Początki jednej z podstawowych metod Zarządzania Przedsięwzięciami – metody ścieżki krytycznej (CPM - Critical Path Method) sięgają połowy lat 50-tych XX stulecia. W amerykańskim koncernie chemicznym Du Pont próbowano wówczas ujarzmić skomplikowane remonty instalacji w fabrykach koncernu. Wydzielony do rozwiązania problemu zespół tego koncernu kierowany przez Kelley'a i Walker'a poszukiwał innego zapisu harmonogramu niż tradycyjny harmonogram belkowy Gantta. Tak narodził się zupełnie nowy sposób przedstawienia planu – graf zamknięty, skierowany - nazywany dziś, popularnie PERT. Praktyczne wdrożenie nowej metody okazało się olbrzymim sukcesem i do dzisiaj jest uznawane za jeden z największych przełomów w dziedzinie Project Management.

Dzięki nowej metodzie można było określić najwcześniejszy możliwy termin zakończenia przedsięwzięcia. Planowanie przy pomocy ścieżki krytycznej wskazywało również kierownictwu prawdziwie ważne zadania do zakończenia całego przedsięwzięcia w terminie. W przypadku konieczności skrócenia cyklu budowy, zadania na ścieżce krytycznej warunkują termin zakończenia inwestycji. Skracanie zadań poza ścieżką krytyczną jest nieskuteczne ale jest to dość często spotykana forma marnotrawstwa (bieganie szybko nie zastępuje samodzielnego myślenia).

Nowa metoda została szybko przetestowana na przedsięwzięciach NASA i Pentagonu. Ścieżka krytyczna daje odpowiedź na pytanie o najszybszy termin zakończenia inwestycji oraz ile najmniej musimy dopłacić by termin ten przyspieszyć. Jako skrajny przykład możliwości przyspieszenia budowy podam rekord z księgi Guinessa - “San Diego House” z 1992 roku – jego budowa trwała mniej niż 3 godziny. Prace przy planowaniu tego wyczynu trwały 6 miesięcy, po których na obrzeżach działki stanął zespół liczący 350 osób. Zespół ten wykonał wykop, wylał fundamenty, postawił ściany (prefabrykowane), dach, wszystkie instalacje. Do zakończenia budowy zainstalowano parkan i położono trawnik. Dom został odebrany przez nadzór i stoi do dzisiaj. W praktyce gospodarczej, najwięcej efektów ścieżka krytyczna przynosi w skomplikowanych inwestycjach technicznych np. realizacji “pod klucz”.

Podstawą wyznaczania ścieżki krytycznej są uzależnienia (relacje) pomiędzy zadaniami. W najprostszym przypadku pewnego zadania nie można rozpocząć póki nie zakończono innego zadania. Na przykład zadanie “wznoszenie ścian” można rozpocząć dopiero po zakończeniu zadania “położenie izolacji na fundamentach”. Także zadanie “dostawa cegieł” warunkuje nam “wznoszenie ścian”. Z zadań i łączących ich zależności budujemy SIEĆ (rys 1).
 

Sieć zadań ma swój początek i koniec. Zadania połączone relacjami tworzą ścieżki. Biegną one od zadania początkowego do końcowego. Na rysunku 1 można wyróżnić 3 ścieżki:

START - FUNDAMENTY - IZOLACJA - MURY - DACH - KONIEC

START - ZAMÓWIENIE - CEGŁY - MURY - DACH - KONIEC

START - ZAMÓWIENIE - DACHÓWKI - DACH - KONIEC

Do rzetelnego wyliczenia ścieżki krytycznej potrzebne są trzy rzeczy:
1) dobry podział przedsięwzięcia na zadania (Struktura Podziału Prac, z ang. WBS),
2) prawidłowe ustalenie relacji łączących zadania,
3) poprawne estymacje czasowe zadań.

Zakładając, że dwa pierwsze warunki w naszym ćwiczeniu są spełnione przechodzimy do warunku trzeciego.

Ścieżka krytyczna jest ciągiem zadań o łącznym najdłuższym czasie trwania. Brakuje nam więc jeszcze estymacji czasów trwania każdego zadania. Na rysunku 2 mamy do każdego zadania przyporządkowaną długość jego wykonania w tygodniach. Jeżeli zadanie ma długość “0” to jest to umowne oznaczenie tzw. Punktu węzłowego (lub inaczej kamienia milowego).

