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Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 1 PERT Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 2 PERT • O CPM assume que as estimativas de tempo para um projeto são certas (determinísticas); • A duração de cada atividade na prática, contudo, pode ser diferente daquela prevista no projeto; • Existem muitos fatores praticamente impossíveis de serem previstos que podem adiantar ou atrasar a duração de uma atividade, tais como, falta de pessoal, intempéries climáticas, atrasos na entrega de materiais ou acidentes. Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 3 PERT • A fim de se obter um planejamento mais confiável, faz-se necessário considerar as incertezas sobre a duração de cada atividade; • Para incorporar essas incertezas no diagrama de rede, são utilizadas estimativas probabilísticas de tempo; • Na metodologia PERT, a duração de cada atividade é tratada como uma variável aleatória com alguma distribuição de probabilidade associada. Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 4 PERT • O PERT utiliza 3 estimativas de duração de uma atividade para determinar os parâmetros da distribuição de probabilidade: mm: estimativa mais provável da duração de uma atividade; aa: estimativa otimista da duração de uma atividade; bb: estimativa pessimista da duração de uma atividade. • Essas 3 estimativas de tempo fornecem informação suficiente para estimar a probabilidade de uma atividade ser realizada dentro do cronograma. Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 5 PERT • A partir das 3 estimativas de tempo, deve-se calcular a média e a variância para cada atividade; • No PERT, o tempo de duração de cada atividade é tratado como uma variável aleatória oriunda de uma distribuição beta de probabilidades; • Esse tipo de distribuição pode ter várias formas onde a estimativa mais provável (m) apresenta a maior probabilidade de ocorrência e está localizada entre as estimativas pessimista (b) e otimista (a). Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 6 PERT • A partir das 3 estimativas de tempo, deve-se calcular a média e a variância para cada atividade; • No PERT, o tempo de duração de cada atividade é tratado como uma variável aleatória oriunda de uma distribuição beta de probabilidades; • Esse tipo de distribuição pode ter várias formas onde a estimativa mais provável (m) apresenta a maior probabilidade de ocorrência e está localizada entre as estimativas pessimista (b) e otimista (a). A distribuição beta pode ser utilizada para descrever uma ampla variedade de variáveis aleatórias e é uma escolha adequada para descrever o comportamento dos tempos de duração das atividades de um projeto quando suas verdadeiras distribuições de probabilidades são desconhecidas. Tempo Pr ob ab ili da de Médiama b PERT m é a moda da distribuição beta. Ou seja, é o valor com a maior probabilidade de ocorrência. Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 8 PERT • A utilização das três estimativas de tempo (m, a e b), depende do atendimento de dois outros pressupostos: i) assume-se que as três estimativas podem ser estimadas com precisão; ii) assume-se que o desvio-padrão, σ, da duração da atividade é 1/6 da amplitude b – a. Assim, a probabilidade do tempo real de duração da atividade está localizado entre a e b, é alta. • Mesmo com esses pressupostos, o cálculo da média e da variância da distribuição de probabilidade de cada atividade é bastante complexo. Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 9 PERT • A duração média esperada (te) e a variância σ2 de cada atividade são determinadas por: 6 4 bmate ++ = 2 2 6 −= abσ A variância cresce com o aumento da diferença entre a e b. A variância cresce com o aumento da diferença entre a e b. Ou seja, quanto menos certa estiver uma pessoa sobre os Ou seja, quanto menos certa estiver uma pessoa sobre os tempos para uma atividade, maior será a variância.tempos para uma atividade, maior será a variância. O tempo mais provável tem um O tempo mais provável tem um peso 4 vezes maior do que os peso 4 vezes maior do que os tempos otimistas e pessimistas.tempos otimistas e pessimistas. (tempo esperado da atividade) (variância da atividade) Média (Média (µµ) da ) da distribuição beta.distribuição beta. Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 10 PERT • Suponha que para o caso da construção do hospital, tenha-se chegado às seguintes estimativas de tempo para a atividade B: a = 7 semanas; m = 8 semanas; b = 15 semanas Qual o tempo esperado para conclusão da atividade e sua variância? Atividade B Otimista Provável Pessimista (a) (m) (b) 7 8 15 A F I C G D E HB J K te = = 9 semanas 7 + 4(8) + 15 6 σ2 = = 1,78( )15 - 76 2 PERT Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 12 PERT Atividade a m b te σ2 A 11 12 13 B 7 8 15 9 1,78 C 5 10 15 D 8 9 16 E 14 25 30 F 6 9 18 G 25 36 41 H 35 40 45 I 10 13 28 J 1 2 15 K 5 6 7 Calcular o tempo esperado e a variância para cada atividade. Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 13 Atividade a m b te σ2 A 11 12 13 12 0,11 B 7 8 15 9 1,78 C 5 10 15 10 2,78 D 8 9 16 10 1,78 E 14 25 30 24 7,11 F 6 9 18 10 4,00 G 25 36 41 35 7,11 H 35 40 45 40 2,78 I 10 13 28 15 9,00 J 1 2 15 4 5,44 K 5 6 7 6 0,11 PERT Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 14 PERT • A partir da tabela anterior, observa-se que a atividade que apresenta duração com maior grau de incerteza é a atividade I (σ2 = 9,00), seguida das atividade E e G (σ2 = 7,11); • Essas atividades devem ser foco de atenção para que se possa identificar as fontes de incerteza; • Ações devem, então, serem tomadas para reduzir a variância nas respectivas estimativas de tempo. Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 15 PERT • Com os valores da tabela anterior pode-se, por exemplo, construir o pior cenário, ou seja, determinar o caminho crítico utilizando as durações pessimistas. Caminho A - F - K 13 + 18 + 7 = 38 A - I - K 13 + 28 + 7 = 48 A - C - G - J -K 13 + 15 + 41 + 15 + 7 = 91 B - D - H - J - K 15 + 16 + 45 + 15 + 7 = 98 B - E - J - K 15 + 30 + 15 + 7 = 67 Tempo previsto (semanas) Qual a probabilidade que este cenário ocorra?Qual a probabilidade que este cenário ocorra? Prof. Antônio S. G. Falcão 16 PERT • Para obter a distribuição de probabilidade do tempo de conclusão do projeto, faz-se necessário conhecer o tempo médio esperado (TE) de conclusão do caminho crítico, bem como sua variância; TTEE = = Σ Σ(Tempos esperados das atividades do caminho)(Tempos esperados das atividades do caminho) • Considerando o Teorema do Limite Central: “a soma de “a soma de nn valores individuais tende a valores individuais tende a seguir o modelo Normal de distribuição de probabilidade, seguir o modelo Normal de distribuição de probabilidade, independentemente da distribuição dos independentemente da distribuição dos nn valores individuais”valores individuais” • Assume-se que a forma da distribuição de probabilidades da duração do projeto (caminho crítico) é uma distribuição Normal e: TTEE = média da distribuição normal= média da distribuição normal Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 17 PERT • Para o cálculo da variância do caminho crítico, assume-se que: 1. Os tempos de duração das atividades que compõem o caminho são variáveis aleatórias independentes, e; 2. São identicamente distribuídas. • O pressuposto 1 considera que o tempo de duração de uma atividade não depende do tempo de nenhuma outra; • O pressuposto 2 considera que os tempos de duração de cada atividade seguem a mesma função de probabilidade. Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 18 PERT • A partir dos pressupostos anteriores, a variância do caminho crítico pode ser obtida de forma similar ao cálculo do tempo esperado de conclusão: σσ22 = = Σ Σ(Variâncias das atividades do caminho)(Variânciasdas atividades do caminho) • Esse processo pode ser generalizado para os demais caminhos; • A média e a variância da distribuição de probabilidade de um determinado caminho dentro da rede podem ser estimadas somando- se os tempos esperados e as variâncias das atividades ao longo do mesmo. Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 19 PERT ∑= eE tT ∑= 22 σσ Para determinar a probabilidade de um projeto exceder um tempo Tx, utiliza-se a distribuição normal padronizada: 2σ Ex TTz −= σ µµ = 0= 0 σσ22 = 1= 1 Tempo esperado de Tempo esperado de conclusão de um conclusão de um caminho dentro da rede.caminho dentro da rede. Somatório dos tempos Somatório dos tempos esperado de conclusão de esperado de conclusão de cada atividade no cada atividade no caminho considerado.caminho considerado. Variância do caminho.Variância do caminho. Variância das Variância das atividades no caminho.atividades no caminho. Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 20 PERT ( ) ( ) ( )zZPzZPTTP x >−=≤=≤ 1 A probabilidade de um projeto ser concluído até o tempo desejado Tx, é: Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 21 PERT Duração do Projeto (semanas) TE Tx Probabilidade de T ≤ Tx Duração esperada do caminho crítico Distribuição Normal: Média = TE; σ2 = Σσ2 Probabilidade de T >Tx 0 z Probabilidade de Z ≤ z Distribuição Normal padronizada: Média = 0; σ2 = 1 Probabilidade de Z >z ( ) ( ) ( )zZPzZPTTP x >−=≤=≤ 1 Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 22 Observações • P (T ≤ Tx) é uma aproximação da verdadeira probabilidade do projeto atender ao prazo estipulado; • Como se está trabalhando com valores médios, P (T ≤ Tx) geralmente é maior do que a real probabilidade; • Sendo assim, deve-se considerar P (T ≤ Tx) como um valor de referência que pode estar superestimando a probabilidade do projeto atender aos prazos. Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 23 PERT Calcular a probabilidade do hospital entrar em funcionamento em 72 semanas utilizando: a) o caminho crítico, e; b) o caminho A-C-G-J-K. Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 24 PERT a) Caminho crítico B-D-H-J-K TE = 69 semanas σ2 = 11,89 87,0 45,3 3 89,11 6972 == − =z Da tabela de estatísticas σσ22 = 1,78 + 1,78 + 2,78 + 5,44 + 0,11 = 11,89= 1,78 + 1,78 + 2,78 + 5,44 + 0,11 = 11,89 Tx ΤΤΕΕ = 9 + 10 + 40 + 4 + 6 = 69= 9 + 10 + 40 + 4 + 6 = 69 Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 25 PERT A partir da tabela da distribuição normal padronizada: A probabilidade do caminho crítico durar no máximo 72 semanas é de aproximadamente 0,81. Ou seja, existe 19% de probabilidade do projeto levar mais que 72 semanas para ser finalizado. P(P(TT>72>72) = ) = P(P(Z>Z>00,87) = 1 ,87) = 1 –– P(Z P(Z ≤≤0,87) = 1 0,87) = 1 –– 0,81 =0,81 = 0,190,19 P(TP(T≤≤72) = 72) = P(ZP(Z≤≤0,87) 0,87) ≈≈ 0,810,81 Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 26 PERT A partir da tabela da distribuição normal padronizada: A probabilidade do caminho crítico durar no máximo 72 semanas é de aproximadamente 0,81. Ou seja, existe 19% de probabilidade do projeto levar mais que 72 semanas para ser finalizado. P(P(TT>72>72) = ) = P(P(Z>Z>00,87) = 1 ,87) = 1 –– P(Z P(Z ≤≤0,87) = 1 0,87) = 1 –– 0,81 =0,81 = 0,190,19 P(TP(T≤≤72) = 72) = P(ZP(Z≤≤0,87) 0,87) ≈≈ 0,810,81 Duração do Projeto (semanas) 69 72 Probabilidade de cumprir o prazo (Tx) é de 0,8078 Duração esperada do caminho crítico Distribuição Normal: Média = 69 semanas; σ = 3,45 semanas Probabilidade de exceder as 72 semanas é de 0,1922 Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 27 Observações • O gerente do projeto deve ficar atento ao caminho crítico pois, em função da variabilidade dos tempos de duração das atividades que compõem o caminho, existe uma probabilidade de 19% de atraso; • Atenção maior deve ser dispensada à atividade J que apresenta o maior grau de incerteza (σ2 = 5,44). Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 28 PERT b) Caminho A-C-G-J-K TE = 67 semanas σ2 = 15,55 27,1 94,3 5 55,15 6772 == − =z Da tabela de estatísticas Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 29 PERT A partir da tabela da distribuição normal padronizada: A probabilidade do caminho A-C-G-J-K durar no máximo 72 semanas é de aproximadamente 0,90. Ou seja, existe 10% de probabilidade desse caminho atrasar o projeto. Atenção especial deve ser dada às atividades G (σ2 = 7,11) e J (σ2 = 5,44), devido à incerteza inerente às mesmas. Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 30 EXERCÍCIO Calcular a probabilidade do hospital entrar em funcionamento em 70 semanas em todos os caminhos. Caminho Σσ2 z P(T<70) P(T>70) A - F - K 12 + 10 + 6 = 28 4,22 20,45 ≈ 100% 0 A - I - K 12 + 15 + 6 = 33 9,22 12,19 ≈ 100% 0 A - C - G - J -K 12 + 10 + 35 + 4 + 6 = 67 15,55 0,76 0,7764 0,2236 B - D - H - J - K 9 + 10 + 40 + 4 + 6 = 69 11,89 0,29 0,6141 0,3859 B - E - J - K 9 + 24 + 4 + 6 = 43 14,44 7,11 ≈ 100% 0 Tempo esperado (Σte) Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 31 Observações sobre o PERT • Um problema com a utilização do PERT diz respeito à identificação do caminho crítico como sendo o caminho mais longo do projeto; • Na realidade, atividades que não pertencem ao caminho crítico podem oferecer maiores riscos de atrasar o projeto do que aquelas no caminho crítico; • Considere a rede de atividades apresentada na seqüência. Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 32 Observações sobre o PERT C A B D a=2 m=4 b=6 t =4 v=0.444 a=8 m=9 b=10 t =9 v=0.111 a=3 m=5 b=7 t =5 v=0.444 a=2 m=8 b=14 t =8 v=4.0 Caminho: Tempo esperado: Variância: A - B - D A - C - D 4 + 9 + 5 = 18 4 + 8 + 5 = 17 1.000 4.889 Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 33 Observações sobre o PERT Distribuições dos Tempos de Conclusão 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Tempo de conclusão do caminho D en si da de d e Pr ob ab ili da de Caminho crítico A-B-D Caminho "não-crítico" A-C-D Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 34 Observações sobre o PERT • Observando-se a distribuição de probabilidade do caminho crítico, verifica-se que, praticamente, não existe chance do projeto terminar em mais de 21 períodos de tempo: TE = 18 unidades de tempo σ2 = 1,00 00,3 00,1 3 00,1 1821 == − =z P(P(TT>21>21) = ) = P(P(Z>Z>33,00) = 1 ,00) = 1 –– P(Z P(Z ≤≤3,00) = 1 3,00) = 1 –– 1 =1 = 00 P(TP(T≤≤21) = 21) = P(ZP(Z≤≤3,00) 3,00) ≈≈ 11 Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 35 Observações sobre o PERT • Conclui-se, de acordo com os conceitos do PERT, que o projeto pode com quase toda certeza ser finalizado dentro do prazo estipulado (21 períodos de tempo); • Contudo, a distribuição de probabilidades dos tempos do caminho não-crítico A-C-D indica uma probabilidade maior do que a do caminho crítico de durar mais de 21 períodos de tempo para ser concluído: TE = 17 unidades de tempo σ2 = 4,889 81,1 21,2 4 889,4 1721 ≅= − =z Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 36 Observações sobre o PERT • Conclui-se, de acordo com os conceitos do PERT, que o projeto pode com quase toda certeza ser finalizado dentro do prazo estipulado (21 períodos de tempo); • Contudo, a distribuição de probabilidades dos tempos do caminho não-crítico A-C-D indica uma probabilidade maior do que a do caminho crítico de durar mais de 21 períodos de tempo para ser concluído: TE = 17 unidades de tempo σ2 = 4,889 81,1 21,2 4 889,4 1721 ≅= − =z P(P(TT>21>21) = ) = P(P(Z>Z>11,81) = 1 ,81) = 1 –– P(Z P(Z ≤≤1,81) = 1 1,81) = 1 –– 0,96 = 4%0,96 = 4% P(TP(T≤≤21) = 21) = P(ZP(Z≤≤1,81) 1,81) ≈≈ 0,960,96 Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 37 Observações sobre o PERT • Desta forma, pode-se questionar: qual dos dois caminhos é realmente o crítico? • É aquele com o tempo de conclusão esperado mais longo ou aquele com a menor probabilidade de ser finalizado noprazo? • Ainda pode-se perguntar: qual atividade no projeto analisado é mais crítica – B ou C? Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 38 Observações sobre o PERT • Pelo exposto, constata-se que atividades que não pertencem ao caminho crítico podem, de fato, serem mais críticas para o tempo de conclusão de um projeto do que atividades identificadas como críticas; • De fato, todas as atividades de um projeto apresentam alguma probabilidade de tornarem-se críticas; • O gerenciamento eficaz de um projeto deve focar nas atividades que apresentam a maior probabilidade de serem críticas, independentemente de pertencerem ao caminho crítico. Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 39 Observações sobre o PERT • Para avaliar o impacto da variabilidade nos tempos das atividades no caminho crítico e no tempo de conclusão de um projeto, pode-se utilizar a técnica da simulação; • Na simulação são gerados tempos aleatórios de distribuições de probabilidade apropriadas para cada atividade; • Para o conjunto de tempos aleatórios de duração das atividades, determina-se o caminho crítico e o tempo necessário para finalizar o projeto. Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 40 Observações sobre o PERT • Repetindo-se o processo várias vezes, pode-se determinar a freqüência com que as atividades do projeto pertencem ao caminho crítico; • Aquelas atividades que estiveram no caminho crítico com maior freqüência devem, então, ser foco de maior atenção; • Pode-se também analisar a distribuição de probabilidade dos tempos de conclusão resultante para estimar com maior precisão a probabilidade de completar o projeto em um determinado prazo. Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 41 Observações sobre o PERT • Apesar da deficiência teórica na determinação do verdadeiro caminho crítico de um projeto em uma rede PERT, que assume como caminho crítico o caminho com a soma dos tempos médios das atividades mais longa, a sua utilização não é invalidada; • Felizmente, quando o pressuposto do caminho crítico médio não é atendido, o verdadeiro caminho crítico, usualmente, não apresenta tempo de conclusão muito superior ao caminho médio (conforme exemplo anterior). Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 42 Observações sobre o PERT • Contudo, para aqueles que dependem do cálculo da probabilidade de conclusão de um projeto em um determinado prazo, utilizar o procedimento PERT pode levar a uma tomada de decisão errada; • Uma opção é usar a simulação para melhor estimar essa probabilidade; • Esse parece ser o método prático mais comumente utilizado para suplantar essa deficiência do PERT. Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 43 Exercício de aplicação 1 • Considerando as seguintes informações a respeito do projeto da empreiteira, qual a probabilidade do projeto terminar em 47 semanas? Atividade a m b A 1 2 3 B 2 3,5 8 C 6 9 18 D 4 5,5 10 E 1 4,5 5 F 4 4 10 G 5 6,5 11 H 5 8 17 I 3 7,5 9 J 3 9 9 K 4 4 4 L 1 5,5 7 M 1 2 3 N 5 5,5 9 O 0,5 1 1,5 Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 44 Exercício de aplicação 1 Atividade a m b te σ2 A 1 2 3 2 0,11 B 2 3,5 8 4 1,00 C 6 9 18 10 4,00 D 4 5,5 10 6 1,00 E 1 4,5 5 4 0,44 F 4 4 10 5 1,00 G 5 6,5 11 7 1,00 H 5 8 17 9 4,00 I 3 7,5 9 7 1,00 J 3 9 9 8 1,00 K 4 4 4 4 0,00 L 1 5,5 7 5 1,00 M 1 2 3 2 0,11 N 5 5,5 9 6 0,44 O 0,5 1 1,5 1 0,03 Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 45 Caminho Σσ2 A - B - C - I - J - K - N - O 2 + 4 + 10 + 7 + 8 + 4 + 6 + 1 = 42 7,58 A - B - C - I - J - L - N - O 2 + 4 + 10 + 7 + 8 + 5 + 6 + 1 = 43 8,58 A - B - C - E - F - J - K - N - O 2 + 4 + 10 + 4 + 5 + 8 + 4 + 6 + 1 = 44 8,03 A - B - C - E - F - J - L - N - O 2 + 4 + 10 + 4 + 5 + 8 + 5 + 6 + 1 = 45 9,03 A - B - C - E - H - M - O 2 + 4 + 10 + 4 + 9 + 2 + 1 = 32 9,69 A - B - C - D - G - H - M - O 2 + 4 + 10 + 6 + 7 + 9 + 2 + 1 = 41 11,67 Tempo esperado (semanas) Exercício de aplicação 1 • Caminho A-B-C-E-F-J-L-N-O: TE = 45 semanas; σ2 = 9,03 Tx = 47 semanas 67,0 03,9 4547 = − =z P(T ≤ 47) = P(Z ≤ 0,67) ≈ 0,7486 Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 46 Exercício de aplicação 1 Assim: A probabilidade do caminho A-B-C-E-F-J-L-N-O durar no máximo 47 semanas é de aproximadamente 0,75. Ou seja, existe 25% de probabilidade desse caminho atrasar o projeto. Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 47 Exercício de aplicação 2 • Considerando as seguintes informações a respeito de um projeto, qual a probabilidade do mesmo finalizar em 50 semanas? Qual a probabilidade de todos os caminhos terminarem no prazo especificado? Atividade Predecessora(s) a m b A - 2 3 5 B A 3 4 6 C B 2 3 7 D B 8 10 14 E D 6 8 10 F D 3 4 5 G D 4 6 8 H C, E, F, G 7 8 10 I H 4 5 7 J H 3 5 9 K I 3 4 6 L J 1 2 4 M K, L 3 4 6 Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 48 H 8 L 2 K 4 E 8 G 6 F 4 C 3 B 4 Exercício de aplicação 2 A 3 D 10 I 5 J 5 M 4 Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 49 Exercício de aplicação 2 Atividade te σ2 A 3,17 0,25 B 4,17 0,25 C 3,50 0,69 D 10,33 1,00 E 8,00 0,44 F 4,00 0,11 G 6,00 0,44 H 8,17 0,25 I 5,17 0,25 J 5,33 1,00 K 4,17 0,25 L 2,17 0,25 M 4,17 0,25 Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 50 Exercício de aplicação 2 Caminho Te Σσ2 z P(T<50) P(T>50) A - B - C - H - I - K - M 32,50 2,19 11,83 ≈ 100% 0,00% A - B - C - H - J - L - M 30,67 2,94 11,27 ≈ 100% 0,00% A - B - D - E - H - I - K - M 47,33 2,94 1,55 93,94% 6,06% A - B - D - E - H - J - L - M 45,50 3,69 2,34 99,04% 0,96% A - B - D - F - H - I - K - M 43,33 2,61 4,13 ≈ 100% 0,00% A - B - D - F - H - J - L - M 41,50 3,36 4,64 ≈ 100% 0,00% A - B - D - G - H - I - K - M 45,33 2,94 2,72 99,67% 0,33% A - B - D - G - H - J - L - M 43,50 3,69 3,38 99,96% 0,04% Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 51 Diagrama de rede do projeto do hospital K 6 J 4 G 35C 10 E 24 D 10 A 12 B 9 F 10 H 40 I 15 Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 52 Considerações de Custo na Rede • Manter os custos do projeto em níveis aceitáveis é tão importante quanto completá-lo no tempo planejado; • A realidade do gerenciamento de projetos é que sempre existirá o trade-off custo-tempo; • Por exemplo, um projeto pode ser finalizado antes do planejado através da contratação de mais pessoal ou através de horas extras menos tempo e maiores custos. Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 53 Considerações de Custo na Rede • Os custos totais do projeto são a soma dos custos diretos, indiretos e penalidades por atraso; • custos diretos → mão-de-obra, materiais e demais custos diretamente relacionados com as atividades de projeto; • custos indiretos → administração, depreciação, despesas financeiras e outros custos variáveis. Quanto menor a duração do projeto, menores serão os custos indirQuanto menor a duração do projeto, menores serão os custos indiretos.etos. Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 54 Considerações de Custo na Rede • Penalidades → são custos gerados pelo atraso na conclusão do projeto; Por outro lado, se o projeto Por outro lado, se o projeto acabar antes da data prevista, acabar antes da data prevista, pode existir um bônus pelo seu pode existir um bônus pelo seu adiantamento.adiantamento. • Cabe ao gerente do projeto decidir acelerar (crash) algumas atividades para reduzir o tempo total do projeto, bem como seus custos associados. Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 55 Considerações de Custo na Rede • Para avaliar se a aceleração de atividades é benéfica (em relação a tempo ou custos), faz-se necessário conhecer os seguintes tempos e custos: Tempo normal (TN) → tempo para completar a atividade em condições normais TN = te Custo normal (CN) → é o custo da atividade associado ao TN Tempo acelerado (TA) → é o menor tempo possível para completar a atividade Custo acelerado (CA)→ é o custo associado ao TA. Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 56 Considerações de Custo na Rede Normal (N) Acelerada (A) Tempo Normal Tempo Acelerada Custo Normal Custo Acelerada Duração da atividade Custo da atividade Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 57 Considerações de Custo na Rede • Assume-se que acelerar parcialmente uma atividade em um tempo qualquer, resultará em uma combinação de tempo e custo que estará localizada em algum ponto entre os pontos N e A; • Assim, se uma atividade for acelerada em um tempo que seria metade do tempo total que ela poderia ser acelerada, esse ponto estaria localizado na metade do segmento de reta entre o ponto N e o ponto A; • Essa aproximação simplificada reduz a coleta de dados à estimação de duas situações: condição normal e condição totalmente acelerada. Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 58 Considerações de Custo na Rede • Considere que para a atividade C, no caso do hospital: TNC = teC = 10 (semanas); CN = $ 4.000 • Acelerando a atividade C: TA = 5 (semanas); CA = $ 7.000 Redução de 5 semanasRedução de 5 semanas Aumento de $3.000Aumento de $3.000 Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 59 Considerações de Custo na Rede • Acelerar a atividade C custa: $ 3.000/5 = $ 600/semana • Desta forma, se a atividade C fosse acelerada em 2 semanas (redução de 10 p/ 8 semanas): CA = $ 4.000 + 2.($ 600) = $ 5.200 Pressuposto da Pressuposto da linearidade dos custos linearidade dos custos marginaismarginais Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 60 Considerações de Custo na Rede • Para qualquer atividade, o custo de acelerar uma atividade na unidade de tempo considerada: • Retomando o exemplo de reduzir a atividade C de 10 para 5 semanas, tem-se: TA-TN CN-CA empoacelerar/t para Custo = semana/600$ 5 3000 5-10 4000-7000 emacelerar/s para Custo === Redução de tempo desejada para a atividadeRedução de tempo desejada para a atividade Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 61 Considerações de Custo na Rede Tmax CA Atividade TN CN ($) TA CA ($) redução (por semana ) A 12 12.000 11 13.000 B 9 50.000 7 64.000 C 10 4.000 5 7.000 D 10 16.000 8 20.000 E 24 120.000 14 200.000 F 10 10.000 6 16.000 G 35 500.000 25 530.000 H 40 1.200.000 35 1.260.000 I 15 40.000 10 52.500 J 4 10.000 1 13.000 K 6 30.000 5 34.000 Total 1.992.000 2.209.500 Calcular os custos para acelerar cada atividade do projeto do hospital, conforme tabela abaixo: ttee aa Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 62 Considerações de Custo na Rede Tmax CA Atividade TN CN ($) TA CA ($) redução (por semana ) A 12 12.000 11 13.000 1 1.000 B 9 50.000 7 64.000 2 7.000 C 10 4.000 5 7.000 5 600 D 10 16.000 8 20.000 2 2.000 E 24 120.000 14 200.000 10 8.000 F 10 10.000 6 16.000 4 1.500 G 35 500.000 25 530.000 10 3.000 H 40 1.200.000 35 1.260.000 5 12.000 I 15 40.000 10 52.500 5 2.500 J 4 10.000 1 13.000 3 1.000 K 6 30.000 5 34.000 1 4.000 Total 1.992.000 2.209.500 Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 63 Considerações de Custo na Rede • O objetivo da análise de custo é determinar o tempo de conclusão do projeto que minimiza os custos totais; • Suponha que para o projeto do hospital, os custos indiretos sejam de $ 8.000/semana; • Suponha, também, que se o projeto durar mais de 65 semanas, existe uma multa de $ 20.000/semana; • Como o caminho crítico do projeto é de 69 semanas, o hospital está sujeito à incidência de altos custos, por durar mais de 65 semanas. Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 64 Considerações de Custo na Rede • Para cada semana de redução do projeto, até 65 semanas, o hospital economiza: 1 semana de multa + custos indiretos/semana $ 20.000 + $ 8.000 = $ 28.000/semana • Assim, reduzindo o projeto em 4 semanas, haveria uma economia de $ 28.000 × 4 = $ 112.000 • Para cada semana de redução, abaixo das 65 semanas de prazo, o hospital economiza $ 8.000/semana (custos ind.). Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 65 Considerações de Custo na Rede • O processo para determinar o plano que gere o menor custo consiste dos seguintes passos: Passo 1: determine o(s) caminho(s) crítico(s) do projeto; Passo 2: encontre a atividade ou atividades no caminho crítico com o menor custo para acelerar; Passo 3: reduza o tempo para essa atividade até a) que não possa mais ser reduzido; b) outro caminho torne-se crítico, ou; c) o aumento nos custos diretos exceda a economia de reduzir o projeto. Se mais de um caminho for crítico, o tempo para uma atividade de cada caminho deve ser reduzida. Passo 4: repita esse procedimento até que o aumento nos custos seja superior à economia gerada pela aceleração do projeto. Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 66 Considerações de Custo na Rede • Determinar o plano de custo mínimo para o projeto do hospital: O tempo de conclusão projetado é de 69 semanas; custos diretos = $ 1.992.000 custos indiretos = 69 × $ 8.000 = $ 552.000 multa = (69 – 65) × $ 20.000 = $ 80.000 Custo total = $ 2.624.000Período além Período além do exigidodo exigido Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 67 Considerações de Custo na Rede • Os cinco caminhos na rede têm os seguintes tempos normais: Caminho A - F - K 12 + 10 + 6 = 28 A - I - K 12 + 15 + 6 = 33 A - C - G - J -K 12 + 10 + 35 + 4 + 6 = 67 B - D - H - J - K 9 + 10 + 40 + 4 + 6 = 69 B - E - J - K 9 + 24 + 4 + 6 = 43 Tempo previsto (semanas) Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 68 K 6 J 4 G 35C 10 E 24 D 10 Caminho Crítico A 12 B 9 F 10 H 40 I 15 Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 69 Considerações de Custo na Rede • Observe que se todas as atividades no caminho A-C-G-J- K forem aceleradas, sua duração seria de 47 semanas; • Acelerar as atividades do caminho B-D-H-J-K, reduz o caminho para 56 semanas; • Os tempos normais para os demais caminhos são sempre menores que os tempos mínimos dos outros dois caminhos; • Portanto, pode-se desconsiderar esses dois caminhos pois nunca serão críticos, independentemente das reduções de tempo que se possa dar às suas atividades. Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 70 Considerações de Custo na Rede • Estágio 1: Passo 1: caminho crítico B-D-H-J-K; Passo 2: a atividade com menor custo de aceleração por semana é a J, a um custo de $ 1.000/semana (< custos indiretos = $ 28.000/semana) Passo 3: pode-se acelerar a atividade J o máximo possível (3 semanas) pois o caminho crítico mantém-se inalterado. Os novos tempos esperados para os caminhos considerados são: A-C-G-J-K = 64 semanas; B-D-H-J-K = 66 semanas Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 71 K 6 J 1 G 35C 10 E 24 D 10 Caminho Crítico A 12 B 9 F 10 H 40 I 15 Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 72 Considerações de Custo na Rede A economia devido a redução de tempo da atividade J é de: 3 × $ 28.000 – 3 × $ 1.000 = $ 81.000 Os custos totais do projeto passam a ser de: $ 2.624.000 - $ 81.000 = $ 2.543.000 Custo semanal do Custo semanal do projeto além do prazo projeto além do prazo de 65 semanas.de 65 semanas. Custo da aceleração por Custo da aceleração por semana do projeto.semana do projeto. 73 Considerações de Custo na Rede • Estágio 2: Passo 1: caminho crítico ainda é B-D-H-J-K; Passo 2: a atividade com menor custo de aceleração por semana agora é a D, a um custo de $ 2.000/semana Passo 3: acelerar a atividade D em 2 semanas. A redução na primeira semana implica em um economia de $ 28.000, pois elimina uma semana de multa + custos indiretos. A próxima semana de redução de tempo para a atividade D, gera uma economia de apenas $ 8.000 (custos indiretos) pois não há mais multa para um prazo igual ou inferior a 65 semanas. Os novos tempos esperados para os caminhos considerados são: A-C-G-J-K = 64 semanas; B-D-H-J-K = 64 semanas Esse caminho nãoé afetado pela aceleração da atividade DEsse caminho não é afetado pela aceleração da atividade D Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 74 K 6 J 1 G 35C 10 E 24 D 8 Caminho Crítico A 12 B 9 F 10 H 40 I 15 Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 75 Considerações de Custo na Rede A economia devido a redução de tempo da atividade D é de: $ 28.000 + $ 8.000 – 2 × $ 2.000 = $ 32.000 Os custos totais do projeto passam a ser de: $ 2.543.000 - $ 32.000 = $ 2.511.000 Custo semanal para 1 Custo semanal para 1 semana além do prazo semana além do prazo de 65 semanas.de 65 semanas. Custo da aceleração por Custo da aceleração por semana do projeto.semana do projeto.Custo semanal para 1 semana Custo semanal para 1 semana dentro do prazo de 65 semanas.dentro do prazo de 65 semanas. Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 76 Considerações de Custo na Rede • Estágio 3: Passo 1: caminhos críticos são B-D-H-J-K e A-C-G-J-K. Ambos precisam ser acelerados para obter alguma economia, pois se apenas um deles for reduzido a duração do projeto mantém-se inalterada; Passo 2: pode-se acelerar os seguintes conjuntos de atividades – (A,B), (A, H), (C, B), (C, H), (G, B), (G, H), ou a atividade K que pertence aos 2 caminhos. Considera-se apenas aquelas atividades às quais os custos de aceleração são inferiores à economia potencial de $ 8.000. Ou seja, CA<$ 8.000/semana. As únicas alternativas viáveis são: (C, B) com CA = $ 7.600/semana e K com CA = $ 4.000/semana. Opta-se pela atividade K. Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 77 Considerações de Custo na Rede • Estágio 3 (continuação): Passo 3: reduz-se a atividade K em 1 semana (maior tempo possível). Os novos tempos esperados para os caminhos considerados são: A-C-G-J-K = 63 semanas; B-D-H-J-K = 63 semanas Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 78 K 5 J 1 G 35C 10 E 24 D 8 Caminho Crítico A 12 B 9 F 10 H 40 I 15 Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 79 Considerações de Custo na Rede A economia devido a redução de tempo da atividade K é de: $ 8.000 – $ 4.000 = $ 4.000 Os custos totais do projeto passam a ser de: $ 2.511.000 - $ 4.000 = $ 2.507.000 Custo da aceleração por Custo da aceleração por semana do projeto.semana do projeto.Custo semanal para 1 semana Custo semanal para 1 semana dentro do prazo de 65 semanas.dentro do prazo de 65 semanas. Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 80 Considerações de Custo na Rede • Estágio 4: Passo 1: caminhos críticos ainda são B-D-H-J-K e A-C-G-J-K; Passo 2: a única alternativa viável nesse estágio é acelerar as atividades B e C a um custo CA = $ 7.600/semana < $ 8.000 (custos indiretos) Passo 3: acelerar as atividades B e C em 2 semanas (limite para atividade B). Os novos tempos esperados para os caminhos considerados são: A-C-G-J-K = 61 semanas; B-D-H-J-K = 61 semanas Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 81 K 6 J 1 G 35C 8 E 24 D 8 Caminho Crítico A 12 B 7 F 10 H 40 I 15 Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 82 Considerações de Custo na Rede A economia devido a redução de tempo da atividade D é de: 2 × $ 8.000 – 2 × $ 7.600 = $ 800 Os custos totais do projeto passam a ser de: $ 2.507.000 - $ 800 = $ 2.506.200 Custo da aceleração por Custo da aceleração por semana do projeto.semana do projeto.Custo semanal para 1 semana Custo semanal para 1 semana dentro do prazo de 65 semanas.dentro do prazo de 65 semanas. Este é o estágio final !Este é o estágio final ! Qualquer outra combinação de atividades Qualquer outra combinação de atividades para aceleração para aceleração ⇒⇒ CA > Custos indiretos.CA > Custos indiretos. Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 83 Considerações de Custo na Rede Resultados: O tempo mínimo para conclusão do projeto é de 61 semanas a um custo de $ 2.506.200 Atividades aceleradas: B, D, J, K e C Esse plano custa $ 117.800 menos do que o plano original (tempo normal). Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 84 Exercício de aplicação 3 • Informações sobre um projeto são dadas na tabela seguinte. Os custos indiretos do projeto somam $250 por dia. Existe uma multa de $100 por dia de atraso além do prazo de 14 dias. • Pergunta-se: i) qual a duração do projeto considerando apenas os tempos normais? ii) qual o plano de custo mínimo? iii) qual o caminho crítico para esse plano? Atividade Predecessoras TN (dias) CN ($) TA (dias) CA ($) A - 5 1000 4 1200 B - 5 800 3 2000 C A, B 2 600 1 900 D B 3 1500 2 2000 E C, D 5 900 3 1200 F E 2 1300 1 1400 G E 3 900 3 900 H G 5 500 3 900 Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 85 Exercício de aplicação 3 E 5 D 3 A 5 B 5 C 2 F 2 G 3 H 5 Caminho TE A - C - E - F 14 A - C - E - G - H 20 B - C - E - F 14 B - C - E - G - H 20 B - D - E - F 15 B - D - E - G - H 21 A duração do projeto A duração do projeto considerando os tempos considerando os tempos normais é de 21 dias.normais é de 21 dias. Prof. Antônio S. G. Falcão Pesquisa Operacional II 86 Exercício de aplicação 3 Tmax CA Atividade TN CN ($) TA CA ($) redução (por semana ) A 5 1.000 4 1.200 1 200 B 5 800 3 2.000 2 600 C 2 600 1 900 1 300 D 3 1.500 2 2.000 1 500 E 5 900 3 1.200 2 150 F 2 1.300 1 1.400 1 100 G 3 900 3 900 0 - H 5 500 3 900 2 200 Total 7.500 10.500 A duração mínima do projeto é de 17 dias a um custo de $12.750, A duração mínima do projeto é de 17 dias a um custo de $12.750, o que gera uma economia de $700 em relação ao plano original.o que gera uma economia de $700 em relação ao plano original. Para tanto devePara tanto deve--se acelerar as atividades E e H em 2 dias.se acelerar as atividades E e H em 2 dias.