La pianificazione dei lavori

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1 La pianificazione dei lavori Rev. 02/ PIANIFICAZIONE DEI LAVORI Programmare i tempi delle fasi del Processo Edilizio Organizzare il Processo di Realizzazione Determinare la durata dell intervento Ottimizzare l allocazione e la gestione delle risorse 2 1

2 PIANIFICAZIONE DEI LAVORI 3 Programmazione Operativa 4 2

3 WBS (Work Breakdown Structure) La WBS è uno strumento di supporto alla scomposizione analitica e dettagliata di un progetto in tutte le parti che lo costituiscono. Rappresenta una scomposizione gerarchica del lavoro che deve essere eseguito per realizzare gli obiettivi del progetto nella sua accezione più ampia. La WBS suddivide il lavoro in parti più piccole, quindi più facili da gestire, dove ogni livello successivo comporta una definizione più dettagliata del lavoro. Per l individuazione delle parti costituenti il sistema tecnologico edilizio, al fine di ottenere una identificazione codificata, è possibile riferirsi, in prima analisi, alla norma UNI 8290 relativa alla classificazione e terminologia del sistema tecnologico

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7 13 Computo Metrico Il computo metrico (CM) serve a quantificare analiticamente tutti gli elementi dell organismo edilizio: rappresenta, di fatto, una elencazione di tutte le parti costituenti l oggetto in senso lato con l indicazione dell unità di misura adottata e la relativa quantità stimata nella fase progettuale. Se, oltre alle informazioni quantitative, si indicheranno anche i relativi prezzi unitari e, quindi, totali per le quantità previste, si otterrà la quantificazione economica sul costo diretto complessivo dell opera ovvero dell intervento da realizzare. La principale difficoltà nella redazione di un CM (o CME), o meglio nella certezza della sua completezza, consiste nella sicurezza in merito alla scomposizione di tutte le parti che costituisco l organismo edilizio in progetto. Risulta, pertanto, conveniente rapportare il CM con l analisi WBS. La scomposizione gerarchica delle attività rende minima la possibilità di errore causata dall accidentale esclusione di alcune o più lavorazioni. 14 7

8 Computo Metrico per RISORSE Per risorsa si intende tutto ciò che è necessario e funzionale alla produzione di un dato oggetto e quindi materiali (materie prime, materiali lavorati), attrezzature (mezzi, attrezzature specifiche e macchinari) e manodopera (specializzata, qualificata, di ausilio e supporto alle lavorazioni). Dai subsistemi individuati dalla WBS si scompongono ed analizzano i vari elementi caratterizzanti. Per ogni elemento individuato si procederà all analisi delle voci di lavoro necessarie al suo completamento. 15 Computo Metrico per LAVORAZIONI Questa metodologia è ampiamente utilizzata da tecnici ed imprese per la determinazione del costo dell opera. Per la redazione del computo sono di ausilio e supporto i listini o prezzari ufficiali nei quali sono riportati i costi unitari delle risorse ovvero delle opere compiute come, ad esempio, calcestruzzi, solai, murature ed altre parti costituite dall aggregazione di più risorse elementari. In riferimento all esempio precedente sulle partizioni orizzontali interne, la voce del prezzario per un solaio di quella tipologia prevede 16 8

9 Computo Metrico per LAVORAZIONI Tutto ciò che non è considerato nella definizione precostituita dovrà essere computato a parte (come ad esempio per le armature di completamento in ferro ) utilizzando le opportune voci del listino. Per la rete elettrosaldata si ha: Qualora sia necessario quantificare una lavorazione non inserita o prevista nel listino di riferimento ovvero in altri prezzari, si dovrà procedere alla elaborazione della voce specifica mediante il procedimento della così detta analisi dei prezzi. 17 Stima della durata delle attività lavorative L opportunità della programmazione dei lavori, e quindi implicitamente la redazione del cronoprogramma, è prevista dalle norme di sicurezza. In particolare l articolo 90 del TUSL sancisce che il committente o il responsabile dei lavori, nelle fasi di progettazione dell opera, si attiene ai principi e alle misure generali di tutela ed in particolare al momento delle scelte architettoniche, tecniche ed organizzative, onde pianificare i vari lavori o fasi di lavoro che si svolgeranno simultaneamente o successivamente ed all atto della previsione della durata di realizzazione di questi vari lavori o fasi di lavoro. Viene, pertanto, posta l attenzione sia all esecuzione delle fasi lavorative, sia alla durata delle stesse. Definito il CME si può procedere al calcolo dei tempi di esecuzione delle lavorazioni. La determinazione dei tempi è un operazione soggettiva. 18 9

