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Apuntes de Planificación de Proyectos Ingeniero Miguel Mellado Espinoza

4.1

PROGRAMACION RITMICA

Los Métodos de programación de paso crítico, fueron diseñados para planificar la ejecución de proyectos de carácter no repetitivos, sin embargo, en la construcción y en especial en el área de edificación en extensión, la unidad constructiva o vivienda se tipo de un conjunto habitacional se repite. Esto implica que la malla CPM del proyecto, estará compuesta de tantas mallas CPM de la unidad constructiva como número de viviendas conforme el conjunto habitacional.

A

B

D

C

E

A

F

B

D

C

E

A

F

B

D

C

E

F

Tal como se puede apreciar en la figura anterior, surgen nuevas relaciones (marcada en azul) entre iguales actividades que se llevan a cabo en elementos constructivos diferentes. Estas nuevas relaciones junto a las que se encuentran presentes en la malla CPM de cada elemento constructivo, generan una malla CPM del proyecto altamente compleja.

La programación de proyectos bajo el método Rítmico, corresponde a enfrentar el proyecto considerando esta doble dimensión: la secuencia que tienen las diferentes actividades en cada elemento y la relación existente entre el inicio o término de cada actividad en los diferentes elementos. Es el último aspecto quien da origen al nombre de programación Rítmica, ya que el ritmo de la obra es aquel tiempo que transcurre entre el término de elementos. En forma aislada, el plazo de cada elemento será siempre el mismo independientemente de cuando sea iniciado, ya que dicho tiempo es el plazo de la malla CPM de cada elemento constructivo. Inicialmente el método es muy restrictivo, ya que requiere que las actividades a realizar en la obra sean ejecutadas en forma secuencial para cada elemento (sólo considera relaciones Termino Comienzo de valor cero). Por lo cual se puede decir que la programación rítmica idealiza o simula la malla de una obra por una línea, esta línea corresponde a su trayectoria crítica. Para lograr una mejor comprensión de la metodología, se definen algunos términos de uso general:

- Elemento: Lugar físico unitario en el cual se ejecutan procesos - Actividad: Proceso o labor efectuada sobre un elemento en particular - Operación: Proceso ejecutado sobre la totalidad de los elementos

Tal como se ha definido la programación rítmica, resulta aparentemente muy restrictiva y de difícil aplicación, pero esto no es tan cierto y como será expuesto más adelante resulta ser de una gran aplicabilidad y flexibilidad. Para tener una visión más amplia, serán analizados los diferentes casos posibles, en grado creciente de complejidad, haciendo uso de ejemplos para una mayor claridad.

4.1.1

Actividades de Igual Duración

Ejemplo Nº 1 : La construcción de 6 casas requiere de efectuar en cada una de ellas 4 actividades, cuya duración es de 3 semanas en cada una.

La secuencia de actividades y sus duraciones es el primer antecedente, con esta información se procede a construir la malla. Luego se define la secuencia de ejecución de las viviendas, para finalmente realizar un gráfico de barras con las mallas de todas las casas. Este gráfico tiene por coordenadas las operaciones y el tiempo de ejecución.

Solución : i.

Malla Unitaria de la vivienda

o

ii.

A 3

o

B 3

o

C 3

o

D 3

o

Actividad Duración

Secuencia de viviendas

Las viviendas serán construidas en forma

secuencial,

es decir una vez terminada la actividad A en la casa Nº 1, se procederá con la 2ª, 3ª, 4ª, etc., vivienda y de esta forma para todas las operaciones.

iii.

Gráfico de Barras (Programación Rítmica)

Operaciones A

1

B

2

3

4

5

6

1

2

3

4

5

6

1

2

3

4

5

6

1

2

3

4

5

C

D

PU

6

PN-1 12

tiempo 27

Como se puede apreciar en el gráfico cada elemento a partir del primero es terminado una unidad de tiempo después del anterior, a este tiempo que transcurre entre la entrega de cada nuevo elemento se le denomina ritmo, que en este caso es igual a la duración de las actividades.

iv.

