UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI MODENA E REGGIO EMILIA FACOLTA DI INGEGNERIA SEDE DI MODENA

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1 UNIVERSITÀ DEGLI STU Project Management Introduzione In molte situazioni, le competenze richieste a chi si occupa di problemi legati al settore impiantistico, o della realizzazione produttiva di beni, sono quelle relative alla gestione di progetti o commesse. I progetti sono attività complesse definibili come obiettivi che si vogliono raggiungere, siano questi realizzazioni impiantistiche (realizzazione impianto, centrale elettrica, macchinario nuovo, programmi di gestione e realizzazione manutenzione straordinaria ecc), realizzazioni infrastrutturali (autostrade, autostrade informatiche, ospedali anche in zone di guerra, fognature, istallazioni portuali, ecc), realizzazioni di sistemi, attività o beni immateriali (ricerca applicata, realizzazione di Sistemi Informativi, campagne per lo sviluppo e lancio nuovi prodotti, ristrutturazioni organizzative), obiettivi militari strategici (realizzazione prototipi e progetti militari bellici, sviluppo ricerca e tecnologia, ecc), così come obiettivi personali e di vita quali: conseguimento laurea, viaggio studio, ecc. Il P.M. è una funzione di coordinamento direttivo del progetto da esaltarsi attraverso l assunzione di piena responsabilità dei compiti di pianificazione e controllo. Il Project Manager è una figura ad hoc creata e nominata appositamente per il singolo progetto. Questi spesso non ha autorità funzionale o gerarchica e deve ricercare il consenso altrui (management by consens). Quindi una definizione di progetto può essere: una serie di attività correlate che devono essere svolte al fine di conseguire un obiettivo prefissato entro un periodo di tempo stabilito. Oppure, operazione complessa a carattere non ripetitivo e scadenza definita, la cui gestione deve essere finalizzata al conseguimento nel tempo di un preciso obiettivo attraverso un continuo processo di pianificazione e gestione delle risorse, e che tenga programmato conto dei vincoli interdipendenti. Si può altresì definire programma, un piano a lungo termine articolato in più progetti, ed attività lo sforzo definito e di durata contenuta che coordinatamente ed insieme ad altri compiti partecipa alla realizzazione di un progetto complesso, ed è può pensarsi come un operazione che si svolge nel tempo tra una situazione iniziale, detta evento di partenza o di inizio ed una finale, detta evento di arrivo o di fine. Una della caratterizzazioni della conduzione dei progetti, è che questi devono essere realizzati con un limite di risorse definito (il tempo, gli uomini, a qualunque tipologia o categoria appartengano, le macchine o le attrezzature, l energia, lo spazio, o, il che è quasi la stessa cosa, con risorse economiche e finanziarie limitate). Gestire un progetto vuol dire considerare le risorse tecniche, umane e finanziarie ed intervenire su di esse. Consideriamo le macrofasi di avanzamento di un progetto: ci sono almeno tre decisioni da assumere relative rispettivamente alla scelta dell idea, alla realizzabilità e a chi deve fare cosa, e in che modo. Nel campo della realizzazione di un progetto, relativo ad un impianto ad esempio, una delle componenti del costo sono gli interessi passivi che decorrono dall'istante al quale avvengono gli esborsi (per materiali, montaggio, ingegneria) fino all'istante in cui l'impianto può iniziare la sua attività. Una previsione attendibile ed un controllo su questo lasso di tempo hanno dunque una immediata rilevanza economica. 1

2 UNIVERSITÀ DEGLI STU Le norme ed i metodi di programmazione possono variare in relazione al tipo e alla complessità del progetto da realizzare, però i principi alla base di ogni tecnica sono sempre gli stessi e possono identificarsi in regole generali che permettono di conseguire determinati obiettivi come: - la miglior utilizzazione dei mezzi tecnici e della manodopera; - il tempestivo e corretto flusso delle materie prime; - il rispetto dei termini di consegna; - la tempestività nell'assegnazione del lavoro; - l'eliminazione dei tempi morti; - l'individuazione delle attività che condizionano la durata dell'intero progetto; - la minimizzazione del tempo di realizzazione; - il controllo dell'avanzamento del lavoro. Più in generale si può dire che la programmazione permette di ordinare le attività, dando loro un inquadramento logico nel tempo, in modo da ridurre al minimo il costo complessivo di realizzazione. Nella analisi e nella osservazione delle caratteristiche inerenti la conduzione di progetti, sono state osservate tutta una serie di fenomenologie:? Il tempo fra l avvio ed il completamento di un progetto tende a dilatarsi (legge di Parkinson sul comportamento gassoso);? L impiego finanziario richiesto da un progetto cresce nel corso della realizzazione;? Maggiore è il contesto tecnologico maggiori sono i costi;? Maggiore è la tecnologia, maggiori deve essere l efficienza;? Maggiore è la tecnologia, maggiore è il grado di specializzazione; maggiore è la tecnologia, maggiori sono le risorse. Quando c è un ritardo nella realizzazione del progetto bisogna provvedere a recuperare il tempo perduto per giungere al completamento negli stessi tempi programmati. % Completamento 1% programmato riprogrammato La definizione delle attività necessarie, della loro relazione reciproca, delle loro durate stimate, dei costi associati e/o risorse finanziarie o non finanziarie da impegnare, il conseguente impegno finanziario totale e la durata complessiva del progetto, possono essere effettuate e determinarsi sia in fase preventiva e previsionale (fase di definizione, pianificazione, organizzazione), sia