10 Metodo della produzione Un possibile metodo è quello basato su dati statistici medi di produzione giornaliera. Il metodo, partendo dalla quantità della lavorazione desunta dal CM ovvero CME, e utilizzando apposite tabelle temporali di produzione media (tempari), determina la durata della attività in esame rapportando quantità e tempo unitario di lavorazione lasciando però nella indeterminazione, se non espressamente riportata, della composizione della squadra, del costo unitario della lavorazione, del costo della manodopera e di altri fattori che intervengono della determinazione del parametro ricercato. 19 Metodo economico Tale metodo, partendo dai dati del CME e dal listino utilizzato, in particolare dal costo totale della lavorazione (C) e dalla relativa incidenza percentuale della manodopera (M%), consente di determinare il tempo necessario (GL) per l attività in esame. I dati relativi alla lavorazione e al costo totale vengono desunti dal CME mentre quello della M% viene ricavato dal listino utilizzato ovvero dall analisi dei prezzi eseguita. Per la determinazione della durata dell attività, occorre determinare il parametro uomin-giorno (UG). Il metodo per calcolare il parametro UG consiste nella individuazione della percentuale di incidenza della manodopera e la composizione, quindi il costo, della squadra tipo

11 Incidenza della manodopera (D.M. LL.PP. 11/12/1978) 21 Esempio Si voglia calcolare il tempo necessario per la realizzazione di un rustico di solaio misto in cemento armato e travetti precompressi. Il costo complessivo stimato nel CME è di ,00 e la quadra è composta da due operai specializzati e due operai comuni. Per queste qualifiche si suppongano i seguenti costi orari: operai specializzati = 25,00 /h; operai comuni = 21,00 /h. Il costo medio orario della squadra è calcolato mediante: Il costo dell intervento, al netto delle spese generali (9% circa) e dell utile d impresa (11% circa), è pari a: 22 11

12 Quindi si possono calcolare i parametri UG e GL mediante: 23 Metodo PERT CPM Nato nel 1957 in ambito militare per la realizzazione del sottomarino a propulsione nucleare armato con missili Polaris (Marina U.S.A.), a seguito delle numerose azioni di coordinamento e controllo delle fasi produttive tra le 250 imprese intervenute oltre agli appaltatori e fornitori, consentì un notevole risparmio di tempo sull esecuzione del progetto ed ebbe, a partire dal 1960, diverse applicazioni nel campo industriale e commerciale: lo scopo principale del PERT (Program Evaluation andreviewtechnique) fu quello di ordinare le attività al fine di rendere minimo il tempo di esecuzione del progetto. Obiettivo, questo, fondamentale per i progetti militari. La programmazione reticolare avviene attraverso alcune fasi fondamentali: analisi del progetto: elenco delle attività; indicazione delle relative durate; definizione delle dipendenze logico-temporali delle attività; stesura del reticolo; calcolo delle variabili temporali; determinazione del percorso critico (CPM Critical Path Metod)

13 Il progetto, quindi, può essere rappresentato da un reticolo formato da eventi (nodi) collegati da segmenti orientati (attività). Gli eventi, per ogni attività, sono iniziale e finale e sono contrassegnati da un codice numerico. Ogni attività è rappresentata con una lettera (A, B, C ecc.) oppure con una lettera unica (ad esempio: A) associata ad una coppia di indici i-j, dove generalmente i < j, che indicano, rispettivamente, l evento iniziale e finale dell attività stessa. Ad ogni attività è, inoltre, associata una durata (DA) espressa in ore, giorni, settimane o altra unità di tempo (u.t.) ed altri parametri utili per la definizione del reticolo. 25 Nel reticolo la lunghezza del segmento orientato è indipendente dalla durata dell attività associata e può essere utile, in determinate circostanze, inserire tra due eventi una attività fittizia di durata nulla (DA i-j = 0), rappresentata con un tratteggio orientato, per indicare una relazione di precedenza tra eventi e/o attività che non comporta una relazione di lavoro. Dall esempio riportato a sinistra della precedente figura si nota che le attività A e B hanno gli eventi iniziale e finale coincidenti rendendo non univocamente individuabile l attività che presenta l evento iniziale 1 e l evento finale 5: si presenta, pertanto, duplicata l attività A 1-5 (A oppure B?). L utilizzo dell attività fittizia (linea tratteggiata nell esempio di destra) risolve il problema dell identificazione delle attività A e B mediante l introduzione dell evento 2. Le attività sono, adesso, chiaramente distinte: A A 1-5 e B A