Cálculo de la Malla

El cálculo de la duración total de la obra, se divide en dos, el tiempo necesario para terminar el primer elemento y el tiempo requerido para terminar los restantes elementos. En este proceso de cálculo, será empleada la notación que se indica : - Pu

: Plazo para terminar la primera casa

- PN-1 : Plazo para terminar los N-1 elementos restantes - PT

: Duración Total del proyecto

-R

: Ritmo

-N

: Número total de elementos

-O

: Número total de operaciones

Con estas variables se procede a calcular la duración del proyecto. De esta forma se tiene : - Pu

= Nº de operaciones por tiempo de una actividad

- Pu

= O*R

- PN-1 = Nº de casas menos una por el tiempo que transcurre entre la entrega de un nuevo elemento

- PN-1 = (N - 1)*R - PT = Pu + PN-1

PT = R * ( O + N - 1 )

(1)

Volviendo al ejemplo planteado, al introducir la información del proyecto en (1), la duración total de él es: R =3

O=4

N=6

PT = 3 * ( 4 + 6 - 1 ) PT = 27

Supóngase que el número de elementos a construir se duplica, ¿Se duplicará la duración del proyecto?. La respuesta es, " No ", ya que la duración o plazo del primer elemento será la misma independientemente de cuántos sean. Tomando como base los anteriores antecedentes, de procede a determinar la duración con los siguientes datos: R =3

N = 12

O=4

PT = 3 * ( 4 + 12 -1 ) PT = 45 Se puede apreciar claramente que no por aumentar al doble el número de elementos ( seis a doce ), el plazo de ejecución aumente en la misma proporción ( de 27 pasa a 45 ).

4.1.2

Actividades de Duración Múltiplo del Ritmo

Al no tener todas las actividades una misma duración, no es posible aplicar directamente el procedimiento de cálculo de duración total determinado en el punto 4.1.1. . Para una mejor comprensión, se plantea el desarrollo del caso en dos fases. En la primera de ellas se aplica el mismo procedimiento anterior, simulando un comportamiento de actividades de igual duración. En la segunda fase se analizan los resultados y se corrigen los posibles errores.

Ejemplo Nº 2 : Determine la duración de un proyecto formado por 6 elementos y que tiene la siguiente malla Malla : o

A 1

o

B 2

o

C

o 1

D

o 1

Solución : En primer lugar, se define como ritmo la duración más frecuente, entre las que se encuentran presentes en la secuencia crítica. Luego, se procede a dibujar el gráfico de la programación rítmica, con la información de la malla tal como es entregada. Una vez terminado el gráfico, se efectúa un análisis de la información en él contenida. Si se detectan algunos tipos de fallas, se procede a la corrección de ellas, obteniendo una nueva fórmula para la duración del proyecto.

Programación Rítmica Inicial

Operaciones A

1

2

B

3

4

1

C

5

6

2

3

1

D

4

2

1

3

2

PU

5

6

4

3

5

4

6

5

6

PN-1 5

tiempo 15

Al analizar la programación se puede apreciar que se generan dos tipos de problemas; la existencia de tiempos ociosos, producto de las restricciones de secuencia, lo que introduce una discontinuidad en la faena, por lo cual se debe tratar de eliminar o disminuir al mínimo dichos tiempos ociosos. La segunda dificultad, corresponde al tiempo que transcurre entre términos de elementos constructivo, el grafico muestra dos unidades de tiempo, en tanto el ritmo sería de 1. La operación que genera los tiempos muertos es la "B", por lo cual se deben aumentar los recursos empleados en dicha operación, de forma de ajustarla a la velocidad de la obra, en este caso al doble. De esta forma la operación será ejecutada por dos cuadrillas en forma paralela en diferentes elementos, desfasada solamente por la restricción de secuencia impuesta por las operaciones precedentes.

Una vez efectuado el aumento de recursos, se procede a efectuar la simulación del proyecto, resultando el siguiente gráfico:

Programación Rítmica Final

Operaciones A

1

2

B1

3

4

1

B2

5

6

3

5

2

C

4

1

D

6

2

3

4

5

6

1

2

3

4

5

6

PN-1

PU 5

tiempo 10

En este momento, se está en condiciones de calcular la duración total del proyecto, ya no se aprecia la inconsistencia entre periodo de tiempo entre finalización de elementos y el ritmo de la obra, para lo cual se procederá a efectuar la determinación directamente desde el gráfico, para luego generar una fórmula pertinente. - Valores del Gráfico : Pu = 5

PN-1

=5

PT = 10

- Valores Fórmula (1) : PT = R *( O + N-1 ) PT = 9

Con R = 1 ; O = 4 ;

N=6

La diferencia entre el valor de la fórmula básica (1) y el valor real del grafo indica que esta expresión dejo de ser válida. Al analizar el gráfico de programación rítmica modificado, se ve que el número de operaciones en realidad es 5 en lugar de 4, aunque no han sido introducidas nuevas operaciones, lo que se produjo, fue un aumento en el número de grupos de trabajo o cuadrillas que ejecutan las operaciones.