3 UNIVERSITÀ DEGLI STU ripetutamente durante lo svolgimento del progetto (controllo, revisione o ripianificazione), sia a consuntivo al termine dello stesso per misurare gli scostamenti in termini di attività realizzate con quelle pianificate, loro durata, risorse effettivamente impiegate con quelle previste, costi effettivi con quelli programmati, durata prevista complessiva realizzate con quella pianificate. Gli strumenti disponibili ed i criteri metodologici si possono quindi utilizzare in fase di pianificazione o previsionale, o durante lo svolgimento delle attività, per verifica e controllo, come determinazioni per la ripianificazione, oppure a consuntivo con gli eventi effettivi che si sono verificati. Pertanto si può dire che il project management è una gestione sistemica di un impresa complessa, unica e di durata limitata, finalizzata al raggiungimento di un obiettivo predefinito, mediante un processo continuo di pianificazione e controllo di risorse differenziate e limitate, con vincoli di tempo, di costo e di qualità, e rappresenta una tecnica di realizzazione e controllo delle attività particolarmente efficace negli attuali scenari di continua e rapida evoluzione. Con altra definizione si può dire che il project management consiste nell insieme delle attività di pianificazione, direzione e controllo necessarie ad assicurare che le risorse disponibili vengano impiegate in maniera ottimale e congruente con i vincoli tecnici, economici e temporali definiti nel progetto. Un progetto può essere scomposto in fasi, tali fasi sono tipiche indipendentemente dalla specificazione dell oggetto, e possono essere indicate come: - definizione - pianificazione - valutazione - rapporto - implementazione - consegna e collaudo - analisi critica dei consuntivi no si DEFINIZIONE PIANIFICAZ. NE VALUTAZIONE RAPPORTO REALIZZAZ. NE COLLAUDO E ACCETTAZION E CONTROLLO RIELABORAZ. Figura 1: Fasi del progetto

4 UNIVERSITÀ DEGLI STU Su ognuna di queste fasi è possibile, anzi naturale e doveroso esercitare una analisi ed un controllo in termini di risorse occorrenti, costi, tempi la cui analisi conduce alla formulazione dell offerta al cliente. È chiaro che ogni singola attività concorrente ad un progetto, così come la definizione del progetto può essa stessa svilupparsi al punto da diventare un progetto (preliminare nel caso citato). Al project manager, o responsabile di commessa, è affidato il coordinamento dell intero progetto, ed in particolare questi è l unico responsabile del progetto (costi tempi - risorse), anche se non ha spesso molta autorità gerarchica, ed è spesso l unico interlocutore della committenza (tranne quando esplicitamente viene richiesto dal committente un controllo diretto sui fornitori o per alcune fasi critiche del progetto), gestisce il progetto in tutti i suoi aspetti attivando in fase correttivi e messe a punto. Tra le problematiche più rilevanti che si ritrova a fronteggiare, la gestione del gruppo ed il coordinamento di competenze e mentalità molto differenti fra loro rappresenta uno dei compiti più ardui, e spesso è il vero terreno su cui si misurano le capacità manageriali, in quanto spesso le difficoltà di gestione sul piano comportamentale spesso prevalgono su quello tecnico. Ma quali sono gli strumenti di cui può disporre, e quali le fasi metodologiche da considerare? 1 WBS Work Break Down Structure L'attività di programmazione, qualunque sia il metodo adoperato per svolgerlo razionalmente, inizia con la suddivisione dell'intero lavoro in attività elementari. Ciò ha l'innegabile vantaggio di facilitare le previsioni e di conseguire quindi maggiore accuratezza nelle stesse, poiché è più facile trattare singolarmente piccoli problemi piuttosto che uno solo molto complesso. Quindi, per il conseguimento dell obiettivo definito, che costituisce la prima fase delle attività del project management, vengono definite implicitamente le attività necessarie da realizzare per il conseguimento dello stesso: queste, una volta esplicitate e formalizzate, saranno caratterizzate da legami di precedenza le une con le altre, da durate (stimate, e quindi con distribuzioni statistiche associate ad esse, oppure deterministiche, magari per le quali si espliciti il legame funzionale fra durata e costi relativi), da una collocazione (allocazione) nel tempo, in dipendenza con i legami funzionali con le altre attività, dalla indicazione della tipologia e dell ammontare delle risorse necessarie per l esecuzione. Un progetto complesso, allora, deve essere esploso in tutte le sue parti più elementari. Lo strumento più comunemente usato a disposizione del P. M. è la WORK BREAKDOWN STRUCTURE (WBS) del progetto, ovvero una scomposizione in attività, per riuscire ad individuare i WORK ELEMENTS, che rappresentano le fasi elementari del lavoro totale. La WBS può essere stesa in forma tabellare, con l indicazione di tutti gli attributi relativi alle attività (tempo, precedenze e vincoli, costi, tipo di risorse da utilizzare, ecc.). Viene generalmente stilata elencando le attività in ordine temporale o secondo l ordine di precedenza, scomponendo eventualmente una macroattività in una sequenza di attività più elementari di maggior analiticità e dettaglio. Il livello di dettaglio è funzionale agli scopi ed alle esigenze per cui, in una certa occasione, si sta effettuando la WBS. La WBS è tale che deve includere tutte le attività necessarie per il progetto. Si può anche definire all interno della WBS, quindi, il WORK PACKAGE come il pacchetto elementare di attività da allocare ad una risorsa elementare. La WBS consiste anche nel processo logico di articolazione del progetto in voci di controllo. Infatti per effettuare un efficace controllo dell esecuzione del progetto risulta necessario articolarlo in unità elementari secondo un criterio prestabilito, omogeneo e prevalente (merceologico, tecnologico, ecc). 4