14 Per meglio chiarire il significato dell attività fittizia si supponga, ad esempio, che l attività A rappresenti l operazione di scavo e movimento terra mentre, l attività B l operazione di trasporto a rifiuto. Teoricamente le due attività hanno eventi iniziale e finale coincidenti: il movimento terra e il trasporto a rifiuto del materiale scavato sono attività che vengono, normalmente, svolte in parallelo. La loro rappresentazione grafica, senza l introduzione dell attività fittizia, porta all indeterminazione affrontata al periodo precedente. Dall esempio appena riportato emerge una necessità operativa. Nella numerazione degli eventi è buona norma non contrassegnarli in modo sequenziale ed unitario (1, 2, 3 ecc.) ma con cadenze regolari (1, 5, 10, 15 oppure 10, 20, 30 o altre) in modo da poter inserire, nella logica della stesura del reticolo, nuovi eventi successivamente intervenuti o necessari, senza alterare eccessivamente l ordinamento numerico degli eventi dell intero reticolo. 27 Calcolo dei tempi Dopo aver definito graficamente il reticolo con le successioni logico-temporali delle attività ed aver assegnato a quest ultime la rispettiva durata, è possibile definire le date di inizio TI e di fine TF degli eventi costituenti il reticolo nonché gli slittamenti o margini temporali degli eventi (SE) e delle attività che possono essere liberi (SL) oppure globali (SG). Il tempo TI i dell i esimo evento è l istante di tempo in cui si verifica l inizio dell evento considerato. All evento iniziale del reticolo (generalmente indice i = 1 oppure 0) si assegna TI 1 = 0 e per ogni j esimo evento collegato ad esso mediante una attività A i-j (di durata pari a DA i-j ) si può calcolare il tempo TI j mediante la seguente relazione: 28 14

15 Per il calcolo dei tempi di inizio degli eventi, l algoritmo prevede le seguenti operazioni: impostare il tempo di inizio del primo evento al valore nullo (TI 1 = 0); per ognij esimo evento legato a quello iniziale si assegna come TI j la durata DA i-j della corrispondente attività A i-j, essendo TI 1 = 0; per gli eventi successivi, qualora nell evento convergano k attività, si calcoleranno separatamente tutti i TI k che concorrono nel nodo e si imposterà come TI j dell evento il maggiore tra i tempi stimati: si procede secondo quanto indicato al punto precedente fino al raggiungimento dell evento finale. 29 Esempio Si voglia determinare il tempo di inizio dell evento k. In tale evento convergono le attività A i-k, A j-k e A h-k di durata D pari a 4, 5 e 3 u.t., mentre gli eventii,jedhhanno un tempo di inizio TI pari a 4, 3 e 6, rispettivamente. Con l applicazione dell algoritmo si determina: 30 15

16 Esempio 31 Il tempo di fine TF i dell i esimo evento è l istante di tempo in cui si verifica il compimento dell evento considerato. Esso rappresenta il tempo entro cui deve necessariamente verificarsi l evento considerato per non pregiudicare il compimento dell evento finale del processo di produzione con conseguente ritardo sul tempo calcolato. Terminata la fase di calcolo dei tempi di inizio degli eventi, per la determinazione dei tempi di fine evento TF, l algoritmo prevede, con un percorso a ritroso, le seguenti operazioni: assegnare al tempo di fine dell ultimo evento il valore del suo tempo di inizio (TF ultimo evento = TI ultimo evento ). Ciò determina l indifferibilità temporale dell ultimo evento fissando, pertanto, la durata dell intero processo produttivo; con processo inverso, cioè in direzione contraria al normale andamento dell attività, si ripercorrono tutti i rami che partono dal j esimo evento e conducono ai k eventi che lo precedono calcolando, per ognuno di essi, il tempo di fine evento TF k sottraendo al TF j la durata DA k-j dell attività A kj delk esimo percorso secondo la relazione: 32 16

