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크리티컬 패스 분석법

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목차

1. 개요

크리티컬 패스 분석법(CPM)은 1950년대 후반에 개발된 프로젝트 관리 기법으로, 프로젝트 완료에 필요한 최소 시간을 결정하고 효율적인 관리를 돕는다. CPM은 프로젝트를 구성하는 활동 목록, 각 활동의 소요 시간, 활동 간의 의존 관계를 바탕으로, 최장 경로인 임계 경로를 계산하고, 각 활동의 시작 및 종료 시간을 결정한다. 임계 경로상의 활동 지연은 프로젝트 완료에 직접적인 영향을 미치며, CPM 분석은 활동의 우선순위 결정, 자원 할당, 프로젝트 기간 단축 등에 활용된다. CPM은 건설, 소프트웨어 개발 등 다양한 분야에 적용되며, 프로젝트 관리 소프트웨어에서 널리 사용된다.

2. 역사

이 분석법은 1950년대에 듀폰(Dupont)사가 개발하였다. 같은 시기에 제너럴 다이내믹스와 미국 해군은 퍼트(Program Evaluation and Review Technique)를 개발하고 있었다.[19]

임계 경로 기법(CPM)은 1950년대 후반 듀폰(DuPont)의 모건 R. 워커와 레밍턴 랜드(Remington Rand)의 제임스 E. 켈리 주니어에 의해 개발된 프로젝트 모델링 기법이다.[3] 켈리와 워커는 1989년에 CPM 개발에 대한 자신들의 기억을 이야기했다.[4] 켈리는 "임계 경로"라는 용어를 거의 같은 시기에 부즈 앨런 해밀턴(Booz Allen Hamilton)과 미국 해군에 의해 개발된 PERT(Program Evaluation and Review Technique, 프로그램 평가 검토 기법)의 개발자들에게서 유래되었다고 말했다.[5] 임계 경로라고 알려지게 된 것의 전신은 1940년에서 1943년 사이에 듀폰에 의해 개발되어 실행되었으며, 맨해튼 계획의 성공에 기여했다.[6]

임계 경로 분석은 건설, 항공 우주 및 방위, 소프트웨어 개발, 연구 프로젝트, 제품 개발, 엔지니어링 및 플랜트 유지 보수 등 모든 형태의 프로젝트에서 일반적으로 사용된다. 상호 의존적인 활동이 있는 모든 프로젝트는 이 수학적 분석 방법을 적용할 수 있다. CPM은 1966년에 뉴욕시에 있는 세계 무역 센터 쌍둥이 빌딩 건설이라는 주요 마천루 개발에 처음 사용되었다.[7]

3. 기본 기법

총 여유 시간과 임계 경로 드래그 계산을 함께 보여주는 ''활동-노드 다이어그램''


CPM을 활용하는 기본적인 방법은 프로젝트 모델을 구축하는 것이다. 이 모델은 다음을 포함한다.[8][9]

  • 프로젝트 완료에 필요한 모든 활동 목록
  • 각 활동에 소요되는 시간
  • 활동 간의 의존 관계


이러한 값을 사용하여 CPM은 프로젝트 완료까지 소요되는 최장 경로(의존 관계가 있는 활동들의 연결)를 계산하고, 각 활동의 가장 빠른 시작 및 종료 시점과 가장 늦은 시작 및 종료 시점을 구한다. 이를 통해 어떤 활동이 "크리티컬"(최장 경로상에 있는지)하고, 어떤 활동에 "토탈 플로트"(프로젝트를 지연시키지 않고 활동 시작을 지연시킬 수 있는지)가 있는지 결정한다. 프로젝트 관리에서 '''크리티컬 패스'''(경로)는 필요한 시간을 합산했을 때 최장이 되는 일련의 활동을 의미하며, 프로젝트 완료까지 소요되는 최소 시간을 결정한다. 크리티컬 패스상의 활동에 지연이 발생하면 프로젝트 완료 예정일에 직접적인 영향이 발생한다. 즉, 크리티컬 패스에는 플로트(여유 시간)가 전혀 없다.

하나의 프로젝트에 여러 개의 병행하는 크리티컬 패스가 존재할 수도 있다. 크리티컬 패스와 병행하고 플로트가 있는 경로는 준 크리티컬 패스 또는 비 크리티컬 패스라고 부른다. 이러한 결과는 관리자가 활동의 우선순위를 정하여 프로젝트 관리를 효율화하는 데 도움을 준다. 또한, 활동군을 더욱 병행하여 실시(패스트 트래킹)하거나, 크리티컬 패스에 더 많은 자원을 투입하여 기간을 단축시켜 프로젝트 전체를 조기에 완료할 수도 있다.

CPM 일정은 활동-노드 다이어그램(Activity-on-Node Diagram)으로 시각화할 수 있다. 활동-노드 다이어그램에서는 각 활동을 상자(노드)로 표시하고, 화살표는 활동 간의 논리적 관계를 나타낸다.

