프로젝트 관리와 일정계획 - PERT, CPM, 간트차트 등 일정관리 기법

1. 일정계획

 

업무 순서와 납기를 바탕으로 생산량, 작업개시일, 작업완료일 등을 정하는 것을 '일정계획'이라고 합니다. 일정계획은 개인 단위에서는 업무계획, 공부계획, 자기계발계획 등 다양한 목적으로 세울 수 있습니다. 기업에서는 건설이나 조선업 등에서는 거대한 개별 프로젝트 수행을 위한 계획을 수립하고, 제조업에서는 공장의 생산계획을 수립합니다. 이렇게 작업을 시작하고 끝내는 기간 등 업무의 일정계획을 결정하는데, 그 기간의 범위와 내용에 따라 아래와 같이 분류합니다.

□ 기간에 따른 분류
 - 대일정계획 : 작업 전체를 대상으로 수립한 계획입니다. 일반적으로 6개월에서 2년가량의 기간을 갖고, 작업의 종류에 따라 더 길어질 수 있습니다. 주일정계획(MPS)이라고도 합니다.
 - 중일정계획 : 작업공정 부분별로 수립한 계획입니다. 보통 1~6개월 정도입니다.
 - 소일정계획 : 중일정계획에 따라  작업자나 기계별로 세우는 세부일정계획이다. 보통 1주일 정도.

 

□ 내용에 따른 분류
 - 흐름공정(Flow-shop) 일정계획 : 공정이 연속적으로 이어지는 작업에 대한 일정계획입니다.
 - 개별공정(Job-shop) 일정계획 : 다수의 기계나 여러 곳의 작업자에서 각각 단절된 공정을 진행하는 경우 수립하는 일정계획입니다. 전체 공정이 효율적으로 작동하도록 계획과 절차를 수립합니다.
 - 프로젝트 일정계획 : 개별 프로젝트를 계획할 때 수립하는 일정계획입니다.

 

 

2. 프로젝트 일정계획

 

프로젝트(Project)는 정해진 목표를 달성하기 위한 일시적인 계획을 말합니다. 여기서 일시적이라는 뜻은 시작과 종료가 명확하게 규정되어 있다는 뜻입니다. 따라서, 프로젝트를 수립할 때에는 반드시 한정된 시간과 뚜렷한 목표가 있어야 하며, 비반복적인 과업이라는 특징도 가지고 있습니다.

이러한 프로젝트를 성공적으로 수행해서 목표를 달성하기 위해서는 지속적인 관리가 필요합니다. 이를 프로젝트 관리(Project Management, PM)라고 합니다. 프로젝트 관리는 정해진 기간동안 목표가 효과적으로 달성되도록 계획, 운영, 지도하는 업무입니다. 만약 프로젝트 관리가 제대로 이뤄지지 않는다면 업무상 병목현상이 발생하는 등 운영상 비효율이 발생할 수 있습니다. 프로젝트 관리에는 활동계획, 일정표 작성과 프로젝트 진행상황 확인 등의 다양한 작업들이 포함됩니다. 프로젝트 일정관리에 사용되는 방법론을 하나씩 알아봅시다.

 

3. 퍼트(PERT)

 

프로그램 평가 및 검토 기법(The Program/Project Evaluation and Review Technique, PERT)는 대규모 프로젝트에서 일정계획을 수립하고 공정을 관리하기 위한 기법입니다. 비반복적인 거대한 규모의 프로젝트는 상호간에 관련성이 높은 수많은 작업들로 구성됩니다. 건물을 건축한다면 측량, 설계부터 기초, 골조, 설비, 외장 등 다양한 작업들이 하나의 프로젝트에 포함되어 있습니다. 이 작업들은 모두 개별적인 공정이지만 서로 높은 관련성을 가지고 있죠. 그런데 단순히 건물을 하나 짓는 것이 아니라 신도시 개발사업이나 누리호 로켓 연구과제 같은 대형 연구개발과제, 해양플랜트 개발 등의 프로젝트 안에는 수십만 가지의 작업들이 들어가며, 정해진 프로세스에 따라 동시에 이뤄져야 합니다. 따라서 전체 과정이 효율적으로 관리할 수 있는 네트워크 계획 통제 시스템 중 하나가 퍼트입니다.

퍼트는 1958년 부즈앨런해밀턴 사(미국의 대형 컨설팅회사)에서 세계 최초의 SLBM인 폴라리스 잠수함용 수중발사 탄도미사일 개발 프로젝트의 진행상황을 파악하기 위해 개발되었습니다. 최초에는 단순히 스케줄을 관리하기 위한 기법으로 만들어졌으나 점차 다양한 방식으로 발전하였습니다. 퍼트를 활용하면 프로젝트를 완료하는데 필요한 활동의 순서, 시간, 자원 등을 흐름도(Flow chart)를 통해 나타낼 수 있습니다.