17 se ad un evento i confluiscono k attività considerate in direzione di flusso opposto, si imposterà come TF i il minimo tra i TF k calcolati secondo la metodologia riportata al punto precedente: ripercorrendo a ritroso tutto il reticolo si giungerà all evento iniziale dove si dovrà ottenere necessariamente il valore TF 1 =0 eventualmente calcolato come al punto che precede se in esso convergono più attività. Valori diversi del TF 1 indicheranno errori numerici nei calcoli dei TF k ovvero TI k seksono gli eventi del reticolo. 33 Esempio Si voglia determinare il tempo di fine dell evento k con il procedimento a ritroso. Da tale evento si diramano le attività A i-k, A j-k e A h-k di durata D pari a 4, 4 e 6 u.t., mentre gli eventi i, j ed h hanno un tempo di fine TF pari a 11, 14 e 18, rispettivamente. Con l applicazione dell algoritmo si determina: 34 17

18 Calcolo degli slittamenti Gli slittamenti rappresentano tempi a disposizione per il differimento temporale di eventi ed attività ovvero intervallo di tempo adoperabile per il ritardo oppure per l estensione delle attività. Lo slittamento temporale dell evento o del nodo (SE) rappresenta l intervallo di tempo, a partire da quello iniziale, entro cui è possibile ritardare la fine dell evento stesso senza che ciò determini ritardi negli eventi successivi. Tale parametro, valutato per ogni nodo del reticolo, è calcolato come differenza tra il tempo finale e quello iniziale dell evento considerato, secondo la relazione: 35 Lo slittamento libero (SL) rappresenta la quantità di tempo secondo cui è possibile differire un attività i (ritardare l inizio, la fine oppure aumentare la durata) prima che la successiva attività j subisca un ritardo. Esso è calcolabile con la seguente relazione: Analogamente, lo slittamento globale (SG) indica la quantità di tempo secondo cui è possibile posticipare un attività i prima che la data di fine del progetto subisca un ritardo. Esso rappresenta il margine condiviso da tutte le attività appartenenti ad un dato percorso e, nel caso in cui tale slittamento è utilizzato da una sola attività, automaticamente si riduce il margine per le altre attività del percorso stesso. È calcolabile come differenza tra il tempo a disposizione per l esecuzione di un attività e la durata della stessa, secondo la relazione: 36 18

19 È possibile, con le informazioni in possesso, definire il percorso critico (critical path) come il cammino formato dalle attività caratterizzate da slittamenti SG nulli e dagli eventi contrassegnati da slittamento SE nullo. Il cammino critico, tra i diversi percorsi esistenti tra l evento iniziale e finale dell intero processo, è rappresentato dalla successione delle attività che richiedono il tempo massimo per il proprio compimento: rappresenta, pertanto, il percorso più lungo tra l evento iniziale e quello finale. All interno del reticolo possono esistere più percorsi critici e, in determinate circostanze, possono essere critici tutti i percorsi. 37 Esempio A Si voglia determinare la durata totale del processo produttivo ed il percorso critico delle attività ad esso legate come indicate in tabella

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21 Esempio B Si voglia determinare la durata totale del processo produttivo ed il percorso critico delle attività ad esso legate come indicate in tabella. Attività Durata (D) Costo diretto (C) Predecessori Eventi A B C A 2 6 D A 2 5 E B 3 5 F B 3 4 G D E H 5 6 H F 4 5 I C G 6 7 L D E H 5 7 M F 4 7 i j

22 Attività A B F D E H C G M L I Durata (D) Evento i Evento j Evento A B F D E H C G M L I TI i

23 Attività I L M G C H E D F B A Durata (D) Evento i Evento j Evento I L M G C H E D F B A TF i Evento TI TF SE Attività Durata (D) Eventi i j TI i TI j TF j SL SG Note A critica B C D critica E F G critica H I critica L M

