Méthode du chemin critique

La méthode du chemin critique ( CPM ), ou analyse du chemin critique ( CPA ), est un algorithme permettant de planifier un ensemble d'activités de projet. Un chemin critique est déterminé en identifiant la plus longue séquence d'activités dépendantes et en mesurant le temps nécessaire pour les terminer du début à la fin. Elle est couramment utilisée en conjonction avec la technique d'évaluation et de révision des programmes (PERT).

Le CPM est une technique de modélisation de projet développée à la fin des années 1950 par Morgan R. Walker de DuPont et James E. Kelley Jr. de Remington Rand . Kelley et Walker ont raconté leurs souvenirs du développement du CPM en 1989. Kelley a attribué le terme « chemin critique » aux développeurs du PERT, qui a été développé à peu près à la même époque par Booz Allen Hamilton et la marine américaine . Les précurseurs de ce qui est devenu connu sous le nom de chemin critique ont été développés et mis en pratique par DuPont entre 1940 et 1943 et ont contribué au succès du projet Manhattan .

L'analyse du chemin critique est couramment utilisée pour toutes les formes de projets, notamment la construction, l'aérospatiale et la défense, le développement de logiciels, les projets de recherche, le développement de produits, l'ingénierie et la maintenance d'usines, entre autres. Tout projet comportant des activités interdépendantes peut appliquer cette méthode d'analyse mathématique. L'analyse du chemin critique a été utilisée pour la première fois en 1966 pour le développement majeur de gratte-ciels de construction des anciennes tours jumelles du World Trade Center à New York. Bien que le programme et l'approche d'origine de l'analyse du chemin critique ne soient plus utilisés, le terme est généralement appliqué à toute approche utilisée pour analyser un diagramme logique de réseau de projet.

La technique essentielle pour utiliser le CPM est de construire un modèle du projet qui comprend :

1. Une liste de toutes les activités nécessaires pour mener à bien le projet (généralement classées dans une structure de répartition du travail )
2. Le temps ( durée ) que chaque activité prendra pour être réalisée
3. Les dépendances entre les activités
4. Points finaux logiques tels que des jalons ou des éléments livrables

À l'aide de ces valeurs, CPM calcule le chemin le plus long des activités planifiées jusqu'aux points finaux logiques ou jusqu'à la fin du projet, ainsi que les heures les plus proches et les plus tardives auxquelles chaque activité peut commencer et se terminer sans allonger le projet. Ce processus détermine les activités « critiques » (c'est-à-dire celles qui se trouvent sur le chemin le plus long) et celles qui n'ont pas de marge/délai ou une « marge totale » de zéro (c'est-à-dire qui peuvent être retardées sans allonger le projet). Dans la gestion de projet, un chemin critique est la séquence d'activités du réseau de projet qui s'additionnent pour atteindre la durée globale la plus longue, que cette durée la plus longue ait ou non une marge. Cela détermine le temps le plus court possible pour terminer le projet. Une « marge totale » (temps inutilisé) peut se produire dans le chemin critique. Par exemple, si un projet teste un panneau solaire et que la tâche « B » nécessite le « lever du soleil », une contrainte de planification sur l'activité de test pourrait être qu'elle ne démarre pas avant l'heure prévue pour le lever du soleil. Cela pourrait insérer un temps mort (flotte totale) dans la planification des activités sur ce chemin avant le lever du soleil en raison de la nécessité d'attendre cet événement. Ce chemin, avec la marge totale générée par la contrainte, allongerait en fait le chemin, la marge totale faisant partie de la durée la plus courte possible pour l'ensemble du projet. En d'autres termes, les tâches individuelles sur le chemin critique avant la contrainte pourraient être retardées sans allonger le chemin critique ; il s'agit de la marge totale de cette tâche, mais le temps ajouté à la durée du projet par la contrainte est en fait la traînée du chemin critique , la quantité par laquelle la durée du projet est prolongée par chaque activité et contrainte du chemin critique.

Un projet peut avoir plusieurs chemins parallèles quasi critiques, et certaines ou toutes les tâches peuvent avoir une marge libre et/ou totale. Un chemin parallèle supplémentaire à travers le réseau avec des durées totales plus courtes que le chemin critique est appelé chemin sous-critique ou non critique. Les activités sur les chemins sous-critiques n'ont pas de résistance, car elles ne prolongent pas la durée du projet.

Les outils d'analyse CPM permettent à un utilisateur de sélectionner un point final logique dans un projet et d'identifier rapidement sa plus longue série d'activités dépendantes (son chemin le plus long). Ces outils peuvent afficher le chemin critique (et les activités proches du chemin critique si vous le souhaitez) sous la forme d'une cascade qui s'écoule du début du projet (ou de la date d'état actuelle) jusqu'au point final logique sélectionné.

Bien que le diagramme d'activité sur flèche (diagramme PERT) soit encore utilisé à quelques endroits, il a généralement été remplacé par le diagramme d'activité sur nœud, où chaque activité est représentée par une boîte ou un nœud et les flèches représentent les relations logiques allant du prédécesseur au successeur comme indiqué ici dans le « Diagramme d'activité sur nœud ».

