Cadena crítica en proyectos

El método de cadena crítica o ruta crítica es una potente metodología de dirección de proyectos que permite reducir el plazo de los proyectos, y facilitar su seguimiento a partir de un mayor foco en aquello que es realmente importante. En este artículo te explicamos en que consiste el método de la ruta crítica  y su aplicación en la dirección de proyectos.

¿Qué es el método de la cadena crítica?

El método de cadena crítica es una técnica de gestión de proyectos desarrollada por Eliyahu M. Goldratt, derivada de la teoría de restricciones (TOC). Este método se centra en identificar y gestionar las limitaciones (o cuellos de botella) del proyecto para mejorar su eficiencia y asegurar que se complete a tiempo.

Aunque de forma bastante generalizada se considera cadena crítica como una metodología de dirección de proyectos, a título personal me parece más bien una optimización en la forma de gestionar los plazos aplicable al resto de metodologías. Yo la pondría, junto con el método del Valor Ganado en la caja de herramientas pesadas del director de proyectos, ya que es muy efectiva si se usa correctamente. Por desgracia, su uso requiere unos conocimientos de planificación sofisticados, y una cultura de proyectos dentro de la organización fuerte; sin estos es muy difícil de aplicar.

Herramientas para definir la ruta crítica

Encontrar la ruta crítica de tu proyecto puede ser bastante simple si usas una herramienta de planificación que tenga esta funcionalidad. En esta página te ofrecemos una plantilla interactiva, dentro de nuestro pack de plantillas, que te permite crear un cronograma tipo GANTT y calcular de forma automática la ruta crítica.

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Bases de método de cadena crítica

La Cadena Crítica se basa en la teoría de las restricciones (TOC), que de forma simplificada viene a decir que la productividad de un proceso está limitada por la tarea de menor productividad. Esto se comprende bien si consideramos una línea de producción formada por 4 estaciones de trabajo:

Una pregunta razonable sería: como deben trabajar las máquinas para optimizar la productividad de la línea, minimizando al mismo tiempo el gasto de recursos?

  • Una opción sería utilizar todas las estaciones a su máxima capacidad, pensando que si todas trabajan al 100% de sus posibilidades, el resultado será el mejor posible. Si hacemos esto vamos a tener una productividad de la línea de 4 un/día (limitada por la productividad de la estación 3), y el resto de estaciones generando stocks intermedios y gastando recursos para generar este stock (mayor coste).
  • Otra opción sería ajustar la productividad de todas las estaciones a 4 un/día. Aunque la mayoría de las estaciones están desaprovechando sus capacidades, la productividad de la línea se mantiene en 4 un/día, pero sin generar stocks intermedios, ni necesitar recursos adicionales. Creo que claramente se entiende que esta es la situación donde se consiguen los mejores resultados.

De lo anterior también se desprende que si queremos incrementar la productividad de la línea, nuestros esfuerzos deben centrarse en mejorar la productividad de la estación 3.

Diferencias entre cadena crítica, ruta crítica y camino crítico.

Es bastante normal oír los conceptos de cadena crítica, ruta crítica y camino crítico de forma mezclada, incluso generando confusión entre ellos. Por ello es bueno diferenciar estos, ya que volverán a salir a lo largo del artículo.

  • Camino o Ruta Crítica: Estos conceptos son sinónimos, en ambos casos hablamos del grupo de tareas (tareas unidas por dependencias) que va desde el inicio al fin del proyecto sin margen.
  • Cadena Crítica: es el grupo de tareas (tareas unidas por dependencias) que va desde el inicio al fin del proyecto sin margen, considerando los recursos que ejecutan las tareas. Por lo tanto, es un paso más respecto al concepto anterior.

En el apartado de planificación con cadena crítica estos conceptos quedarán más claros.

Aplicación de Cadena Crítica a proyectos

En un proyecto tenemos una serie de entregables, y el propio proyecto, que son el resultado de las diferentes tareas, las cuales se organizan mediante relaciones de antecedencia y precedencia, dando lugar a lo que podríamos llamar grupos de tareas. Veamos un ejemplo:

Se puede ver que para completar el entregable 1 debemos completar dos grupos de tareas (Tarea 1 + Tarea2, y Tarea 1 + Tarea 3), y para completar el proyecto debemos completar tres grupos (Tarea 1 + Tarea2 + Tarea 4, Tarea 1 + Tarea 3 + Tarea 4, y Tarea 5). En ambos casos podemos también ver que la fecha de entrega depende de la longitud del grupo más largo.