 

퍼트 네트워크 차트

프로젝트 완수에 필요한 모든 작업을 위의 그림과 같이 그립니다. 이러한 방식의 그림을 ADM(Arrow Diagram Method)라고 부릅니다. 각 원은 작업내용(이벤트)를 의미하고, 각 작업이 실시되는 것은 화살표로 소요시간과 함께 나타냅니다. 이때, 화살표를 액티비티(activity)라고 합니다. 각 요소들이 액티비티와 시간으로 서로 연결되어 네트워크를 구성하기 때문에 퍼트 네트워크 차트라고 부릅니다.

위 퍼트 네트워크 차트에서는 '10'이라는 작업에서 시작해서 '50'이라는 작업에서 프로젝트가 종료됩니다. 이 프로젝트를 전부 완료하기 위해서는 '10'부터 '50'까지의 작업을 모두 완료해야 하죠. 이때, '30'이라는 작업을 시작하기 위해서는 반드시 작업 '10'이 시작되어 3개월 만큼의 시간이 흘러야 합니다. 화살표 A에 t=3month라고 적혀있는 것이 그런 의미입니다. 다음으로 작업 '40'이 시작되기 위해서는 작업 '30'이 시작 후 1개월이 지나야 합니다. 각 작업의 의존도(화살표의 방향)과 기간에 따라 작업 순서가 결정되는 것입니다.

이런 식으로 전체 프로세스를 분석하면 이 프로젝트가 완료되기 위해서는 최소 7개월이 필요하다는 것을 알 수 있습니다. 작업 '10'에서 '50'까지 액티비티 A, E를 끝내는데는 5개월이 걸리지만 B, C 혹은 A, D, F의 액티비티를 마무리하기 위해서는 7개월이 필요하기 때문입니다. 이러한 최장시간경로를 크리티컬 패스(Critical Path)라고 합니다. 위의 프로젝트에서는 A-D-F와 B-C 경로가 7개월로 가장 긴 시간이 소요되므로 2개의 크리티컬 패스를 가지고 있습니다. 실제 업무에서는 이런 크리티컬 패스를 파악하여 정해진 기간보다 긴 시간이 필요한 경우 크리티컬 패스에 해당되는 액티비티에 자원을 중점적으로 투입해서 시간을 단축시키는 노력을 하게 됩니다.

 

□ 퍼트의 적용방법
1. 프로젝트에 필요한 모든 작업을 파악
2. 각 작업들의 의존도에 따라 순서를 결정
3. 작업들 간의 관계를 파악
4. 퍼트 네트워크 차트를 작성
5. 각각의 작업의 개별 소요시간을 추정
6. 네트워크 차트를 활용해 프로젝트 일정을 결정하고 크리티컬 패스를 관리

이때, 작업에 소요되는 추정시간은 다음과 같이 결정합니다. 한 개의 작업에 대해 낙관적으로 예상한 소요시간(낙관치), 비관적으로 예상한 소요시간(비관치), 일반적으로 소요될 것으로 예상되는 시간(정상치) 3가지의 시간을 계산하는 이유는 퍼트 기법이 주로 연구개발과제와 같은 비반복적인 업무에 주로 활용되었기 때문입니다. 과거의 업무레코드가 거의 없기 때문에 확률을 통해 예상치 못한 시간 지연이나 빠른 업무수행을 고려하는 것입니다.

 

(추정시간) = { (이상적인 상황의 추정시간) + 4 * (일반적으로 추정된 시간) + (최악의 상황에서의 추정시간) } / 6

 

(위 공식은 보통  'te = { to + 4tm + tp } / 6' 와 같이 수식으로 표현됩니다)
(이때, te = 기대치, to = 낙관치, tm = 비관치, tp = 정상치)


□ 퍼트의 특징
 - 과거의 수행경험이 없거나 적은 대규모 프로젝트에 사용
 - 작업 전체를 대상으로 하는 대일정계획 수립 시 주로 활용
 - 확률과 비관치, 낙관치라는 2가지의 극단치를 이용
 - 일정계획을 통해 불명확한 업무를 통합하여 관리



4. CPM(Critical Path Method)

CPM은 1950년대 미국의 화학기업인 듀폰 사에서 개발한 기법입니다. 퍼트와는 전혀 다른 방향에서 개발되었지만 현재는 PERT/CPM으로 합쳐져서 일반화되었습니다. 앞서 살펴본 퍼트는 확률과 극단치를 통해 프로젝트 완료에 필요한 시간관리에 중점을 두었다면, CPM은 일정과 더불어 비용까지 통제하고자 한 관리기법입니다.