3. 1. 구성 요소

CPM을 사용하는 핵심 기술은 프로젝트 모델을 구성하는 것이며, 여기에는 다음 요소들이 포함된다.[8][9]

구성 요소
작업 분할 구조로 분류된, 프로젝트 완료에 필요한 모든 활동 목록
각 활동을 완료하는 데 걸리는 시간 (기간)
활동 간의 종속 관계
마일스톤 또는 산출물과 같은 논리적 종료 지점



이러한 값을 사용하여 CPM은 논리적 종료 지점 또는 프로젝트 종료 지점까지 계획된 활동의 최장 경로와 각 활동이 프로젝트를 더 길게 만들지 않고 시작하고 완료할 수 있는 가장 빠르고 늦은 시간을 계산한다.

3. 2. 임계 경로 및 여유 시간

CPM[8][9]은 프로젝트 모델을 구성하는 핵심 기술이다. 이 모델은 다음을 포함한다.

  • 프로젝트 완료에 필요한 모든 활동 목록 (일반적으로 작업 분할 구조 내에서 분류됨)
  • 각 활동을 완료하는 데 걸리는 시간 (기간)
  • 활동 간의 종속 관계
  • 산출물과 같은 논리적 종료 지점


이러한 값을 사용하여 CPM은 논리적 종료 지점 또는 프로젝트 종료 지점까지 계획된 활동의 최장 경로와 각 활동이 프로젝트를 더 길게 만들지 않고 시작하고 완료할 수 있는 가장 빠르고 늦은 시간을 계산한다. 이 과정을 통해 어떤 활동이 "임계"(최장 경로에 있는지)인지, 어떤 활동에 여유 시간, 즉 "총 여유 시간"이 있는지(프로젝트를 더 길게 만들지 않고 지연될 수 있는지) 결정한다.

프로젝트 관리에서 '''임계 경로'''는 프로젝트 네트워크 활동의 시퀀스로, 해당 최장 기간에 여유 시간이 있는지 여부에 관계없이 가장 긴 전체 기간으로 합산된다. 이것은 프로젝트를 완료하는 데 걸리는 가장 짧은 시간을 결정한다. "총 여유 시간" (사용하지 않은 시간)은 임계 경로 내에서 발생할 수 있다.

프로젝트는 여러 개의 병렬, 거의 임계 경로를 가질 수 있으며, 일부 또는 모든 작업은 자유 여유 시간 및/또는 총 여유 시간을 가질 수 있다. 총 기간이 임계 경로보다 짧은 네트워크를 통한 추가 병렬 경로는 비임계 경로 또는 하위 임계 경로라고 한다.

3. 3. 시각화



CPM 일정은 활동-노드 다이어그램(Activity-on-Node Diagram)으로 시각화할 수 있다. 활동-노드 다이어그램에서는 각 활동을 상자(노드)로 표시하고, 화살표는 활동 간의 논리적 관계를 나타낸다.

위 다이어그램에서 활동 A, B, C, D, E는 임계 경로(가장 긴 경로)를 구성한다. 반면 활동 F, G, H는 각각 15일, 5일, 20일의 여유 시간을 가지며 임계 경로에서 벗어난다. 임계 경로에서 벗어난 활동은 여유 시간이 있으므로 프로젝트 완료를 지연시키지 않지만, 임계 경로상의 활동은 일반적으로 임계 경로 드래그, 즉 프로젝트 완료를 지연시킨다. 임계 경로 활동의 드래그는 다음과 같이 계산할 수 있다.

  • 임계 경로 활동에 병렬로 수행되는 활동이 없는 경우, 드래그는 해당 기간과 같다. 따라서 A와 E는 각각 10일과 20일의 드래그를 가진다.
  • 임계 경로 활동에 다른 활동이 병렬로 수행되는 경우, 드래그는 해당 기간 또는 가장 적은 총 여유 시간을 가진 병렬 활동의 총 여유 시간 중 작은 값과 같다. 따라서 B와 C는 모두 F(여유 시간 15) 및 H(여유 시간 20)와 병렬로 수행되므로, B는 기간이 20이고 드래그가 15(F의 여유 시간과 같음)인 반면, C는 기간이 5일이므로 드래그가 5이다. 활동 D는 기간이 10일이며 G(여유 시간 5) 및 H(여유 시간 20)와 병렬로 수행되므로 드래그는 G의 여유 시간인 5와 같다.[10]

4. 확장

원래 크리티컬 패스 분석법(CPM)은 활동 간의 논리적인 의존성만을 고려했다. 이후 각 활동에 필요한 자원을 포함하도록 확장되었는데, 이를 자원 평준화(resource leveling)라고 한다. 자원 평준화된 일정에서는 자원 병목 현상(예: 필요한 시간에 자원 사용 불가)으로 인해 지연이 발생할 수 있으며, 이전에 더 짧았던 경로가 가장 길거나 "자원적으로 중요한" 경로가 될 수 있다.[14] 이와 관련된 개념으로 크리티컬 체인이 있으며, 이는 자원 제약으로 인한 예상치 못한 지연으로부터 활동 및 프로젝트 기간을 보호하려는 방법이다.