Vamos a analizar este ejemplo como si fuera una línea de producción, definiendo la productividad como la inversa de la duración  de cada grupo (a menor duración, mayor productividad). En este caso podríamos decir que el proyecto es una línea de producción con tres estaciones de trabajo (los grupos)

Queda claro que la productividad de la línea es igual a la menor productividad de los grupos. En este caso el proyecto dura 10 días porque la estación de menor productividad solo puede “fabricar” un proyecto cada 10 días. Por tanto, si queremos “fabricar” un proyecto en 9 días, debemos mejorar la productividad del primer grupo. De igual forma, si este grupo baja su productividad (se retrasa), el tiempo de “fabricación” del proyecto va a aumentar.

Entendiendo esto podemos ya definir cuáles son los puntos principales de la gestión por Cadena Crítica:

  • Identificación de las restricciones que afectan al proyecto: normalmente esta restricción se muestra como el conjunto de tareas, que bien por limitaciones temporales o de recursos, definen la duración mínima del proyecto. Esto se llama ruta crítica, o la cadena crítica cuando se tiene en cuenta la restricción introducida por los recursos.
  • Dar prioridad a las tareas dentro de la cadena crítica: los esfuerzos del director de proyecto deben centrarse en la ejecución de aquellas tareas que formen parte de la ruta crítica, ya estas determinarán la finalización del proyecto.
  • Subordinar el resto de tareas a las tareas en la ruta crítica

En el cronograma de ejemplo todos entendemos que la duración del proyecto viene determinada por la duración del grupo (Tarea 1 + Tarea 2 + Tarea 4), y que por tanto la ruta crítica del proyecto sería el formado por las tareas en rojo.

Pero que ocurriría si la tarea 2 y la tarea 3 las debe hacer un mismo recurso con dedicación al 100%? Pues claramente este cronograma no es factible, y por tanto incorrecto. En este caso el cronograma del proyecto sería el siguiente, y la ruta crítica seria la formada por las tareas en rojo.

Al introducir la variable de los recursos la cosa se complica, y pasaríamos a hablar de la cadena crítica,  pero el concepto y los principios siguen siendo exactamente los mismos.

Y que ocurriría si Juan, María, y Pedro también participasen en otros proyectos? Pues que en este caso hablaríamos de cadena crítica en entornos de multiproyectos, y la cosa aún se complica más. A parte en este caso hay una segunda variable a optimizar, la productividad de la organización (cantidad de proyectos generados por unidad de tiempo).

Planificar con Cadena Crítica

Duración de las tareas

Una de las características de la metodología de la Cadena Crítica es que considera la duración de las tareas de forma no determinista, lo que implica que estas no tienen una duración fija, sino variable dentro de unos márgenes. Por ello el seguimiento del proyecto se centra en conseguir que el proyecto en su conjunto finalice en el plazo estimado, y no cada tarea de forma individual.

Cómo estimar la duración de una tarea

En este artículo vamos a tratar diferentes técnicas para estimar la duración de una tarea, lo cual forma parte del ...

Debido a este carácter no determinista, esta metodología exige haber definido la duración de las tareas con su valor más probable y su variabilidad. De tal forma que la duración de cada tarea estará representada por una distribución normal, y su valor será µ ± N σ, siendo N función del grado de confianza deseado para el cronograma.

A modo de ejemplo vamos a usar el siguiente diagrama de tareas, la definición de recursos y las duraciones siguiente.  El primer paso para planificar con cadena crítica será incluir las duraciones más probables en el diagrama de tareas, obteniendo un primer cronograma que no tiene en cuenta la disponibilidad de los recursos, su calendario de trabajo, y su horario. Lo que sí que debe mostrar este cronograma son los hitos del proyecto, los cuales representarán compromisos o puntos importantes del proyecto que deberemos proteger contra atrasos. Así en nuestro caso de ejemplo vamos a considerar una entrega parcial (hito 1), y la entrega final del proyecto.

 

 

Considerar la disponibilidad de los recursos

Llegado a este punto debemos introducir la disponibilidad de los recursos, lo cual hará patente una nueva diferencia entre las dos metodologías. Mientras que en la metodología PERT se permitía que un recurso hiciera diferentes tareas al mismo tiempo (ajustando su porcentaje de dedicación), en la Cadena Crítica los recursos no pueden hacer diferentes tareas simultáneamente, por lo que estos siempre trabajarán con una dedicación del 100% a cada tarea. Esto es así tanto entre tareas del mismo proyecto, como de proyectos diferentes (entorno multiproyecto).