24 47 Alcune considerazioni Qualora si voglia ridurre il tempo totale del ciclo produttivo, bisognerà intervenire sulle attività del percorso critico, riducendone il tempo a discapito di un aumento di costo dovuto all introduzione di risorse aggiuntive: intervenire sulle altre attività, entro i limiti dei rispettivi slittamenti, non comporterà riduzioni di tempo ma solo incrementi di costo diretto. Il costo diretto rappresenta l importo da sostenere per l esecuzione della singola attività considerata (materiali, attrezzature e manodopera). Esistono altre tipologie di costi che non possono essere assegnate alla singola attività ma che vanno imputate all intero compimento dell opera. Questi costi, generalmente variabili, lineari e crescenti in funzione del tempo, definiti indiretti ed esterni, rappresentano le spese per l impianto e la gestione del cantiere, oneri finanziari, tasse ed imposte, penali, spese generali di cantiere, spese generali d impresa ed altro. Per quanto detto è opportuno ricercare, tra le possibili soluzioni, la programmazione dei lavori sì rapida, rispetto al normale andamento dei lavori, ma con un costo totale (c. diretti, c. indiretti e c. esterni) più basso possibile

25 49 Dal programma di lavoro definito in prima stesura (programma normale PN) si può passare allo studio del programma più rapido possibile nel quale, tutte le attività, critiche e non, vengono accelerate al massimo. Ciò comporta la definizione di programma caratterizzato dal minimo tempo di realizzazione con la massima spesa sostenibile (PM). Questa circostanza è dovuta alla condizione che tutte le attività vengono accelerate al massimo di produzione e, quindi, i corrispondenti costi diretti assumono il valore estremo. Accelerare una attività significa introdurre risorse. Se, ad esempio, si vuole ridurre il tempo necessario alla posa in opera di un solaio, si dovranno utilizzare più lavoratori ma, l incremento di risorse, non è lineare con il tempo: si raggiungerà la condizione limite oltre la quale l aumento di risorse (squadre di lavoro) non comporterà ulteriori e significative diminuzioni di tempo ma solo aumenti di costo diretto. La durata di una attività A i-j potrà essere ridotta fino ad un valore limite DL i-j cui corrisponde un costo CL i-j sicuramente maggiore del costo normale C i-j. Il programma di lavoro così strutturato presenterà, probabilmente, un percorso critico differente da quello ottenuto nel programma normale: ciò risiede nelle proprietà intrinseche delle singole attività e nelle rispettive caratteristiche di accelerabilità

26 Si è visto che le sole attività che intervengono della determinazione del tempo totale di ciclo produttivo sono quelle critiche mentre, interventi di accelerazione sulle attività non critiche producono solo aumenti costo: questo principio viene sfruttato per la ricerca di ulteriori programmi di lavoro interposti (PL i ) tra quello normale PN e quello di massimo costo e minimo tempo PM. Partendo da quest ultimo ed applicando il suddetto principio di accelerazione, si ottiene un programma interposto (PL 1 ) caratterizzato dal minimo di costo e durata. Per la definizione del PL 1 basterà contenere le attività non critiche al proprio valore minimo ammissibile con la durata totale del programma PM. Saranno rallentate dapprima, fino al raggiungimento del valore ottenuto nel PN, le attività caratterizzate uncostoaggiuntivoperl accelerazione (CA i-j ) maggiore e poi quelle con valori di CA i-j subito inferiori. Il parametro di costo CA i-j rappresenta, di fatto, l extra costo da sostenere per accelerare l attività considerata nell unità di tempo. 51 Con i programmi di lavoro PN e PL 1 vengono definiti gli estremi entro cui ricercare il programma temporalmente ottimale a costo totale minimo. Per analizzare questi ulteriori programmi interposti (PL 2, PL 3, PL 4, PL 5 ecc.) si parte dal PN e si accelerano tutte le attività del percorso critico iniziando dalla lavorazione caratterizzata dal CA i-j più basso, riducendola temporalmente al minimo senza modificare il cammino critico definito

27 Esaminati tutti i programmi interposti, è possibile definire, per ognuno di essi, la durata, il costo diretto ed i costi indiretti ed esterni che, come detto, sono linearmente variabili con il tempo. Dalla comparazione dei vari costi totali, ottenuti dal PN e dai vari PL i, si ricava il piano temporalmente ottimale a costo minimo, obiettivo dell analisi svolta. 53 Metodo di Gantt Il diagramma di Gantt, in onore all ingegnere statunitense che lo sviluppò all inizio del secolo, detto anche diagramma a barre, è uno strumento di controllo e pianificazione del processo di produzione: in esso, le fasi/attività costituenti il progetto, vengono rappresentate da linee che, in scala temporale, partendo dalla data in cui devono essere iniziate, terminano alla data in cui, secondo la preliminare analisi sulle durate, devono essere concluse

