Метод Критического Пути (СРМ) в управлении проектами и планировании задач: пример и алгоритмы

Любой проект, независимо от выбранной сферы, может иметь огромное количество задач – основных и подчинённых.

Некоторые задачи имеют сильное влияние на последующие действия, а другие — нет, поэтому наиболее критичные задачи должны быть взяты под контроль. 

Но как именно это осуществить? Как распланировать время так, чтобы ничто не сломалось, чтобы сроки проекта никуда не сдвинулись, чтобы не подвести заказчиков?

Как раз за это и отвечает метод критического пути. О нём и о его особенностях расскажем ниже.

Что такое метод критического пути?

Метод критического пути (МКП, он же CPM, от англ. Critical Path Method) – это алгоритм планирования сроков и действий проекта, который учитывает самые длинные участки цепей взаимосвязанных между собой задач, так называемые критические цепи.

МКП – это одна из самых популярных методологий управления временем проекта (на всякий случай можете изучить Топ-10 методологий для управления проектами).

Часто метод критического пути является одним из этапов оценки в состав PERT-анализа.

Для наиболее точного расчёта критического пути проект нужно детально разложить на составляющие задачи. Как сделать это эффективно, мы рассматривали в отдельной статье – Декомпозиция задач.

Немного истории

Метод критического пути появился в конце 1950-х годов. Он был разработан в США Морганом Р. Уокером из DuPont (крупный химический холдинг) и Джеймсом Э. Келли-младшим из Remington Rand (компания-производитель промышленного оборудования).

Компания DuPont искала полезное применение своему компьютеру «UNIVAC1», это был один из самых первых компьютеров, используемых для бизнес-задач.

Руководство DuPont считало, что весьма неплохим применением компьютера станет планирование, оценка и составление графиков. Моргану Уокеру было поручено исследовать возможность программирования компьютер для оказания помощи бизнесу.

В период с конца 1956 года по апрель 1957 года Уокер с помощью Келли и других помощников разрабатывали жизнеспособный проект. Их задача состояла в том, чтобы решить головоломку «время-стоимость». Им удалось продемонстрировать, что вместо увеличения рабочей силы для восстановления потерянного времени сосредоточение усилий на «правильных» задачах может сократить общее время проекта без значительного увеличения затрат. Проблема заключалась в выявлении тех самые «правильные» задачи.

Предшествующая методология успешно применялась в 1940-х годах в той же DuPont, помимо этого, на базе такого подхода смогли добиться успеха в Манхэттенском проекте, где было создано первое ядерное оружие.

Несмотря на достигнутые успехи,  DuPont, как и Remington Rand, отказались от CPM из-за высокой сложности расчётов (по заданным моделям подсчет на компьютере UNIVAC1 занимал не менее 350 часов) и из-за слабой перспективности подхода на тот момент.

В 1959 году компании Mauchli&Associates удалось адаптировать методологию CPM для коммерческого использования. Однако было решено сконцентрироваться не на сокращении стоимости, а на оптимизации времени.

Позже метод критического пути начал применяться практически во всех сферах планирования: строительстве, разработки программного обеспечения, оборонной промышленности, проектировании, обслуживании предприятий и прочих.

В чём заключается суть метода критического пути

Суть CPM заключается в необходимости выявления наиболее критичных взаимосвязанных цепочек задач, чтобы учесть их при планировании общей длительности проекта.

Как можно понять, без использования программных средств просчёт и составление различных комбинаций взаимосвязанных задач станет чрезвычайно сложной задачей.

Для упрощения визуального восприятия влияния одних задач на другие и привязки их к конкретным временным рамкам используется так называемый сетевой график (многим известный как диаграмма Ганта).

При расчёте критического пути создаётся модель проекта, описываемая с помощью:

• Списка задач или действий, которые потребуются для достижения поставленной цели или конкретного результата. Результат в свою очередь может стать отправной точкой для начала нового действия.
• Времени, которое потребуется для выполнения задачи или действия.
• Зависимостей задач между собой — как выполнение одного действия влияет на последующие.
• Промежуточных узлов (вех или конкретных результатов).

На основе полученных данных необходимо составить оптимальный путь прохождения по задачам, чтобы получить выполненный проект в минимально возможные сроки.

Во многих источниках указывается, что критический путь – это «самая длинная последовательность операций от начала и до конца». Но на деле это вводит в заблуждение.

Проблема в неверном использовании выражения «длинный путь». Дело в том, что под самым длинным путём подразумевается задача соединения всех вершин графа таким образом, чтобы путь оказался самым коротким из всех возможных вариантов. А вариантов может быть очень много.

Чтобы не было путаницы между длинным и коротким, приведём пример.