Incluir las protecciones

Con ello llegamos a un cronograma que ya muestra de una forma bastante realista la forma en que se ejecutará del proyecto, pero que no incluye la variabilidad de las tareas, por lo que los entregables no están protegidos frente esta variabilidad. Para introducir esta protección debemos hallar la Cadena Crítica, la cual se define como la sucesión de tareas que definen la duración mínima del proyecto, considerando sus relaciones y la limitación de recursos. Según la metodología de la Cadena Crítica, es está sucesión de tareas la que debemos proteger.

En nuestro ejemplo la Cadena Crítica del proyecto sería la formada por las tareas 1, 3, 4, 5 y 7, aunque al tener un compromiso de entrega en el hito 1, también deberemos considerar la sucesión de tareas 1 y 2, sin ser esta parte de la Cadena Crítica.

Como hemos asumido que la duración de las tareas se rige por una distribución normal de valor medio µ y variabilidad σ, la combinación de diferentes tareas tendrá una variabilidad que será la raíz cuadrada de los cuadrados de las variabilidades individuales.


Si aplicamos las formulas anteriores sobre las tareas en la Cadena Crítica, y las tareas 1 y 2, obtenemos las variabilidades que deberemos incluir en el cronograma para proteger el proyecto (2,18 días) y el hito 1 (0,71 día). En este punto también debemos considerar las tareas que no forman parte de la Cadena Crítica pero que se unen con ella, como es el caso de la tarea 6. La tarea 6 no forma parte de la Cadena Crítica, pero si se atrasa lo suficiente puede llegar a afectarla.

Por ello debemos considerar una protección, llamada amortiguador de alimentación, en los puntos donde estas tareas se unen con la Cadena Crítica (en nuestro ejemplo en la tarea 4). Este amortiguador será igual a la protección calculada para la tarea o la sucesión de tareas. Representando todo esto en forma de cronograma obtenemos:

Puedes ver más información sobre este tema en capítulos posteriores

Incluir el margen por riesgos

A partir de aquí solo resta incluir el margen por los riesgos asumidos, lo cual se hace de la misma forma que con la metodología CPM-PERT. Con ello obtendríamos el cronograma completo, el cual puede presentarse de diferentes maneras, y usarse para la gestión del proyecto una vez aprobado por el sponsor o el comité de dirección del proyecto.

Márgenes en Cadena Crítica

¿Qué tipo de márgenes existen?

Básicamente existen dos tipos de márgenes en Cadena Crítica en función de las tareas que protegen:

  • El margen del proyecto, encargado de proteger la fecha final de entrega del proyecto, y dependiente de las tareas que forman parte de la cadena crítica.
  • Los márgenes de alimentación, encargados de proteger las tareas dentro de la cadena crítica, en aquellos puntos en que otras tareas fuera de la cadena crítica se unen con esta.

¿Para qué sirven los márgenes en Cadena Crítica?

Podríamos destacar dos usos importantes de los márgenes en Cadena Crítica:

  • El primero se desprende de su propio nombre, los márgenes son los encargados de proteger la fecha de entrega del proyecto. Esto lo realizan protegiendo tanto el proyecto en su conjunto, caso del margen en el camino crítico, como aquellos puntos en otras tareas pueden afectar al camino crítico. Aunque normalmente se habla de que los márgenes protegen el proyecto en su conjunto, no debemos olvidar que este planteamiento cambia si tenemos compromisos de entrega intermedios, los cuales también deben de ser protegidos. Mi opinión es que en este caso debemos definir un margen para cada compromiso, el cual considera las tareas entre este compromiso y el compromiso anterior.
  • El segundo uso es hacer el seguimiento del avance del proyecto. En el método de la Cadena Crítica no existe el objetivo de cumplir las fechas ni el plazo para cada tarea de forma individual, como si ocurren en CPM-PERT, sino cumplir el plazo del proyecto en su conjunto. Esto implica que habitualmente existirá un atraso entre la ejecución de las tareas y la planificación, el cual será absorbido por la protección. Por tanto, para saber si el proyecto está atrasado o no, deberemos comparar el margen con el avance de la cadena crítica

¿Cómo se dimensionan los márgenes?

El objetivo final de la fase de planificación de cualquier proyecto es definir una forma factible de ejecutar este de tal forma que se consigan los objetivos, respetando las restricciones. Esto se complica cuando tenemos un cronograma que no es determinista, pero una fecha de compromiso que sí que lo es.