5 UNIVERSITÀ DEGLI STU Sostanzialmente esiste l esigenza già precedentemente commentata, di definire le attività elementari con cui si pensa di realizzare un progetto. Lo scopo è in prima battuta proprio quello di articolare un progetto complesso in una serie di programmi ed attività più semplici, e più facili da controllare e pianificare, e successivamente l attribuzione di tempi, durate, risorse necessarie, attribuzione alle risorse stesse dei pacchetti elementari di lavoro alle risorse elementari, per una conduzione corretta del progetto. I criteri e con cui elaborare una WBS sono:? Univocità della responsabilità;? Standardizzazione;? Misurabilità dei risultati;? Significatività dei compiti;? Flessibilità all aggiornamento. In questa logica, attività elementare significa una attività semplice in relazione allo scopo che in ogni fase o situazione si fa della WBS: in fase di pianificazione di massima il livello di scomposizione non è necessariamente spinto, ma è piuttosto conveniente mantenere la visione di insieme e sistemica del progetto; in fase operativa, di esecuzione, controllo definizione dei compiti e delle responsabilità ci si spingerà a livelli di definizione molto spinti, fino alla individuazione delle modalità procedurali ed alle tempistiche da rispettare. Pertanto, la WBS è articolata per livelli: = programma 1 = progetto = attività = sub attività 4 = work package Si punta ad una scomposizione che garantisca un agevole controllo di ogni elemento. si definiscono perciò, chiaramente limiti fisici, temporali, economici e specifiche responsabilità. WORK BREAK DOWN STRUCTURE LIVELLO 1 4 x COCE DESCRIZIONE x 1 11 NUOVO IMPIANTO PROGETTO MASSIMA x 111 ANALISI UBICAZIONALE x 1 LAYOUT GENERALE x 11 FLUSSO MATERIALI x 1 ISTALLAZIONE x 11 FABBRICAZIONE x x SPEZIONE PARTI ASSEMBLAGGIO.. Tabella 1 Esempio di scomposizione tabellare di un progetto

6 UNIVERSITÀ DEGLI STU Rappresentante del committente Project manager Assistente project manager Coordinatore controllo progetto Responsabile qualità Specialista programmazione Segreteria di progetto Specialista controllo costi Project engineer Coordinatore approvvigionamenti Direttore lavori Assistente project engineer Coordinatore apparecchiature Assistenza acquisti Coordinatore ingegneria di Coordinatore sistemazioni & tubazioni Assistenza avanzamento Coordinatore ingegnerie civile Coordinatore ingegneria elettrica Coordinatore strumentazione & controllo Figura OBS esempio di scomposizione delle risorse umane per assegnazione responsabilità OBS Organizational Break Down Structure Parallelamente alla WBS, è necessario effettuare una scomposizione delle risorse globali e disponibili per realizzare le attività, in risorse elementari alle quali assegnare i Work Package, e per poter poi comparare le attività elementari con le risorse elementari, al fine di effettuare una corretta 6

7 UNIVERSITÀ DEGLI STU ripartizione dei compiti alle risorse, un giusto caricamento di responsabilità e compiti alle persone. A tal proposito si adopera comunemente l OBS, Organizational Break Down Structure. L OBS suddivide il progetto con riferimento ai settori che devono realizzare la singola attività. È a questo punto possibile incrociare le due strutture ad albero delle WBS e della OBS di modo da rappresentare la struttura della commessa mediante una matrice in cui:? le colonne costituiscono la struttura del prodotto? le righe indicano l ente chiamato alla realizzazione. In tal modo c è una precisa attribuzione di compiti elementari a risorse elementari, con la possibilità di individuare le precise responsabilità e il corretto bilanciamento dei carichi alle risorse. La struttura ad albero tipica di WBS ed OBS è dovuta al progressivo sviluppo analitico (fino al livello elementare), dei compiti (da compiti macroscopici ad attività di dettaglio), e delle risorse (da comparti o dipartimenti a singoli individui). 7