Итак, суть метода критического пути.

Представьте себе сеть из разных точек, где каждая точка представляет собой задачу или действие. Когда вы соединяете две точки (перемещаясь из одного состояния в другое), это соответствует времени время (расстоянию между точками). И вам нужно последовательно пройти по всем точкам (действиям или задачам) так, чтобы общая длина пути (время необходимое для завершения проекта) была минимальной.

В отличие от задачи коммивояжёра, где требуется найти кратчайший путь из точки А в точку Б, избегая ненужных, в задаче нахождения самого длинного пути в графе необходимо обойти все точки. Именно поэтому речь идет о «самом длинном пути».

Какой путь является критическим?

Если действие или отдельные участки пути можно перемещать в сетевом графике без влияния на общее время реализации проекта, такие ветви и задачи называются некритическими. Их можно выполнить в любое удобное время, ускорить или замедлить без ущерба итоговому времени реализации проекта. Такие задачи составляют резерв проекта.

Но если изменение участка пути в графе влияет на общее время проекта, такой участок пути или действие называют критическим.

Как правило, критические задачи имеют чёткую взаимосвязь с другими задачами (влияют на начало или окончание других действий) или строго привязываются к срокам (например, закат солнца происходит в определенное время и его нельзя перенести).

Связанные в единую неделимую цепочку критические задачи образуют критический путь.

У проекта может быть любое количество критических путей, работа над ними может вестись как параллельно, так и последовательно. Отдельные задачи могут быть обособленными (например, выполняться в назначенное время и при этом иметь слабое влияние на остальные узлы).

Преимущество методики критических путей заключается в том, что фактически все задачи проекта можно представить в виде единой последовательности действий, как в методологии Waterwall, или как несколько «водопадов», имеющих своё начало и конец.

Приведём пример. Для того чтобы починить машину, необходимо пройти следующие шаги: определиться с автомастерской, провести диагностику, купить запчасть, произвести замену.

Каждая задача здесь критическая. Вы не можете начать диагностику, пока не определитесь с сервисом. Нельзя купить запчасть, пока не выявлена поломка. Заменить запчасть, не имея новой на руках, невозможно.

Получается, что весь путь придётся пройти последовательно. Сложив время, необходимое на реализацию каждого действия, видим общее время для закрытия всего проекта. Если перенести сроки одной из задач, поменяется и общий результат – проект сдвинется по срокам.

Как метод критического пути помогает при планировании проектов

Во-первых, чтобы разработать критический путь, необходимо разложить проект на составляющие — декомпозировать его. Это хорошо само по себе, поскольку на уровне отдельных задач проще спрогнозировать сроки и ресурсы, понять, что конкретно и как делать, кого привлекать, с кем коммуницировать и прочее.

Во-вторых, выявляются критически важные задачи, а также их взаимосвязь между собой. Чем больше будет найдено таких нюансов, тем точнее вы сможете спланировать сроки, ресурсы, коммуникации, риски и другое.

В-третьих, на выходе можно создать не просто план, а наиболее оптимальную его версию. Это значит, что на руках у вас будут данные по минимальным и максимальным срокам, по наиболее важным контрольным точкам и вехам. Управлять проектом станет заметно проще.

Единственная сложность – потребуется грамотное средство визуализации задач. Для этого может подойти удобная BPM-система, такая как облачный сервис Projecto. Любые проекты можно представить в виде диаграмм Ганта для лучшего понимания привязки конкретных действий к временной шкале. Здесь много и других полезных инструментов для управления бизнесом и проектами: уведомления, корпоративные чаты, карточки сотрудников, рабочий календарь, система документооборота и многое другое.

Как найти критический путь в любом проекте

Метод критического пути (CPM) — это эффективный инструмент управления сроками и один из ключевых инструментов сетевого планирования. Основы метода заключаются в том, чтобы определить последовательность задач, от которой зависит общий график проекта и его даты завершения. Такие операции называются критическими, потому что задержка любой из них напрямую повлияет на дедлайны и конечных результатов.

Методика впервые появилась в крупных производственных и строительных проектах, но сегодня ее применяют менеджеры проектов в IT, производстве, ремонте, разработке программного обеспечения и даже в учебных проектах, например при подготовке ВКР в университетах вроде УГЛТУ. Использование CPM помогает командам увидеть структуру проекта, определить ключевые этапы и оценить возможные риски.

Концепция метода лежит в анализе критического пути — самой длинной последовательности задач, которые определяют срок завершения проекта. Если правильно провести вычисления и построение сетевой схемы, менеджер сможет заранее увидеть возможные задержки и управлять ресурсами.

Рассмотрим, как рассчитать критический путь пошагово.