Para solventar este problema debemos decidir el grado de confianza que solicitaremos al cronograma para considerar este como factible, ya que en entornos no deterministas solo podremos decir en qué porcentaje va a cumplirse determinada situación. A partir de aquí calcularemos los márgenes en base a este grado de confianza, obteniendo así un valor determinado para el plazo total que nos permite determinar si el cronograma es factible o no. Lo mismo podría ser aplicable para el presupuesto, aunque este punto no se contemple en el método de la Cadena Crítica.

De acuerdo con esto, el proceso para dimensionar estos márgenes se podría resumir en los siguientes pasos:

Paso 1: Determinar el margen de confianza que queremos conseguir para nuestra planificación. Habitualmente nos vendrá determinado por la organización donde se ejecute el proyecto.

Paso 2: Realizar el cronograma del proyecto sin considerar los márgenes, identificando la cadena crítica y aquellas tareas, o conjunto de tareas, que se unen a la cadena crítica. Si volvemos al cronograma que se mostraba anteriormente podemos identificar tres conjuntos de tareas, cada uno con su protección:

  • Las tareas 1, 2 y 5, las cuales forman la cadena crítica del proyecto y determinan el margen total del proyecto.
  • La tarea 3, que afecta a la cadena crítica al ser predecesora de la tarea 2.
  • Las tarea 3, 4, 6 y 7 que afectan a la cadena crítica al ser predecesoras de la tarea 5.

Paso 3: Calcular el valor medio y la variabilidad para cada grupo de tareas, tanto las que forman parte de la Cadena Crítica como las que no. Este cálculo puede realizarse de diferentes formas:

  • A mano mediante las formulas estadísticas que permiten calcular la distribución estadística equivalente a dos distribuciones en serie o en paralelo. Obviamente esta forma es solo aplicable en grupos de tareas pequeños.
  • Aplicando el análisis de Montecarlo ( ¿qué es el análisis de Montecarlo? ) sobre el grupo de tareas que queremos analizar. Al tratarse de un análisis por computador, es aplicable a cualquier tamaño de proyecto.
  • Mediante el uso de un programa de planificación por Cadena Crítica.

Paso 4: Dimensionar el margen como la diferencia entre el valor medio del conjunto de tareas que queremos proteger, y el valor con una representatividad estadística igual al margen de confianza deseado. Para ello se deben usar las formulas habituales de cálculo estadístico suponiendo una distribución normal, la más habitual, o aquella que consideremos que mejor representa a nuestro proyecto.

Justo en este punto es donde existen más controversias, ya que no todos los autores coinciden en este criterio de cálculo basado en el margen de confianza, ya que hay otros aspectos que pueden hacer que una tarea acabe más tarde a parte de su variabilidad intrínseca. Desde mi punto de vista, estos otros aspectos deben incluirse como riesgo y no como protección, pero esto no significa que los otros puntos de vista no sean válidos. Por tanto si aplicamos la planificación por Cadena Crítica es importante que el director del proyecto averigüe o acuerde este criterio con el sponsor, el comité de dirección o la organización.

Ventajas y desventajas de usar la Ruta Crítica

Ahora que ya tenemos la idea general de lo qué es la Ruta Crítica, podemos ver cuáles son las ventajas (+) y desventajas (-) del método:

(+) Permite focalizar los esfuerzos de control y seguimiento del proyecto en aquellas tareas de mayor importancia, facilitando su gestión.

(+) Facilita el cálculo de márgenes durante la fase de planificación y permite situarlos de forma eficaz.

(+) Facilita la definición de planes de contingencia para mantener el proyecto dentro de los objetivos de plazo (tanto en la fase de planificación como de seguimiento), al identificar aquellas tareas con efecto sobre el resultado final.

(+) En el caso de conflictos relativos al cronograma, facilita la toma de decisiones.

(+) En organizaciones que trabajen con múltiples proyectos simultáneamente, este método permite optimizar el resultado de la organización, no únicamente el de los proyectos de forma individual.

(-) Requiere una gestión del cronograma más sofisticada, lo que solicita mayores conocimientos por parte del director y el equipo del proyecto.

(-) En entornos multiproyectos, todos los proyectos que compartan recursos deben usar este método, lo que implica que la organización en su conjunto tenga una cultura de proyectos más sofisticada.

(-) Aunque no se desprende de lo explicado en este artículo, es un método que requiere de software específico para su aplicación, más allá del programa para hacer el cronograma.

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