8 UNIVERSITÀ DEGLI STU Figura. Articolazione del progetto (risorse/attività) e relative voci di controllo 8

9 UNIVERSITÀ DEGLI STU Diagramma di Gantt L'attività di programmazione, qualunque sia il metodo adoperato per svolgerlo razionalmente, inizia con la suddivisione dell'intero lavoro in attività elementari. Ciò ha l'innegabile vantaggio di facilitare le previsioni e di conseguire quindi maggiore accuratezza nelle stesse, poiché è più facile trattare singolarmente piccoli problemi piuttosto che uno solo molto complesso. Identificate le singole attività, il programmatore dovrà prevedere la durata di ciascuna di esse; e sapendo l'ordine in cui esse si devono succedere, potrà dedurne ad esempio informazioni come: - quando rendere disponibili i mezzi finanziari per i pagamenti ai fornitori; - quando i vari reparti dovranno essere disponibili per iniziare un certo lavoro; - quando acquistare i materiali per l'avvio della produzione; - entro quale data, al massimo, dovrà essere completata una attività di ricerca e sviluppo (R&D); - quali risorse si devono impiegare e con che profilo di carichi. - ecc. Il lavoro di programmazione, cioè di analisi del progetto e di previsione di durata delle attività e dei mezzi necessari a compierle, può essere, e di solito lo è, sintetizzato in una forma grafica facilmente interpretabile. La rappresentazione e la visualizzazione della durata e della collocazione temporale delle attività può essere supportata ed agevolata da un diagramma di Gantt (una specie di calendario continuo a sviluppo orizzontale nel tempo, con elencate in ordinata (abbinate ad un codice identificativo, e con sviluppo a cascata per sottolivelli) le attività da svolgere, e su cui vengono indicate le occupazioni temporali dovute alle varie attività); con tale diagramma si può visualizzare facilmente la densità delle attività che concorrono al progetto periodo per periodo, oppure, se limitato alla rappresentazione di una sola tipologia di attività (elettronica sviluppo processori, meccanica, elettronica, logistica, contracting, ecc.), permette di calcolare e controllare facilmente il carico di lavoro delle singole squadre o risorse impegnate in ciascuna attività del progetto, sommando i carichi per squadra/risorsa per ogni istante di tempo (cioè per la stessa ascissa). Le risorse possono essere un reparto, un gruppo di progettisti, una squadra (ad esempio, meccanica reparto tornitura squadra 1), un macchinario, un gruppo dislocato territorialmente, una quota di budget finanziario, ecc), e misurare la distribuzione dei carichi per risorsa nel tempo serve valutare gli shiftamenti da effettuare in caso di necessario bilanciamento per il superamento delle capacità offerte dalle risorse. Ad ogni attività corrisponde un segmento di lunghezza proporzionale alla durata, i cui estremi corrispondono agli istanti in cui è previsto che cadano gli eventi di inizio e di fine, valutati anche tenendo presenti i legami funzionali; le attività si snodano, quindi, secondo un ordine logico e secondo uno sviluppo temporale. Sul diagramma possono essere rappresentate le durate a preventivo, e/o a consuntivo, cioè quelle realmente verificatesi. La definizione di attività necessarie, la loro relazione reciproca, le loro durate stimate, i costi associati o le risorse finanziarie o non finanziarie da impegnare, il conseguente impegno finanziario totale e la durata complessiva del progetto, possono essere effettuate in fase preventiva e previsionale (fase di definizione, pianificazione, organizzazione), o durante lo svolgimento del progetto (controllo, ripianificazione), o a consuntivo al termine dello stesso per misurare gli scostamenti in termini di attività realizzate con quelle pianificate, loro durata, risorse effettivamente impiegate con quelle previste, costi effettivi con quelli programmati, durate previste e complessiva con quelle pianificate con quelle realizzate, come già precedentemente accennato. 9

10 UNIVERSITÀ DEGLI STU Tuttavia i diagrammi di Gantt hanno dei notevoli limiti, soprattutto evidenti quando le attività diventano più numerose di qualche decina e fortemente interdipendenti. Quindi, la rappresentazione delle attività con il diagramma di Gantt, mal si presta come strumento operativo per valutare le attività critiche, per evidenziare le implicazioni in fase di riprogrammazione, per mettere in evidenza le interrelazioni, per misurare i cosa.. se, ovvero non sono adatti ad evidenziare le relazioni di dipendenza fra le varie attività (anche se questo limite è stato attualmente superato in parte da applicazioni SW del tipo MS Win Project), non sono adatti a riprogrammare i lavori sulla base di stati di avanzamento o di modifiche al progetto, non si adattano al miglioramento ed alla ottimizzazione delle risorse, non ammettono rappresentazione grafica senza scala. Nel seguito sono riportati alcuni esempi di diagrammi di Gantt. 1/ 1/4 1/ 1/6 1/7 1/8 1/9 Costruzione capannone Montaggio gru a ponte Montaggio presse Montaggio tornio Tempi previsti Tempi a consuntivo 1

11 UNIVERSITÀ DEGLI STU Figura 4 - Apparecchiatura critica - stralcio 11

12 OVERALL MASTER SCHEDULE CURVE 1 di CONTROLLO UNIVERSITÀ DEGLI STU FASE MESE INGEGNERIA R di A ATTIVITÀ APPROVVIG.TO ATTIVITÀ CORREZIONI E MONTAGGI ATTIVITÀ COSTRUZIONE INGEGNERIA Figura 6 - Gantt relativo ad un Programma generale 1