28 Per realizzare un diagramma di Gantt occorre definire le attività necessarie per completare un progetto, stimare il tempo necessario e specificare i legami logici tra le stesse attività. Le varie attività andranno elencate lungo l asse verticale del diagramma e le durate, in scala temporale, lungo quella orizzontale. Le relazioni logiche definiscono il tipo di legame che può esistere tra le varie attività. Fine Inizio(FI) Inizio Inizio(II) 55 Altri legami Fine Fine(FF) Inizio Fine(IF) 56 28

29 Con l uso dei legami logici possono attivarsi alcuni errori tipici che dovranno necessariamente essere rimossi prima di iniziare l analisi temporale del processo. Ridondanza Loop Appendice 57 Riprendiamo l esempio B 58 29

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31 L esempio mostra alcune delle potenzialità del Gantt. Attraverso il diagramma a barre è, infatti, visibile la sovrapposizione delle attività: ciò riveste fondamentale importanza, ai fini della sicurezza, per l analisi delle attività interferenti definibili come la sovrapposizione, in uno stesso ambiente, di attività lavorative tra lavoratori che dipendono da datori di lavoro differenti. Inoltre, sempre dalla sovrapposizione delle attività, è possibile definire giornalmente il quantitativo di risorse utilizzate e quindi procedere alla loro ottimizzazione. 61 ATTIVITA RIPETITIVE. Un ciclo di attività è detto ripetitivo quando, all interno di un progetto, le attività elementari che lo compongono si ripetono ciclicamente con la stessa sequenza. Si pensi, ad esempio, alla realizzazione del sub-sistema solaio nella costruzione di un edificio residenziale multipiano. Queste attività ripetitive possono introdurre dei vincoli particolari per la definizione del programma dei lavori in merito, ad esempio, alla gestione delle risorse (personale ed attrezzature)

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33 OTTIMIZZAZIONE delle RISORSE. L utilizzo dei diagrammi a barre consente di definire il quantitativo di risorse impiegate giornalmente in cantiere. Per semplicità si farà riferimento alle sole risorse umane. Prima di procedere all ottimizzazione delle risorse, cioè alla modifica del programma di lavoro compatibile con le risorse disponibili, è necessario definire il diagramma di carico. Tale diagramma, sovrapponibile a quello delle attività, consente il calcolo delle risorse impiegate: sarà sufficiente sommare giornalmente il numero di lavoratori impiegati nelle attività previste. Dato il diagramma di Gantt dell esempio, si supponga l utilizzo delle risorse R (squadre di lavoro), per ogni attività, per come indicato nello stesso grafico. Nell esempio le risorse sono suddivise per squadra di appartenenza (squadra A, B, C)

34 Dall istogramma si evince una non uniforme utilizzazione giornaliera/periodica delle squadre e, nello specifico, esiste un picco massimo di 5 squadre lavorative che potrebbe non essere compatibile con l organico dell impresa. Inoltre si evidenziano disomogeneità di utilizzazione delle risorse nelle varie fasi lavorative e si pone, quindi, il problema della ottimizzazione, ovvero livellamento, mediante la modifica del programma ipotizzato. Il livellamento delle risorse lo si può ottenere mediante lo spostamento delle risorse da un attività all altra oppure dal differimento delle lavorazioni ovvero da un azione combinata dei due procedimenti. Il primo criterio implica un nuovo iter per il calcolo delle durate delle attività in quanto vengono modificate le risorse impiegate. Da questo nuovo programma può scaturire un percorso critico differente. Il secondo criterio comporta una nuova elaborazione del programma (definizione di nuovi vincoli di precedenza e/o spostamenti temporali di attività) e, come nel caso precedente, può discendere un percorso critico diverso. L applicazione di un criterio in luogo dell altro, ovvero l azione combinata dei due, avviene per stadi ed approssimazioni successive onde poter definire la condizione più soddisfacente in merito all utilizzo delle risorse ed ai tempi di esecuzione

35 69 Grazie 70 35

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