통상 어떤 작업에 자원을 추가하면 해당 작업의 일정은 단축됩니다. 이렇게 추가한 자원을 직접비용이라고 하고, 일정이 단축됨으로서 프로젝트 전반적으로 감소되는 비용은 간접비용이라고 합니다. 이때, 프로젝트 관리에 필요한 비용은 직접비용과 간접비용의 합입니다. 예를 들어, 토목공사를 진행하는데 필요한 설비나 인력에는 일정 비용이 소요됩니다. 야간작업 등 자원을 더 투입하여 공정을 일찍 완료하면 해당 공정의 비용은 증가하지만 공사는 당초보다 일찍 준공되어 일반관리비 등의 비용을 절감할 수 있습니다. 이런 경우 CPM 기법을 활용해 직접비용과 간접비용의 감소량의 합이 최소가 되는 기간인 최적점(최적공사기간)을 구할 수 있습니다. 간접비용의 감소량은 보통 일정이 단축되어야 하므로 반드시 크리티컬 패스(주공정)의 일정을 단축시킵니다.


□ CPM의 특징
 - 비교적 안정적인 기술과 공정을 갖춘 사업에 사용(건설프로젝트 등)
 - 주로 중일정계획의 수립에 활용
 - 자원이 추가되면 일정이 줄어들고, 간접비용이 직접비용보다 크다는 가정하에 사용
 - 비용과 일정의 효율성에 중점을 둔 방식
 - 시간 추정에서 극단치를 사용하지 않음



5. PERT/CPM

퍼트와 CPM을 비교해보면, 퍼트는 프로젝트 수행기간의 단축이 목표이나 CPM은 원가를 절감하는 것이 목표입니다. 그리고 퍼트는 연구개발과 같은 반복되지 않은 신규사업, 규모가 큰 사업에 주로 사용되고, CPM은 비교적 반복적인 사업에 사용됩니다. 시간을 추정할 때 퍼트는 정상치, 비관치, 낙관치의 3점 시간추정으로 확률적 접근법을 활용하나 CPM은 반복되는 사업에 적용하므로 정상치만 사용하는 확정적 접근법을 사용합니다. 또, 퍼트는 작업(이벤트) 중심의 일정계산을 하지만 CPM은 액티비티를 중심으로 일정을 계산합니다.

이렇게 퍼트와 CPM은 서로 다른 개념으로 대형 프로젝트의 일정을 관리하기 위한 기법으로 개발되었지만 1960년대에 이 둘의 장점을 결합한 PERT/CPM 기법이 등장합니다. PERT/CPM은 프로젝트를 구성하는 작업들의 순서, 소요기간 등을 네트워크 형태로 표시하여 주공정과 여유공정을 산출합니다. 그래서 관리가 필요한 작업을 명확하게 구분하고, 작업일정을 세분화하여 일정관리를 효율적으로 수행할 수 있습니다. 오늘날에는 대부분의 현장에서 PERT/CPM을 프로젝트 관리 기법으로 사용하고 있습니다.



6. 간트 차트(Gantt Chart)

 

간트 차트

간트 차트는 1919년 미국의 헨리 간트가 발명했다고 합니다. 간트차트는 각 액티비티(업무)별로 일정의 시작과 끝을 막대로 표시해서 전체 일정을 쉽게 알아볼 수 있습니다. 간트차트에서 좌측 y축은 각각의 업무를, 상단 x축은 시간을 의미합니다. 도표상의 막대는 작업계획과 실제 작업의 진행률을 동시에 나타냅니다. 계획과 통제의 기능을 동시에 할 수 잇고, 작업의 계획대비 진행상황과 자원할당이 한 눈에 잘 표현되는 것이 가장 큰 장점입니다.

하지만 앞서 살펴본 네트워크 차트에서는 각각의 작업 간의 관계, 순서, 중요도, 크리티컬 패스 등을 알 수 있었지만 간트차트는 작업 간의 관계에 대한 정보는 포함하지 않고 있다는 단점이 있습니다. 그래서 주로 간단한 사업이나 생산계획, 단기적인 프로젝트에서 사용되는 한계가 있으며, 대규모 프로젝트에서는 차트의 크기가 매우 커져서 복잡해지거나 공정을 큰 단위로 묶어서 단순화해야 하므로 적합하지 않습니다. 주로 소일정계획이나 중일정계획에서 활용됩니다.

제2차세계대전 이후 미국에서는 간트차트를 개량한 마일스톤 차트라는 것도 만들었습니다. 마일스톤 차트는 간트차트와 모양은 거의 비슷하지만 막대 대신 마일스톤(이정표)을 사용했다는 차이점이 있습니다. 마일스톤은 특정 작업의 종료일이나 시작일 등 프로젝트에서 중요하게 여겨지는 시점을 나타냅니다. 착공일, 준공일, 인허가일 등이 주로 마일스톤으로 지정됩니다. 특별한 관리가 필요한 작업의 목표달성에 집중하는 것입니다. 마일스톤을 통해 작업 간의 의존관계를 고려하여 간트차트의 단점을 일부 보완할 수 있습니다. 간트차트는 진행과정의 파악에 중점을 둔다면 마일스톤 차트는 수행결과를 중요시하는 도표라고 할 수 있습니다.