13 UNIVERSITÀ DEGLI STU ATTIVITÀ A SCAVO B FONDAZONI C RECINTARE D ISTALLARE PORTONE E TINTEGGIARE TEMPO Diagramma a barre (Gantt) 4 Curva ad S o curva Logistica Se si effettua l integrazione, nel tempo, dall istante iniziale alla data di completamento, dell ammontare delle ore schedulate per ogni attività in un diagramma di Gantt, o per una WBS tabellare, e quindi solo dopo aver effettuato la definizione e rappresentazione delle attività, loro durate e relazioni di precedenza reciproche, il valore totale trovato, nell unità temporale scelta, definirà il completamento di tutte le attività previste, e quindi, riportato all ammontare di unità tempo nel calendario relativo al periodo di riferimento, e tenendo in conto anche i periodi di inattività, individuerà la data di realizzazione o durata complessiva del progetto; sarà possibile dire che il progetto è concluso se e quando si sono realizzate e completate quel numero di ore di attività. Se ora siamo in un istante qualsiasi nel progetto, definibile come istante di controllo avanzamento, ovvero siamo su un punto qualsiasi del diagramma di Gantt (diagramma preventivo o consuntivo), l integrale fino a quel punto delle attività, rapportato all integrale totale poc anzi introdotto, sarà una misura dell avanzamento realizzato rispetto alle attività complete per la realizzazione del progetto: è quindi possibile misurare la progressione con cui avanza il progetto, nell orizzonte di pianificazione, ovvero per determinare l avanzamento nel tempo. Questa rappresentazione si chiama curva logistica o curva ad s, per il tipico aspetto che la caratterizza. Infatti, prescindendo dall aver definito l oggetto del progetto, nella analisi delle attività concorrenti alla realizzazione dello stesso, si evidenzia tipicamente che all inizio ci sono le fasi di ideazione concettuale, di studio di fattibilità, di progettazione di massima, di richiesta e verifica delle autorizzazioni, permessi, licenze, ed altre analoghe (operativamente, non si è posata neanche una pietra, e se le verifiche falliscono ci si ferma qui!!!), mentre, se le verifiche sono andate a buon fine e si procede, possono partire, progressivamente (è generalmente la parte più lunga del progetto) una serie di attività in parallelo, e che convergeranno man mano (realizzazione carpenteria, 1

14 UNIVERSITÀ DEGLI STU elettronica, meccanica, accounting, costing, logistica, cantiere, realizzazioni di diversi elementi affidati a gruppi diversi, mentre un team fa una cosa, un altro ne fa un altra, contestualmente), giacché nella integrazione sul diagramma di Gantt si intercettano più attività schedulate, e l avanzamento relativo è massimo (fase di regime). Infine, ci sono delle fasi di assemblaggio o convergenza delle attività precedenti, di verifica funzionale, collaudo, avviamento, test, consegna al committente che sono caratterizzate da una certa serialità che fa si che la velocità di avanzamento si riduca fino a zero quando si è al cento per cento di avanzamento al tempo finale, e la curva si ferma (non c è asintoto!!). La forma della curva logistica è quindi quella tipica dell integrazione di una funzione crescente/decrescente, analoga ad esempio a quella di un transitorio di movimentazione, o a quella della integrazione di una distribuzione unimodale di dati, quale quella che si adopera per il campionamento di dati a partire dalla cumulata di una distribuzione di dati (metodo Montecarlo ad es.). FASI CARATTERISTICHE UN PROGETTO E VERIFICHE FATTIBILITÀ: 1) idea progettuale (1 a decisione) ) fattibilità ( a decisione) ) progettazione ( a decisione) 4) esecuzione (attività in parallelo) ) verifiche, collaudo 6) esercizio Anche la curva ad S può essere relativa a un Gantt preventivo o consuntivo e quindi rappresentare un avanzamento pianificato, o un avanzamento effettivo; dalla comparazione delle due si possono misurare in orizzontale, a parità di avanzamento, il ritardo temporale effettivo rispetto al programmato (tipicamente è così), oppure ad ordinata prefissata, quindi allo stesso istante di controllo, il ritardo di avanzamento del reale rispetto al programmato (anche questo tipico). Se invece di schedulare le attività per tempo di esecuzione, si schedulano per l impegno di spesa che comportano, ovvero si rappresenta nel tempo l assorbimento di risorse economiche e finanziarie che l esecuzione delle stesse comportano, anche qui in fase preventiva con i budget, o a consuntivo con i conti economici finali, sia su un Gantt che corrispondentemente su una curva logistica, si verifica l inverso di quello che accadeva per le durate: in genere nella comparazione fra preventivato/pianificato e consuntivi, a parità di data si è speso di più (e per fare meno attività del programmato), oppure, a parità di budget consumato si è in anticipo di data (e si sono quindi eseguite solo le attività pianificate fino a quella data) rispetto a quanto pianificato (il budget disponibile terminerà prima della data pianificata di completamento, ma soprattutto senza aver completato le attività pianificate per il completamento). Occorre quindi, ad ogni fase di controllo (ovvero spesso se non continuamente), effettuare queste verifiche e procedere a ripianificazioni coerenti con l obiettivo di terminare tutte le attività del progetto, e quindi il progetto stesso, nei limiti di tempo e di risorse (budget incluso) disponibili. Come questo è possibile dato che le risorse, come detto, sono limitate, e quindi non si potrà quindi disporre di più uomini nelle squadre, di più mezzi, dispositivi o macchinari, né di più tempo, e né tanto meno di maggiori risorse economiche (non nei lavori pubblici dove le integrazioni e gli aumenti di budget, e le revisioni sono un fenomeno comune e previsto)? il tutto è reso possibile dalla riallocazione delle risorse disponibili fra le attività, realizzando uno spostamento (bilanciamento) delle risorse dalle attività meno critiche a quelle più critiche (ovvero quelle che hanno durate che condizioneranno la durata di tutto il progetto, e che potrebbero abbreviarsi con l impiego di risorse supplementari). Questa possibilità è evidente nel corso delle trattazioni relative ai diagrammi reticolari (PERT e CPM). Di seguito sono presentate alcune rappresentazioni di curve logistiche. 14

