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PERT/CPM: 프로젝트 일정 관리의 핵심 기법

GilliLab IT 2025. 3. 30. 16:52
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PERT/CPM: 프로젝트 일정 관리의 핵심 기법

1. PERT/CPM의 개념과 배경

  • PERT(Program Evaluation & Review Technique): 1950년대 후반 미 해군이 폴라리스 미사일 개발 프로젝트 관리를 위해 개발한 기법.
  • CPM(Critical Path Method): 1950년대 듀폰社와 레밍턴랜드社가 화학 공장 유지보수 작업 관리를 위해 개발한 일정계획기법.
  • 두 기법은 독립적으로 개발되었으나 현재는 유사성으로 인해 PERT/CPM으로 통합 지칭됨.
  • 핵심 목표: 프로젝트 완료 시간 예측 및 주요 작업(Critical Path) 식별.
  • 네트워크 기반 프로젝트 관리 도구로, 일정 지연 위험을 최소화하기 위한 계획 기법.

2. PERT와 CPM의 주요 차이점

2.1. 시간 추정 방식

  • PERT: 확률적 접근법 채택

    • 낙관적 시간(a): 가장 좋은 상황에서의 작업 완료 시간
    • 가능성 높은 시간(m): 가장 가능성 높은 작업 완료 시간
    • 비관적 시간(b): 최악의 상황에서의 작업 완료 시간
    • 기대시간(te) = (a + 4m + b) / 6
    • 분산(σ²) = ((b - a) / 6)²

  • CPM: 결정론적 접근법 채택

    • 단일 시간 추정치 사용
    • 확정된 작업 소요 시간 기반
    • 시간-비용 트레이드오프 분석 가능

2.2. 적용 분야

  • PERT: 불확실성이 높은 R&D, 신제품 개발 등의 프로젝트에 적합
  • CPM: 건설, 제조 등 반복적이고 경험적 데이터가 있는 프로젝트에 적합

3. PERT/CPM의 구성 요소

3.1. 네트워크 다이어그램

  • 화살표와 노드를 사용하여 작업 간 선후관계 표현
  • AOA(Activity on Arrow): 화살표가 작업을 표현
  • AON(Activity on Node): 노드가 작업을 표현(현대적인 방식)
graph LR
    A[시작] --> B[작업 B: 5일]
    A --> C[작업 C: 3일]
    B --> D[작업 D: 4일]
    C --> D
    D --> E[종료]

3.2. 주요 용어

  • 작업(Activity): 프로젝트 완료를 위해 수행해야 할 개별 태스크
  • 이벤트(Event): 하나 이상의 작업 완료 시점을 나타내는 마일스톤
  • 더미 액티비티(Dummy Activity): 실제 작업은 아니지만 의존성 표현을 위해 사용되는 가상 작업
  • 선행작업(Predecessor): 특정 작업 시작 전에 완료되어야 하는 작업
  • 후속작업(Successor): 특정 작업 완료 후 시작할 수 있는 작업

4. 주요 계산 방법

4.1. 시간 계산

  • 최초 시작시간(EST, Early Start Time): 작업이 시작될 수 있는 가장 빠른 시간
  • 최초 종료시간(EFT, Early Finish Time): 작업이 완료될 수 있는 가장 빠른 시간
    • EFT = EST + 작업 소요시간
  • 최종 시작시간(LST, Late Start Time): 전체 프로젝트 지연 없이 작업이 시작될 수 있는 가장 늦은 시간
  • 최종 종료시간(LFT, Late Finish Time): 전체 프로젝트 지연 없이 작업이 완료될 수 있는 가장 늦은 시간
    • LST = LFT - 작업 소요시간

4.2. 여유시간(Slack/Float) 계산

  • 총 여유시간(Total Float): 전체 프로젝트 지연 없이 작업이 지연될 수 있는 최대 시간
    • TF = LST - EST 또는 LFT - EFT
  • 자유 여유시간(Free Float): 후속 작업의 최초 시작 시간 지연 없이 작업이 지연될 수 있는 최대 시간
  • 독립 여유시간(Independent Float): 선행작업이 최후 종료 시간에 끝나고 후속작업이 최초 시작 시간에 시작할 때 작업이 지연될 수 있는 시간

4.3. 주경로(Critical Path) 결정

  • 총 여유시간(TF)이 0인 작업들로 구성된 경로
  • 프로젝트 최소 완료 시간을 결정하는 경로
  • 주경로 상의 작업 지연은 전체 프로젝트 지연으로 직결

5. PERT/CPM 분석 단계

  1. 작업 분해: 프로젝트를 개별 작업으로 분할
  2. 선후관계 설정: 작업 간 의존성 파악
  3. 시간 추정: 각 작업의 소요 시간 산정
  4. 네트워크 다이어그램 작성: 작업과 의존성을 시각화
  5. 전진 계산법(Forward Pass): EST, EFT 계산
  6. 후진 계산법(Backward Pass): LST, LFT 계산
  7. 여유시간 계산: 각 작업의 여유시간 산출
  8. 주경로 식별: 여유시간이 0인 작업 연결
  9. 일정 최적화: 자원 제약 고려 및 조정
flowchart TD
    A[작업 분해] --> B[선후관계 설정]
    B --> C[시간 추정]
    C --> D[네트워크 다이어그램 작성]
    D --> E[전진 계산법]
    E --> F[후진 계산법]
    F --> G[여유시간 계산]
    G --> H[주경로 식별]
    H --> I[일정 최적화]

