchiti dei legami logici di successione fra le attività rappresentate. I grafici che ne risultano hanno l’utilità di: • visualizzare la durata globale di sviluppo dell'operazione; • individuare le attività critiche, quelle in cui non è possibile alcun ritardo se non si vuole ritardare la data finale dei lavori; • individuare le attività non critiche, quelle in cui un certo ritardo è possibile senza compromettere la data finale dei lavori; • visualizzare per ciascuna attività critica la data di inizio e la data di fine; • visualizzare per ciascuna attività non critica la data di inizio al più tardi, al più presto, la data di fine al più tardi e al più presto; • visualizzare la tolleranza per lo svolgimento di queste attività, ovvero il ritardo possibile di avvio senza che si abbiano conseguenze sulla data finale dei lavori; • individuare i percorsi critici ovvero i percorsi che passano per le attività critiche.