15 UNIVERSITÀ DEGLI STU 1% AVANZAMENTO SATURAZIONE ASSESTAMENTO RITAR ATTRITO PROGRAMMATO ESEGUITO Figure 6, 7 - Curve logistiche od ad S L avanzamento dei lavori relativi ad un progetto, quindi, è rappresentabile mediante una curva ad S (learning curve) in cui distinguiamo una zona di attrito iniziale, una zona di regime o assestamento, ed un ultima di saturazione o completamento. Passando dall avanzamento programmato a quello eseguito potremmo avere dei ritardi che devono essere arginati il prima possibile. 1

16 Tecniche di programmazione reticolare.1 PERT UNIVERSITÀ DEGLI STU Da quanto detto sul diagramma di Gantt appare la necessità di avere a disposizione una tecnica che permetta di eseguire la programmazione in modo più rigoroso, rendendo ben evidenti i legami logici tra le attività. Una tale tecnica, ormai largamente impiegata, è quella conosciuta col nome di PERT (Program Evaluation and Review Technique). Essa è una delle applicazioni della teoria matematica dei grafi e consiste nel rappresentare il programma di lavoro mediante un reticolo di attività ed eventi che visualizzi in maniera completa l'interdipendenza tra le attività elementari che costituiscono il progetto. Il programma è cioè rappresentato da una rete di eventi interdipendenti che devono essere portati a termine secondo una sequenza ordinata. La programmazione reticolare è una tecnica che analizza questi eventi interdipendenti e determina il percorso critico, cioè la successione di operazioni che condizionano la durata totale di esecuzione. Il progetto richiede la formulazione e lo sviluppo della rete sequenziale delle varie attività necessarie al raggiungimento dell'obiettivo finale; la natura dei progetti e delle attività, è tale che ciascuna attività viene analizzata indipendentemente per la valutazione e la stima del tempo che sarà richiesto per il suo completamento. La tecnica di programmazione reticolare è stata sviluppata nel 197 da alcuni studiosi statunitensi, e nel 199 è stata applicata per la prima volta per l'esecuzione del progetto "Polaris". Infatti, alla fine degli anni, nel periodo della ricostruzione industriale ed in piena corsa agli armamenti, lo Special Project Office della U.S. Navy doveva portare a termine il progetto Fleet Balistic Missile, con il supporto della società di consulenza Hamilton Buzz Allen Consulting Company e della Lockeed nasce una task force atta a creare uno strumento di progettazione e controllo che considerava come risorse fondamentali il tempo: P.E.R.T. (Program Evaluation and Review Task) basata sulla teoria dei grafi (già nota agli assiro - babilonesi). In realtà il grafo è solo l aspetto rappresentativo del PERT. Poiché la tecnica fu largamente consolidata alla parola task si sostituì Technique. Con l utilizzo del PERT il progetto fu portato a temine anni prima del previsto. Questo pieno esito suscitò una rapida propagazione della applicazione del sistema PERT nei progetti delle forze armate, delle istituzioni governative ed anche delle industrie private. La tecnica fu tenuta inizialmente segreta, e solo negli anni 6 fu resa pubblica. Quasi contemporaneamente al PERT, in ambito industriale nasce una tecnica per molti versi simile: il CPM (Critical Path Method). L obiettivo del CPM è però molto diverso da quello del PERT, esso infatti tende ad ottimizzare i tempi in rapporto ai costi. Il CPM fu messo a punto dalla Dupont e dalla Remington. Applicando le tecniche reticolari alla pianificazione, controllo e schedulazione dei progetti, gli sforzi vengono bene integrati ed è possibile scoprire i problemi potenziali prevenendo i ritardi. In molteplici applicazioni si è dimostrato che PERT incrementa notevolmente l efficacia della programmazione e del controllo dei progetti di ogni classe, riducendo la durata ed il costo di questi del % in media (il che non è assolutamente poco). Con PERT la programmazione è dinamica completa e logica; le comunicazioni sono + facili e le responsabilità + chiare a tutti i livelli direttivi: grazie al PERT i dirigenti dei progetti possono valutare gli effetti delle rettifiche e delle modifiche dei piani che quasi sempre sorgono nel processo di esecuzione e possono prendere anticipatamente decisioni adeguate. In conseguenza PERT 16