Шаг 1. Составьте список задач

Первый этап — это определение всех задач проекта. На этапе планирования менеджеры проектов собирают исходные данные и разбивают проект на элементы. Эти операции формируют последовательность выполнения работ.

Важно выделить ключевые этапы проекта и записать их в таблицы или специальные программы. Задачи могут включать разработку, тестирование, производство, внедрения или другие процессы, которые выполняются командой.

На этом этапе необходимо определить:

• начальные и конечные операции
• длительности задач
• зависимость между ними

Такая подготовка позволяет менеджеру получить общую картину процессов планирования. Правильный список задач является важным этапом для дальнейшего анализа.

Шаг 2. Определите зависимости

После составления списка нужно определить зависимости между задачами. Некоторые операции выполняются последовательно, другие могут идти параллельно.

Определив зависимости, менеджер сможет определить последовательность задач и понять, какие из них зависят друг от друга. Например, тестирование невозможно начать до завершения разработки, а внедрения — до окончания проверки системы.

Такие связи показывают, как изменения длительности одной задачи могут повлиять на весь проект. Любые задержки на ранних этапах могут привести к изменениях сроков выполнения и дат окончания проекта.

Анализ зависимостей также помогает при оценке возможных рисков и выявления критического пути.

Шаг 3. Постройте сетевой график

Следующий шаг — построение сетевой схемы проекта. Для этого используются сетевые диаграммы или диаграммы PERT. Они визуализируют последовательность выполнения задач и показывают связи между ними.

Построения сетевой диаграммы позволяют увидеть:

• последовательности работ
• длинных цепочек задач
• точки пересечения процессов
• возможные временные запасы

Такая схема помогает команде лучше понять структуру проекта. В сетевых диаграммах каждая операция имеет длительность выполнения и зависит от предыдущих задач.

Диаграммы PERT и CPM часто используют вместе. В методе PERT применяют методы оценки длительности задач, а CPM предполагает более точные временные оценки.

Шаг 4. Оцените длительность

Теперь необходимо определить продолжительность выполнения каждой задачи. Методы оценки могут включать экспертные оценки, анализ прошлых проектов или расчету продолжительности на основе данных.

Менеджеры используют различные подходы:

• оценок длительности на основе опыта
• методы оценки в методе PERT
• анализ аналогичных проектов

Полученные данные записываются в таблица или систему управления проектами, например MS Project. Такие программы автоматически рассчитывают даты раннего начала и даты окончания задач.

На основе временных оценок формируется расписание проекта. Важным элементом становится понимание временных резервов — времени, на которое задача может задержаться без влияния на общий график.

Шаг 5. Вычислите критический путь

После того как задачи и их длительности определяются, выполняются вычисления критического пути. Для этого анализируют все возможные последовательности задач и определяют самую длинную.

Эта последовательность называется критическим путем, потому что именно она определяет срок завершения проекта. Задачи на этом пути имеют нулевым временным резервом. Это означает, что задержку любой из них невозможно компенсировать.

Для расчета используют:

• раннюю дату начала
• раннюю дату завершения
• поздние даты выполнения
• временные резервы

Специализированные программы пересчитывают критический путь автоматически при любых изменениях. Это особенно полезно в сложных проектов, где количество задач может достигать сотен.

Мы нашли критический путь. Что дальше?

После определения критического пути начинается практическое управление проектом. Полученные результаты помогают контролировать сроки и принимать решения.

1. Оптимизируйте сроки

Если дедлайны слишком жесткие, менеджер может применить способы сокращения сроков выполнения. Например, использование дополнительных ресурсов или изменение последовательностью выполнения задач.

Иногда ускорения достигают за счет параллельных процессов или изменения длительности отдельных операций.

2. Управляйте ресурсами

Знание критического пути позволяет менеджеру правильно распределить ресурсы команды. В первую очередь внимание уделяется задачам, которые называются критическими.

Использования дополнительных сотрудников на таких этапах может существенно повлиять на сроком завершения проекта.

3. Работайте с рисками

Анализе критического пути помогает выявить рисков задержки. Если одна из задач задерживаются, это может привести к изменениях всего расписания.

Поэтому руководителям проектов важно проводить оценку рисков и иметь план действий на случай возможных задержках.

4. Мониторьте

Во время выполнения проекта менеджеры регулярно контролируют ход работ. При любых изменениях программы пересчитывают критический путь и обновляют расписаниями.

Такой контроль позволяет вовремя реагировать на проблемы и корректировать общий график.

5. Общайтесь с заказчиком

Информация о критическом пути помогает объяснить заказчику, какие задачи влияют на сроки. Это повышает прозрачность проекта и позволяет согласовывать изменения.