Dans ce diagramme, les activités A, B, C, D et E constituent le chemin critique ou le plus long, tandis que les activités F, G et H sont hors du chemin critique avec des marges de 15, 5 et 20 jours respectivement. Alors que les activités hors du chemin critique ont une marge et ne retardent donc pas l'achèvement du projet, celles qui sont sur le chemin critique auront généralement une traînée du chemin critique, c'est-à-dire qu'elles retardent l'achèvement du projet. La traînée d'une activité du chemin critique peut être calculée à l'aide de la formule suivante :

1. Si une activité du chemin critique n'a rien en parallèle, sa traînée est égale à sa durée. Ainsi, A et E ont des traînées de 10 jours et 20 jours respectivement.
2. Si une activité du chemin critique a une autre activité en parallèle, sa traînée est égale à la valeur la plus faible : sa durée ou la marge totale de l'activité parallèle ayant la plus petite marge totale. Ainsi, puisque B et C sont tous deux parallèles à F (flotteur de 15) et H (flotteur de 20), B a une durée de 20 jours et une traînée de 15 (égale à la marge de F), tandis que C a une durée de seulement 5 jours et donc une traînée de seulement 5. L'activité D, d'une durée de 10 jours, est parallèle à G (flotteur de 5) et H (flotteur de 20) et donc sa traînée est égale à 5, la marge de G.

Ces résultats, y compris les calculs de traînée, permettent aux gestionnaires de prioriser les activités pour une gestion efficace du projet et de raccourcir le chemin critique prévu d'un projet en éliminant les activités du chemin critique, en « accélérant » (c'est-à-dire en effectuant plus d'activités en parallèle) et/ou en « écrasant le chemin critique » (c'est-à-dire en raccourcissant la durée des activités du chemin critique en ajoutant des ressources ).

L'analyse du chemin critique a également été utilisée pour optimiser les calendriers dans les processus en dehors des contextes strictement orientés projet, par exemple pour augmenter le rendement de fabrication en utilisant la technique et les mesures pour identifier et atténuer les facteurs de retard et ainsi réduire le délai d'assemblage.

La « durée d'un crash » est un terme qui fait référence à la durée la plus courte possible pendant laquelle une activité peut être planifiée. On peut y parvenir en affectant davantage de ressources à l'achèvement de cette activité, ce qui entraîne une diminution du temps passé et souvent une diminution de la qualité du travail, car la prime est fixée sur la rapidité. La durée d'un crash est généralement modélisée comme une relation linéaire entre le coût et la durée de l'activité, mais dans de nombreux cas, une fonction convexe ou une fonction en escalier est plus applicable.

À l'origine, la méthode du chemin critique ne prenait en compte que les dépendances logiques entre les éléments terminaux. Depuis, elle a été étendue pour permettre l'inclusion des ressources liées à chaque activité, via des processus appelés affectations de ressources basées sur les activités et des techniques d'optimisation des ressources telles que le nivellement des ressources et le lissage des ressources . Un calendrier nivelé par ressources peut inclure des retards dus à des goulots d'étranglement des ressources (c'est-à-dire l'indisponibilité d'une ressource au moment requis) et peut faire en sorte qu'un chemin auparavant plus court devienne le chemin le plus long ou le plus « critique pour les ressources », tandis qu'un calendrier lissé par ressources évite d'avoir un impact sur le chemin critique en utilisant uniquement la marge libre et totale. Un concept connexe est appelé la chaîne critique , qui tente de protéger les durées des activités et des projets contre les retards imprévus dus aux contraintes de ressources.

Les calendriers de projet changeant régulièrement, CPM permet un suivi continu du calendrier, ce qui permet au chef de projet de suivre les activités critiques et d'alerter le chef de projet de la possibilité que des activités non critiques soient retardées au-delà de leur marge totale, créant ainsi un nouveau chemin critique et retardant l'achèvement du projet. De plus, la méthode peut facilement intégrer les concepts de prédictions stochastiques, en utilisant la méthodologie PERT et la méthodologie de la chaîne d'événements .

Actuellement, il existe plusieurs solutions logicielles disponibles dans l'industrie qui utilisent la méthode de planification CPM ; voir la liste des logiciels de gestion de projet . La méthode actuellement utilisée par la plupart des logiciels de gestion de projet est basée sur une approche de calcul manuel développée par Fondahl de l'Université de Stanford.

Un planning généré à l'aide des techniques du chemin critique n'est souvent pas réalisé avec précision, car des estimations sont utilisées pour calculer les temps : si une erreur est commise, les résultats de l'analyse peuvent changer. Cela peut provoquer un bouleversement dans la mise en œuvre d'un projet si les estimations sont aveuglément prises en compte et si les changements ne sont pas traités rapidement. Cependant, la structure de l'analyse du chemin critique est telle que l'écart par rapport au planning initial causé par tout changement peut être mesuré et son impact peut être amélioré ou ajusté. En effet, un élément important de l'analyse post-mortem d'un projet est le « chemin critique tel que construit » (ABCP), qui analyse les causes et les impacts spécifiques des changements entre le planning prévu et le planning final tel qu'il est réellement mis en œuvre.

• Dans Odds On , le premier roman de Michael Crichton , des voleurs utilisent un programme informatique de chemin critique pour les aider à planifier un braquage.
• La trilogie Nome (dans le premier livre, Truckers ) de Terry Pratchett mentionne « quelque chose appelé analyse du chemin critique » et dit que cela signifie « il y a toujours quelque chose que vous auriez dû faire en premier ».