17 UNIVERSITÀ DEGLI STU aiuta a stabilire le misure da adottare per raggiungere gli obiettivi del programma nei termini stabiliti. Il CPM (Critical Path Method Metodo del Cammino Critico) fu ideato nell anno 197 per gli impiegati della compagnia Du Pont de Nemours (USA). Questo sistema si occupa di rendere ottimo il tempo/costo del progetto cercando il punto di costo minimo e di tempo ottimo. Applicandolo per la prima volta nella programmazione del rifacimento della sua fabbrica di prodotti chimici di Louisville, Kentucky, la compagnia ha ridotto il tempo di questi lavori del 7%. Questo ed altri grandi successi hanno suscitato una vasta diffusione del CPM praticamente in tutti i campi dell industria e dell economia del mondo intero. Lo sviluppo del PERT e del CPM ha creato una gamma completa di sistemi di programmazione per il percorso critico (PERT Cost, Man Scheduling, RAMPS, PRISM) adottate per la programmazione ed il controllo dei costi, delle risorse e delle altre variabili nei progetti semplici e molteplici inerenti alle necessità specifiche degli enti e delle imprese. Nel metodo originale, e attualmente più diffuso, di rappresentazione grafica, le attività che compongono un lavoro, definite come un atto necessario per raggiungere un certo obiettivo nell'ambito di un programma e caratterizzate da una durata, sono indicate mediante segmenti di retta con l'indicazione del verso, ma senza alcun rapporto fra la durata dell'attività e la lunghezza del segmento stesso, poiché ciò complicherebbe eccessivamente la stesura del grafo. Le attività sono individuate e delimitate da un evento di inizio ed uno di fine, rappresentati mediante un cerchio e numerati. È necessario però precisare il particolare significato di evento. Nel PERT si chiamano eventi, e si fanno corrispondere ai nodi, gli istanti dai quali è possibile (ma non necessario) iniziare le varie attività, indipendentemente dal fatto che esse realmente inizino in quegli istanti, oppure no. Un evento corrisponde cioè al verificarsi di tutte le condizioni necessarie perché le attività che ad esso sono vincolate come inizio, possano iniziare. Nessun evento può essere considerato raggiunto finché non sono state terminate tutte le attività che conducono ad esso; nessuna attività può essere iniziata finché l evento che la precede non ha avuto luogo. Gli archi orientati, che rappresentano le attività, devono essere considerati solo come un mezzo grafico per rappresentare un verso, un rapporto di successione logico-temporale che esprime la sequenza in cui devono succedersi le attività e gli eventi. Ottenuto il diagramma reticolare si può passare al calcolo che permette di determinare il cammino più lungo in termini di durata temporale, tra tutti i possibili cammini in parallelo che si possono percorrere dall'attività iniziale a quella finale, e i tempi minimi e massimi di fine di ogni attività. La relazione di precedenza fra due o più attività definisce la sequenza di esecuzione, pertanto, se fra due attività esiste un rapporto di precedenza, la prima viene nominata precessore, la seconda successore. Il percorso critico è la sequenza di attività che richiede il tempo più lungo per collegare l evento di inizio con e l evento di fine del reticolo. Tutte le attività lungo il percorso critico sono critiche: un qualsiasi slittamento su una di esse si ripercuoterà automaticamente sulla data di completamento programmata. Le attività non critiche sono, invece, caratterizzate da uno slittamento, ovvero lasso di tempo del quale l attività può essere ritardata, senza influenzare la data di completamento. Ad ogni attività è possibile legare: la durata media le risorse occorrenti le durate MIN e MAX il valore economico le variazioni dipendenti dalla durata 17

18 da cui di conseguenza si ottengono vari PERT. UNIVERSITÀ DEGLI STU Questa tecnica si è sviluppata fino a costituire un modello di simulazione del progetto per i vari aspetti: programmazione, controllo, ottimizzazione tempi, risorse, costi, programmazione finanziaria. Copre in pratica tutti gli aspetti relativi alla gestione del progetto. Per gli altri itinerari che concorrono all esecuzione del progetto si possono quindi avere degli "scorrimenti", cioè dei ritardi di esecuzione che, qualora si verificassero, non altererebbero il tempo complessivo di esecuzione del progetto. In pratica il procedimento di calcolo consiste prima nel definire, mediante successive somme, il tempo minimo di esecuzione delle singole attività, poi nello stabilire, con successive differenze rispetto alla durata minima di esecuzione dell intero progetto, il tempo massimo entro il quale deve finire ciascuna attività. Precedentemente si è definito evento l'istante in cui si verificano tutte le condizioni per cui le attività seguenti possono (non necessariamente devono) iniziare. Facciamo l'ipotesi che ogni attività inizi effettivamente nell'istante stesso in cui si realizzano tutte le condizioni perché questo possa avvenire. Se valutiamo le date in cui accadono gli eventi, nell'ipotesi che ogni attività si estenda per la sua durata D e, tali date prendono il nome di date minime. Per il loro calcolo si parte dal nodo e si procede in avanti. Ovviamente prima di poter calcolare la data minima di un nodo devono essere state calcolate le date minime di tutti gli eventi di inizio delle attività che hanno termine nel nodo in esame. Per gli eventi iniziali e finali le date minime e massime coincidono. Una volta determinate, per ogni evento, le date minima e massima, si può individuate per ogni attività l'intervallo di tempo del quale essa può essere ritardata o allungata senza avere ritardi sulla data finale dell'intero progetto. Questo intervallo prende il nome di slittamento totale ed è dato dalla differenza tra la data massima dell evento di fine attività, e la somma della data minima dell evento di partenza + la durata attesa dell attività. 4 1 Il percorso + lungo viene chiamato cammino critico e rappresenta anche il tempo necessario per la completa esecuzione del progetto. La ragione del nome "critico" sta nel fatto che un qualunque ritardo in un'attività appartenente al cammino critico non può essere recuperato e provoca un identico ritardo sulla data massima dell'evento finale del progetto. Per le attività critiche è allora opportuna una previsione molto accurata; esse vanno attentamente controllate in fase di realizzazione, prendendo subito provvedimenti quando si manifesti un ritardo, ad esempio, 18