Lo anterior, es un indicador de que el concepto a emplear es el número de cuadrillas (C), que resulta más adecuado que el de número de operaciones. Al incorporar este nuevo concepto en la fórmula básica resulta :

PT = R * ( C + N - 1 )

(2)

Aplicando esta nueva fórmula (2) al ejemplo Nº 2, en el cual los valores correspondientes son : C=5

N=6

R=1

Se obtiene como resultado, valores de duraciones que concuerdan con los del gráfico : PT = 1 * ( 5 + 6 - 1 ) PT = 10

4.1.3

Actividades de Duración No Múltiplo del Ritmo

Este es un caso similar al analizado en el punto anterior, al menos en una primera etapa, pero con una o más actividades, que al ser subdivididas y encuadradas dentro de un ritmo de trabajo, tendrán una duración ficticia mayor que la real, ya que para mantener un cierto ritmo se les asignará una duración múltiplo de éste, debiendo resultar siempre un número entero de cuadrillas.

Al aproximar la duración a una mayor que la real, en el caso de que la actividad tenga una duración no múltiplo del ritmo se introduce un error, el que debe ser considerado en la duración total del proyecto. Ejemplo Nº 3 : Calcular la duración total del proyecto cuya malla se adjunta, si el número de elementos es 6. Malla:

o

A

o 2

B 2

o

C 3

o

D 4

o

El primer paso, es llegar a determinar el ritmo de trabajo, el que corresponde a la duración moda, es decir la que se presenta con mayor frecuencia, en este caso es :

Duración

Frecuencia

2

2

3

1

4

1

R=2

La segunda etapa, es calcular el número de cuadrillas y la duración ficticia de cada actividad. Para lo cual se simulara la ejecución del proyecto considerando actividades cuya duración sea un múltiplo entero del ritmo. El procedimiento consiste en determinar la mínima duración que sea múltiplo del ritmo para cada actividad, determinando de paso el número de cuadrillas u operaciones que se estarán efectuando en paralelo. A este respecto, es necesario destacar que siempre debe ser considerado como entero el número de cuadrillas, ya que es imposible fraccionarlas.

Actividad

Duración

D/R

Nº C

D ficticia

A

2

1

1

2

B

2

1

1

2

C

3

1,5

2

4

D

4

2

2

4

El tercer paso, es dibujar el gráfico de la programación rítmica con las duraciones ficticias, y luego construirlo con las duraciones reales, determinando en ambos casos la duración resultante para introducir el error cometido.

Duraciones Ficticias Operaciones A

1

B

2

3

4

5

6

1

2

3

4

5

C1

1

6

3

C2

5

2

4

D1

6

1

3

D2

5

2

4

PU

6

PN-1

tiempo

12

22

Duraciones Reales Operaciones A

1

B

C1

2

3

4

5

6

1

2

3

4

5

1

C2

3

5

2

D1

4

1

D2

6

6

3

2

PU

5

4

6

PN-1 11

tiempo 21

Duración Total del Proyecto : - Con Duraciones Ficticias : - Con Duraciones Reales

PT = 22 :

PT = 21

Por tanto, tal como se podría esperar la fórmula ( 2 ) contiene un error, que debe ser determinado analíticamente. No obstante este error, es producto de considerar para las actividades duraciones distintas a las reales, este error se comete en el Plazo unitario:

PT = R * ( C + N - 1 ) - E

(3)

El error esta relacionado con la diferencia entre la duración real y ficticia para cada actividad. Si es considerado un error " ej" de la actividad " j ", el error total " E " será la suma de estos errores (considerando sólo las actividades que forman parte de la trayectoria crítica y que a la vez son críticas totales).

E = ∑ej

e j = DF i - DR i

Con lo cual al aplicar la información del proyecto se determina el error de cada actividad : Actividad

Dj

Nº C

Dfj

Ej

A

2

1

2

0

B

2

1

2

0

C

3

2

4

1

D

4

2

4

0

Al aplicar la formula ( 3 ), la duración total será : R =2

C=6

N=6

E=1

PT = 2 ( 6 + 6 - 1 ) - 1 PT = 21

4.1.4

Proyectos con Varios Frentes de Trabajo

En edificación en extensión, se da en muchas ocasiones que el proyecto (Construcción de un conjunto habitacional) es dividido en varios sub proyectos, los cuales son ejecutados en forma simultanea (en paralelo). Este fenómeno es conocido como proyectos con varios frentes de trabajo. Al tener varios frentes de trabajo, el número real de elementos que existirá en cada frente o sub proyecto será " N ÷ F " (supuesto una distribución uniforme de elementos o viviendas por frente " F ", en las situaciones que esto no ocurra se considerara la distribución real de viviendas por cada frente de trabajo). Para efectos de la duración del proyecto, este tendrá la misma duración de aquel frente de trabajo que tenga la mayor duración. Por tanto el número de elementos que inciden en el plazo del proyecto se ve reducido a N ÷ F elementos (considerado como el entero inmediatamente superior) o el número de elementos del frente más grande. La distribución de elementos que disminuye al máximo la duración del proyecto, es la uniforme entre frentes de trabajo, con lo cual la fórmula ( 3 ) queda :