Intuicyjnie na najdłuższą ścieżkę wybralibyśmy ścieżkę pierwszą (górną). Jednak w tym przypadku jest inaczej, dachówki są bowiem sprowadzane z Hiszpanii. Dachówki z czasem dostawy 12 tygodni determinują nam ścieżkę krytyczną.
 

Pierwsza ścieżka mogłaby trwać min:
12 + 4 + 0,5 + 4 + 4 + 0 = 24,5 tygodnia.
Druga ścieżka mogłaby trwać min:
12 + 0,5 + 1 + 4 + 4 + 0 = 21,5 tygodnia.
Trzecia ścieżka jest z nich najdłuższa:
12 + 0,5 + 12 + 4 + 0 = 28,5 tygodnia.

Proszę zauważyć że ostatnie dwa zadania znajdują się na wszystkich ścieżkach na raz. W takich przypadkach wspólne fragmenty kilku ścieżek należeć będą do tej która ma najmniej “zapasu czasu”. W tym przypadku będzie nią ścieżka trzecia. Ścieżka trzecia jest tu bowiem ścieżką krytyczną i z definicji ma zerowy zapas czasu. Ścieżka druga ma luz czasowy w stosunku do ścieżki krytycznej 7 tygodni, ścieżka pierwsza 4 tygodni. Zapas czasu oznacza możliwy czas opóźnień na ścieżce, który nie spowodu-je opóźnienia terminu całego przedsięwzięcia. Jakiekolwiek opóźnienie na ścieżce krytycznej spowoduje przesunięcie terminu końca realizacji (zerowy zapas czasu). W pozostałych przypadkach możemy bez konsekwencji opóźnić rozpoczęcie lub wydłużyć czas trwania zadań teoretycznie aż do wykorzystania całego zapasu czasu na ścieżce.

Dzięki ścieżce krytycznej wiemy, na których zadaniach należy się skupić by przyspieszyć realizację. Bywa bowiem, że przyspiesza się po prostu wszystkie zadania bez rozróżnienia czy jest
to sensowne. Taki sposób to jednak marnotrawstwo, część bowiem wysił
ków okazuje się po prostu nie skute
czna. Co by było gdybyśmy przyspieszyli o pół tygodnia dostawę cegieł? Czy postawienie murów o tydzień szybciej pozwoli nam zakończyć budowę szybciej? Nie, ponieważ będziemy i tak czekali na dostawę dachówek.
 

Zabieramy się więc za ścieżkę krytyczną. Przyjmijmy że nie udało się uzyskać szybciej pozwoleń ale można spróbować z dostawą dachówek która jest bardzo długa. Po rozmowie z dostawcą okazuje się, że można bez dodatkowych kosztów skrócić czas dostawy do 11 tygodni. Z długością 27,5 tygodnia ścieżka trzecia pozostaje nadal ścieżką krytyczną. Może proces zamawiania uda się skrócić? Po rozmowie okazuje się, że zamówienia razem z obliczeniami potrzebnymi do zamówień będą trwać wprawdzie 0,5 tygodnia ale dachówki i cegły można zamawiać osobno. To będzie oznaczać pewną zmianę w sieci (rys.3). Podobnie można by pomyśleć czy dostawa dachówek musi nastąpić przed przystąpieniem do budowy dachu czy też dopiero po zakończeniu więźby. Tu można skrócić ścieżkę krytyczną o 2 tygodnie.

Teraz nasze przedsięwzięcie może skończyć się w 25,25 tygodnia zamiast początkowych 28,5 tygodni. Może nie jest to wielkie skrócenie czasu realizacji ale wynikło bez żadnych dodatkowych nakładów. Dzięki dodatkowym nakła-dom można by przyspieszyć kładzenie dachówek, i to było by skuteczne działanie przynoszące wymierny efekt czasowy.
Omawiany przykład z konieczności jest trywialny lecz przy bardziej skomplikowanych sieciach łączących kilkadziesiąt i więcej zadań okazuje się że bez żadnych dodatkowych nakładów, tylko poprzez lepsze planowanie można skrócić cykl realizacji o kilka czy więcej procent. A dodając środki tylko tam gdzie skutecznie mogą one przyspieszyć realizację unikamy marnotrawstwa.
Metoda Ścieżki Krytycznej okazała się bardzo przydatna również w projektowaniu powtarzalnych procesów produkcyjnych ale jest to temat na inne opracowanie.