6. 실제 적용 사례

6.1. 소프트웨어 개발 프로젝트 예시

graph LR
    A[요구사항 분석: 5일] --> B[설계: 10일]
    B --> C[개발: 20일]
    B --> D[DB 구축: 8일]
    C --> E[통합: 7일]
    D --> E
    E --> F[테스트: 12일]
    F --> G[사용자 교육: 5일]
    F --> H[문서화: 8일]
    G --> I[배포: 3일]
    H --> I
  • 주경로: 요구사항 분석(5일) → 설계(10일) → 개발(20일) → 통합(7일) → 테스트(12일) → 사용자 교육(5일) → 배포(3일)
  • 총 프로젝트 기간: 62일
  • 'DB 구축'과 '문서화' 작업은 주경로가 아니므로 일정 지연에 대한 여유가 있음

6.2. 건설 프로젝트 예시

  • 땅 파기(7일) → 기초 공사(14일) → 구조물 설치(21일) → 지붕 공사(10일)
  • 전기 공사(14일, 구조물 설치 후) → 배관 공사(10일, 구조물 설치 후)
  • 내부 마감(14일, 지붕/전기/배관 완료 후) → 외부 마감(7일, 지붕 완료 후)
  • 최종 검수(5일, 내부/외부 마감 후)

7. PERT/CPM의 한계점과 보완 방법

7.1. 한계점

  • 작업 시간 추정의 주관성
  • 자원 제약 고려 부족
  • 대규모 프로젝트에서 복잡성 증가
  • 불확실성과 리스크 관리 한계
  • 작업 간 병렬 처리 고려 미흡

7.2. 보완 방법

  • 몬테카를로 시뮬레이션: 작업 시간의 확률 분포를 고려한 시뮬레이션
  • 자원 제약 PERT/CPM: 가용 자원을 고려한 일정 계획
  • Program Evaluation and Review Technique with Resources (PERT/R): 자원 제약을 고려한 PERT 확장
  • Critical Chain Project Management (CCPM): 자원 제약과 버퍼 관리를 통합한 방법론
  • 애자일 방법론과의 통합: 반복적인 계획 수립 및 조정

8. 현대적 활용과 소프트웨어 도구

8.1. 현대적 프로젝트 관리 도구

  • Microsoft Project: PERT/CPM 차트 생성 및 주경로 자동 계산
  • Primavera P6: 대규모 프로젝트에 적합한 고급 PERT/CPM 기능
  • Jira와 Trello: 간소화된 의존성 관리 및 타임라인 시각화
  • ProjectLibre: 오픈소스 프로젝트 관리 도구
  • SmartDraw: 직관적인 PERT/CPM 네트워크 다이어그램 생성

8.2. 산업별 활용 추세

  • IT 산업: 애자일 방법론과 결합하여 중요 작업 관리
  • 건설 산업: BIM(Building Information Modeling)과 통합하여 4D/5D 시뮬레이션
  • 제조 산업: 린(Lean) 방법론과 결합한 프로세스 최적화
  • 연구개발: 불확실성 높은 프로젝트의 단계별 관리
  • 항공우주: 복잡한 시스템 개발의 단계적 관리 및 위험 완화

9. PERT/CPM 도입 및 실행 전략

9.1. 도입 준비 단계

  • 프로젝트 특성 분석 및 적합성 평가
  • 팀원 교육 및 역량 강화
  • 필요 소프트웨어 도구 선정
  • 작업 분류 체계(WBS) 수립
  • 기존 프로젝트 데이터 수집 및 분석

9.2. 효과적인 실행 방안

  • 정기적인 일정 업데이트 및 재계산
  • 주경로 모니터링 및 관리 강화
  • 작업 진척도 시각화 및 공유
  • 변경 관리 프로세스 통합
  • 사후 분석을 통한 추정 정확도 향상

10. 결론 및 발전 방향

  • PERT/CPM은 60년 이상의 역사를 가진 검증된 프로젝트 관리 기법
  • 디지털 전환과 인공지능 기술의 발전에 따라 더욱 정교한 분석 가능
  • 빅데이터 기반 작업 시간 추정 정확도 향상
  • 머신러닝을 활용한 최적 경로 예측 및 위험 분석
  • 가상현실/증강현실과 결합한 직관적 네트워크 다이어그램 시각화
  • 불확실성과 복잡성이 증가하는 현대 프로젝트 환경에서 체계적인 일정 관리의 중요성 증대

PERT/CPM은 단순한 일정 계획 기법을 넘어, 프로젝트의 성공적 완수를 위한 체계적 사고방식을 제공합니다. 작업 간 의존성과 시간적 제약을 명확히 이해함으로써, 프로젝트 관리자는 제한된 자원과 시간 내에서 최적의 의사결정을 내릴 수 있습니다. 현대의 복잡한 프로젝트 환경에서도, PERT/CPM의 기본 원리는 여전히 유효하며 다양한 디지털 도구와 결합하여 더욱 강력한 프로젝트 관리 솔루션으로 발전하고 있습니다.

Keywords

Critical Path, 주경로, Project Management, 프로젝트 관리, Schedule Planning, 일정계획, Network Diagram, 네트워크 다이어그램, Float Analysis, 여유시간 분석, Time Estimation, 시간 추정, Activity Dependencies, 작업 의존성

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