19 UNIVERSITÀ DEGLI STU trasferendo su di esse risorse prelevate da altre attività non critiche (ridistribuzione delle risorse, togliendole a quelle non critiche per allocarle a quelle critiche, di modo da accelerarle). L'analisi degli slittamenti e della criticità fornisce informazioni preziose al responsabile. Sono ben individuati i cammini a cui prestare maggiore attenzione e quelli dai quali si possono liberare risorse trasferendole nelle attività critiche. In questo modo si può anche ottenere una utilizzazione più omogenea nel tempo delle risorse (livellamento). Sinora abbiamo consideratole durate delle attività come dei parametri deterministici, ma in realtà, poiché queste sono delle stime che facciamo prima di partire con l esecuzione delle attività, dobbiamo introdurre una certa aleatorietà nelle nostre valutazioni. È possibile stimare la durata delle nostre attività attorno a tre valori: il tempo ottimistico, t o (che realizziamo se incontriamo tutti semafori verdi), il tempo pessimistico, t p (tutti i semafori rossi), ed il tempo più probabile, t m (corrisponderebbe al valore della moda in una distribuzione tipo beta). Si assume che i tempi siano distribuiti secondo una curva ß, caratterizzata dall essere unimodale ed asimmetrica. L intervallo (t o, t p ) esprime l aleatorietà del problema. Il tempo atteso divide in due parti uguali l area sottesa alla curva, per cui il tempo ha il % di probabilità di essere rispettato ed il % di non esserlo. Uno dei principali vantaggi operativi del PERT, infatti, risiede proprio nella possibilità di attuare un controllo dell avanzamento del progetto costruttivo mentre questo è in atto, dando modo di intervenire in modo più opportuno. La determinazione del percorso critico, delle attività che lo determinano, la possibilità di confrontare la durata complessiva del progetto con la data prescritta di termine, dà notevoli possibilità operative, in quanto, in caso di ritardo, e per la presenza di attività a slittamento maggiore di zero, è possibile accelerare le attività del percorso critico. Questo è possibile, anche se le risorse sono limitate, e quindi non si possono assumere maggiori mezzi di quelli già disponibili, riallocando le risorse destinate alle attività non critiche (e quindi con risorse sovradimensionate per l esecuzione di quell attività nei tempi programmati), alle attività critiche che con più risorse potrebbero impiegare meno tempo. Un programma qualsiasi, anche se perfettamente studiato ed impostato in tutti i suoi particolari, sarà soggetto, durante la sua attuazione, a tutta una serie di inevitabili perturbazioni dovute a ritardi, contrattempi, imprevedibili fattori esterni che ne alterano il previsto evolversi, e renderebbero inservibile il programma stesso se questo non fosse in grado di adattarsi, mantenendo ferme le caratteristiche e gli obiettivi dei grafico iniziale, alle varie circostanze. Sulla base di queste informazioni è possibile ottenere una revisione delle date minime e massime di tutti gli eventi non ancora realizzatisi, e quindi ripianificare i lavori e le risorse.. CPM La tecnica finora considerata è efficace soprattutto per la riduzione della durata massima del progetto, ma non ha in sé la possibilità di usare gli slittamenti delle singole attività per ritardarne l'inizio o allungare la durata, onde raggiungere una migliore utilizzazione delle risorse o un minor costo globale del progetto. Utilizzando la stessa modalità di rappresentazione di un progetto e delle attività in cui è rappresentabile con la tecnica dei grafi parimenti utilizzata per il PERT, si può però operare in modo da utilizzare la struttura per ottimizzare, in relazione ad un tempo massimo comunque 19

20 UNIVERSITÀ DEGLI STU prefissato, possibilità di ottimizzare i costi totali (eventualmente, a fronte di uno slittamento di tempo si può conseguire un migliore utilizzo delle risorse, e quindi, costi totali più bassi). Infatti, relativamente alla rappresentazione funzionale del costo di una attività rispetto alla durata, capita infatti spesso che la curva dei costi diretti per l'esecuzione di una attività abbia l'andamento illustrato in figura seguente: al di sotto di una durata (definita durata normale) la curva dei costi diretti tende a salire con incrementi sempre maggiori fino ad una durata da ritenersi non più comprimibile (durata accelerata). Disponendo di queste curve e nell ipotesi che altri costi, ad esempio eventuali penali poste dal committente, abbiano andamento crescente con la durata dell'intero progetto, si può pensare di rispondere alla domanda: quale è il costo minimo dell'intero progetto e quale la data finale che corrisponde al costo minimo stesso? ; oppure a domande del tipo: assegnata una certa data di completamente quale è il costo minimo compatibile con essa?. Oppure, nel caso semplice di realizzazione di impianti, una delle componenti del costo è l interesse passivo che decorre dall'istante al quale avvengono gli esborsi (per materiali, montaggio, ingegneria) fino all'istante in cui l'impianto può iniziare la sua attività e con il suo throughput restituisce il capitale immobilizzato. Una previsione attendibile ed un controllo su questo lasso di tempo hanno dunque una immediata rilevanza economica. Figura 9 Curva costo/tempo per una attività Il metodo, conosciuto anche come C.P.M. (Critical Path Method) è una tecnica che è molto simile al PERT, con la sola differenza che le incognite da calcolare sono le durate delle singole operazioni. Col C.P.M. ci si pone quindi il problema, oltre che di programmare i tempi di esecuzione per le varie operazioni, di ottimizzare il costo totale dell esecuzione del progetto. I dati di cui si deve disporre per la elaborazione sono: - le durate di ogni attività espresse in modo deterministico, cioè definite da un unico valore e non in termini probabilistici come può risultare nel PERT; - le leggi di variazione dei costi per ogni attività in funzione delle relative durate; - il tempo entro il quale si vuole completare il programma - i costi associati alla durata complessiva del progetto (penali, premi, ecc.). La base del C.P.M. è analoga a quella del PERT, cioè viene realizzato il reticolo delle attività, poi si passa al calcolo del tempo necessario alla totale realizzazione e al corrispondente costo. Ci si può chiedere ora come ridurre il costo del progetto a pari durata o come ridurre la durata di un certo