5. 유연성

크리티컬 패스 기법을 사용하여 생성된 일정은 시간을 계산하기 위해 추정치를 사용하기 때문에 정확하게 실현되지 않는 경우가 많다.[1] 하나의 실수가 발생하면 분석 결과가 변경될 수 있다.[1] 이러한 추정치를 맹목적으로 믿고 변경 사항에 신속하게 대처하지 않으면 프로젝트 실행에 차질이 생길 수 있다.[1] 그러나 크리티컬 패스 분석을 해두면, 어떤 변화가 일어나도, 그것이 일정에 어떤 영향을 미치는지 파악할 수 있으며, 빠르게 대책을 강구할 수 있다.[1]

프로젝트 사후 분석의 중요한 요소는 '실행된 크리티컬 패스'(ABCP)인데, 이는 계획된 일정과 실제로 실행된 최종 일정 간의 변경 사항의 구체적인 원인과 영향을 분석한다.[1]

6. 활용

CPM은 건설, 항공 우주 및 방위, 소프트웨어 개발, 연구 프로젝트, 제품 개발, 엔지니어링 및 플랜트 유지 보수 등 다양한 분야의 프로젝트에서 활용된다.[19] 상호 의존적인 활동이 있는 모든 프로젝트는 이 수학적 분석 방법을 적용할 수 있다.

대한민국에서는 건설 프로젝트의 인도 계획, 관리 및 제어에 널리 사용되며, "준공 시 임계 경로 분석"은 프로젝트 완료 지연의 원인을 평가하고, 보상 및 손해 배상 책임을 설정하는 데 사용될 수 있다.[15]

6. 1. 소프트웨어 도구

현재 CPM 방식을 사용하는 여러 소프트웨어 솔루션이 업계에서 사용 가능하며, 프로젝트 관리 소프트웨어 목록에서 확인할 수 있다. 현재 대부분의 프로젝트 관리 소프트웨어에서 사용되는 방식은 스탠퍼드 대학교의 폰달(Fondahl)이 개발한 수동 계산 방식에 기반한다.[15]

KPlato, TaskJuggler, Microsoft Project 등은 산업용으로 CPM법을 사용한 스케줄링을 수행하는 소프트웨어의 예시이다. 다만, 크리티컬 패스 분석법 자체는 컴퓨터와 관계없이 개발되었다.

7. 대중 문화

마이클 크라이튼의 첫 소설 ''확률 게임''에서 강도들은 강도 행각을 계획하는 데 CPM을 활용한다.[1] 테리 프래쳇의 ''놈 삼부작'' 중 첫 번째 책인 ''트럭커스''에서는 "중요 경로 분석"이 언급된다.[2]

참조

[1] 서적 Critical Path Planning
[2] 웹사이트 Critical Path Method https://web.stanford[...] 2018-10-24
[3] 서적 Papers presented at the December 1-3, 1959, eastern joint IRE-AIEE-ACM computer conference on - IRE-AIEE-ACM '59 (Eastern) 1959
[4] 간행물 The Origins of CPM: A Personal History https://books.google[...] 1989
[5] 서적 The Project Management Question and Answer Book AMACOM, American Management Association 2004
[6] 서적 Management of the Hanford Engineer Works in World War II 1996
[7] 문서 A Brief History of Scheduling http://www.mosaicpro[...]
[8] 웹사이트 Critical Path Method (CPM) http://hspm.sph.sc.e[...]
[9] 서적 Critical Path Method: Introduction and Practice Longman Group LTD 1969
[10] 학위논문 Assembly lead time reduction in a semiconductor capital equipment plant through constraint based scheduling 2014
[11] 서적 Project Management for Construction http://pmbook.ce.cmu[...] Prentice Hall 2011-10-27
[12] 서적 The Mythical Man-Month https://archive.org/[...] Addison Wesley
[13] 간행물 A Common Network Flow Formulation for Several Civil Engineering Problems
[14] 서적 A Guide to the Project Management Body of Knowledge (PMBOK® Guide) Project Management Institute 2017
[15] 뉴스 Delaying tactics http://www.primafaci[...] Property Law Journal 2008-01-21
[16] 서적 The Project Management Question and Answer Book American Management Assn 2003
[17] 서적 Critical Path Planning
[18] 웹인용 Critical Path Method https://web.stanford[...] 2018-10-24
[19] 서적 The Project Management Question and Answer Book American Management Assn 2003


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