Регулярные отчеты и таблицы прогресса помогают поддерживать доверие и избегать конфликтов.

6. Не совершайте типичные ошибки

Среди распространенных ошибок:

• игнорирование зависимостей
• неточные оценки длительности
• отсутствие обновления данных
• неправильный анализ временных резервов

Избежать этих проблем помогает регулярный анализ и пересчет критического пути.

Как менеджеру использовать критический путь

Для менеджера проекта метод критического пути является важным инструментом планирования. Он позволяет определить ключевые этапы и понять, какие задачи влияют на конечные даты.

Использования метода особенно полезно в условиях сложных проектов с большим количеством процессов. Анализ помогает командам сосредоточиться на задачах, которые имеют наибольшее значение.

Кроме того, CPM позволяет менеджеру принимать обоснованные решения о распределения ресурсов, оптимизации сроков и управлении рисками.

Какие инструменты подходят для метода критического пути

Сегодня существует множество инструментов, которые помогают применять CPM на практике. Они упрощают построение схем, вычисления и анализ данных.

Диаграмма Ганта

Диаграммы Ганта — один из самых популярных способов визуализации проектов. Такие диаграммы показывают задачи, их продолжительность и зависимости.

Они помогают увидеть общий график проекта и быстро определить возможные задержки. В современных программах диаграммы ганта автоматически обновляются при изменениях данных.

Сетевая диаграмма

Сетевая диаграмма используется для построения структуры проекта. Она показывает последовательности операций и связи между ними.

В сетевых диаграммах легко определить длинных цепочек задач и выявления критического пути. Поэтому такие схемы часто используют при планировании сложных проектов.

Канбан-доска

Канбан-доска — более гибкий инструмент управления задачами. Она помогает команде контролировать выполнение задач по ходу проекта.

Хотя канбан не предназначен напрямую для расчета CPM, он хорошо дополняет другие инструменты. Совместное использование метода критического пути и визуальных досок повышает эффективность управления и помогает команде вовремя завершать задачи.

Чек-лист: как внедрить метод критического пути

Чтобы метод критического пути работал эффективно, важно внедрять его системно. Ниже приведен чек-лист, который помогает команде применить методику в реальных проектных процессах.

1. Определите задачи проекта.
   Начните с создания полного списка работ. Даже если проект кажется небольшим — например, проект ремонта, разработки продукта или тестирования системы — важно учесть все операции. Полных данных на этом этапе может не быть, но уже необходимо определить начальных задач и основные этапы.
2. Определите зависимости между задачами.
   После составления списка важно понять, какие операции выполняются последовательно, а какие могут идти параллельно. Анализ зависимостях помогает определить последовательностью задач и выявить длинных последовательностей работ.
3. Визуализируйте проект.
   Для построения структуры строят сетевые схемы или используют простых графиков. Построения диаграммы позволяет команде увидеть связи между задачами и длительностях операций. Такие представлениями помогают лучше понять структуру проекта.
4. Оцените длительность задач.
   Каждая операция должна иметь продолжительностью выполнения. Даже приблизительные оценки позволяют начать анализ. Эти данные используются для расчета резервов и определения возможных задержек.
5. Определите критический путь.
   Определив критический путь, команда понимает, какие задачи считаются критическими. Любые изменения длительности в этих операциях могут изменить сроки всего проекта.
6. Контролируйте выполнение.
   После внедрения метода необходимо регулярно обновлять данные. CPM помогает определить проблемы на любом этапе проекта и корректировать приоритеты.

Такая практика применения CPM уже стала стандартом управления сложными проектами. Она помогает повысить эффективность планирования и позволяет команде управлять рисками.

Пример расчета критического пути проекта

Рассмотрим простой пример. Допустим, проджект включает несколько последовательных операций. Например, задание состоит из пяти задач:

• подготовка проекта — 1 неделя
• разработка — 2 недели
• тест — 1 неделя
• исправления — 1 неделя
• внедрение — 1 неделя

Некоторые задачи могут выполняться параллельно, но в данном случае они идут последовательных этапах. Продолжительностью выполнения всего проекта будет сумма длительностей — 6 недель.

Формула расчета критического пути в простом виде выглядит так: необходимо определить самую длинную последовательность задач и сложить их длительности. Именно эта цепочка будет определять срок завершения проекта.

Методика применения CPM в таких ситуациях помогает определить приоритеты и понять, где возможны задержки. Если, например, этап разработки увеличится на одну неделю, общий срок автоматически изменится.

Поэтому применение CPM особенно полезно в реальных проектных ситуациях. Оно предоставляет менеджерам четкое понимание зависимостей, помогает оптимизировать процессы и повышает эффективность управления.