PT = R * ( C +

N -1) - E F

(4)

4.1.5

Factores que Afectan a la Duración del Proyecto

Los duración de un proyecto, se ve afectada por las características de la empresa que va a ejecutar las obras y por el grado de calificación del personal a emplear en la construcción misma, incluyendo en éste a aquel que cumplirá labores directivas en el proceso constructivo. En general éstos pueden ser clasificados en :

Factores

4.1.5a

-

Aprendizaje

-

Organización

-

Dirección

Aprendizaje :

El aprendizaje, es el mayor conocimiento de una actividad o labor adquirido en el tiempo. Este mayor conocimiento se generara una mayor rapidez para ejecutar la labor y una mejora en la capacidad técnica o mayor calidad. Cada trabajador va a necesitar un cierto período de tiempo para alcanzar el rendimiento de régimen o promedio con el cual son calculadas la duraciones de las actividades. El gráfico siguiente, muestra las variaciones del rendimiento de un trabajador al ejecutar la misma labor en forma rutinaria en el tiempo. En este gráfico se han definido los siguientes aspectos: A

A

Rendimiento v/s Tiempo

A max

= Rendimiento adquirido en el tiempo

A max = Rendimiento máximo Ao

= Rendimiento básico de estudio o rendimiento promedio

To

= Tiempo para llegar a alcanzar el rendimiento promedio

a

= Variable del aprendizaje

Ao

To

Tiempo

4.1.5b

Organización :

Las características de organización de la empresa, se verán reflejadas de una u otra forma en : - El rendimiento global de las actividades - Costos del proyecto

Al hablar de organización de una empresa, no solo se trata de la Oficina Central de ella, sino que también la estructura organizacional del proyecto, los aspectos más relevantes son los siguientes : - Departamento de Estudios : Planificación del proyecto, Programas de bajo, nivel, Planos de trabajo, Optimización de uso de materiales, etc. - Depto. de Adquisiciones

: Programas de compra de materiales, Programas de arriendo, hostigamiento a proveedores, etc.

- Organización de Proyecto

: Métodos constructivos, Contratación de personal, Instalaciones para el personal (baños, comedores, etc.), Sistema de pago a los trabajadores, Planificación de solicitud de recursos (materiales, dinero, etc.), Control de avance, Control de calidad, etc.

- Dirección de Empresa

: Políticas de remuneraciones, Políticas de adquisiciones, Políticas de administración, etc.

El control adecuado de estos parámetros, permitirá un adecuado desarrollo de la ejecución del proyecto. Evitando paralizar la obra por falta de materiales, equipos, por un pago inadecuado en el tiempo y/o cantidad de las remuneraciones de los trabajadores. e = Variable del impacto de la organización de la empresa.

1.4.5c

Dirección de Proyecto :

El factor más importante para el logro de los objetivos de un proyecto es la buena dirección, en la medida que ésta sea capaz de solucionar los problemas con la diligencia necesaria, detectarlos antes de que se produzcan, guiando a sus subalternos, planteado nuevas y mejores soluciones tanto administrativas como constructivas, el proyecto no se verá afectado en su desarrollo por factores técnico - laborales. Los aspectos de mayor impacto de la dirección de proyectos son: •

La planificación y seguimiento del proyecto : participar el la planificación y programación del proyecto, analizar la información del control del proyecto y establecer medidas para el cumplimiento de la calidad, plazos y costos especificados para el proyecto

•

La preparación del trabajo: participar el la preparación de esquemas de trabajo de corto plazo, esquemas y diagramas de aprovechamiento de materiales, prever potenciales áreas de conflicto técnico y anticipar soluciones.

•

El liderazgo: motivación al personal

p = Variable de la calidad de la dirección de proyectos

1.4.5d

Impacto en la Duración del Proyecto :

Como es fácil de ver, estos tres factores no son en ningún caso fáciles de cuantificar, ya que dependen de muchas variables subjetivas. En función de la importancia que tiene la combinación de estos factores, se han estudiado por muchos otros autores un sin número de obras con diferentes condiciones de los factores antes indicados, llegando a tabular valores para distintas combinaciones. El producto de estos tres factores afecta fundamentalmente al primer elemento, teniendo un impacto mucho menor y difuso en los elementos siguientes. Ante la dificultad de su estimación para los elementos restantes, se considera su impacto solo en el primer elemento.

α = Variable

que

recoge

el

impacto

conjunto del Aprendizaje,

Organización y Dirección de Proyecto. 1,5