スケジュールリスク分析:プロジェクトが遅れる理由
プロジェクトが遅れるのは、最も可能性の高い所要期間で組んだスケジュールが楽観的だからです。ある建築プロジェクトでは、その所要期間なら55週目に完了しますが、5,000回のシミュレーション結果のうち、その時点までに完了するのは14.3%だけです。完了週の平均は58.2週目、P80の完了週は60.7週目で、60週目の期限を守れないのは、結果の27.2%です。
最頻の完了週と平均の完了週には3.23週間の差があり、原因は3つです。下振れより上振れの幅が大きい所要期間(2.50週間)、悪天候のリスク(0.60週間)、並行する2つの工種が合流する点で生じるマージバイアス(0.13週間)です。
スケジュールリスク分析とは
スケジュールリスク分析では、各アクティビティの所要期間を1つの数値ではなく幅で表し、作業を遅らせうるリスクイベントを加えて、その幅から引いた値でスケジュールを何千回も再計算します。これがモンテカルロシミュレーションです。結果は完了日の分布になり、期限を守れる確率や、P80のように選んだ信頼水準での完了日を読み取れます。P80は、シミュレーション結果の80%がその日までに完了する日です(P50、P80、P90を参照)。
単一値のスケジュールが答えるのは、「すべてのアクティビティが最も可能性の高い時間で終わったら、いつ完了するか」です。スケジュールリスク分析が答えるのは「各完了日はどのくらい起こりやすいか」で、前者の答えがたいてい早すぎる理由も見えてきます。
サンプルのスケジュール
建築プロジェクトのサンプルには、コスト見積もりと並んでScheduleシートがあります。7件のアクティビティは週単位で、設計・許認可・基礎・躯体が順に続き、その後にMEP(機械・電気・配管)と仕上げが並行し、最後に試運転が入ります。開始からの完了週は、次の1つの数式で求めます。=C2+C3+C4+C5+MAX(C6,C7)+C8+B10
MAX(C6,C7)は、並行する2つの工種のうち長い方を待ちます。B10は天候による遅れで、=Estimate!D14*2です。コスト見積もりのリスク登録簿にある悪天候リスクが起きると2週間(発生確率は30%)、起きなければ遅れはありません。シミュレーションでは、各所要期間に、最小・最頻・最大の3点で決まるPERT分布を与えます。
| アクティビティ | 最小 | 最頻 | 最大 | 平均 |
|---|---|---|---|---|
| 設計 | 6 | 8 | 12 | 8.33 |
| 許認可 | 4 | 6 | 12 | 6.67 |
| 基礎 | 8 | 10 | 14 | 10.33 |
| 躯体 | 14 | 16 | 22 | 16.67 |
| MEP(並行) | 10 | 12 | 16 | 12.33 |
| 仕上げ(並行) | 8 | 10 | 15 | 10.50 |
| 試運転 | 2 | 3 | 5 | 3.17 |
最頻の完了週とシミュレーションの完了週
すべての所要期間を最頻値にし、天候による遅れがないとすると、Excelファイルの値は55週目です。単一値のスケジュールが約束するのは、この日です。シミュレーションでは、7件の所要期間と悪天候リスクをまとめて5,000回引きます。
| 最頻の完了週(すべての所要期間が最頻値で、天候による遅れなし) | 55 |
|---|---|
| シミュレーションした完了週の平均 | 58.2 |
| P50(半数の結果がこれより早く完了) | 58.2 |
| P80 | 60.7 |
| P90 | 62.1 |
| 55週目までに完了する確率 | 14.3% |
| 60週目より後に完了する確率 | 27.2% |
完了週の平均は58.2週目で、55週目までに完了する結果は14.3%しかありません。60週目の期限は、P50(58.2)とP80(60.7)の間にあります。期限を守れる結果は72.8%、守れない結果は27.2%です。このスケジュールに雑な見積もりはありません。楽観的になるのは最頻値を足し合わせるためで、理由は3つあります。
プロジェクトが遅れる3つの原因
最頻の完了週と平均の完了週の差3.23週間は、ちょうど3つに分かれます。いずれも試行から測った値です。
| 最頻の完了週 | 55.00 |
|---|---|
| + 所要期間の偏り | 2.50 |
| + 悪天候 | 0.60 |
| + マージバイアス | 0.13 |
| = シミュレーションした完了週の平均 | 58.23 |
所要期間の偏り:2.50週間。ここでは、どの幅も最頻値より上の方が下より大きく伸びています。アクティビティは、短縮できる幅より延びる幅の方が大きいのです。PERTの所要期間の平均は(最小 + 4 × 最頻 + 最大)/ 6なので、許認可は最小4週間、最大12週間、最頻6週間で、平均6.67週間かかります。最頻のスケジュールの経路に沿って(仕上げは、より長いMEPと並行するので除きます)、平均から最頻値を引いた差を足し合わせると2.50週間で、全体の差の77.4%にあたります。寄与が最も大きいのは許認可と躯体で、それぞれ0.67週間です。どちらも、幅は最頻の所要期間より上に6週間伸びる一方、下には2週間しか伸びません。
悪天候:0.60週間。このリスクイベントが起きるのは試行の30%で、そこでは2週間が加わり、残りでは何も加わりません。平均すると0.60週間です。0.60週間遅れる試行はありません。2週間遅れるか、まったく遅れないかのどちらかです。最頻のスケジュールは、起きない可能性の方が高いのでこのリスクを含めませんが、期限を守れない試行は、遅れが出た場合で40.9%、出ない場合で21.4%です。
マージバイアス:0.13週間。並行パスが合流する点では、作業は遅い方のパスを待ちます。MEPは平均12.33週間、仕上げは10.50週間かかるので、たいていはMEPがペースを決めます。しかし試行の15.0%では仕上げの方が長く、そのときは平均0.85週間長くなります。これらの試行が、MAX(C6,C7)の平均をMEPの平均より0.13週間押し上げます(15.0% × 0.85)。2つの所要期間のうち遅い方の平均は、それぞれの平均のうち遅い方より大きくなります。単一値のスケジュールでは、この差は見えません。
従来のPERT法のように、経路上の平均の所要期間を足し合わせると、57.5週目になります。所要期間の偏りによる楽観は取り除けますが、リスクイベントとマージバイアスは反映されません。スケジュールリスク分析がスケジュール全体をシミュレーションするのは、このためです。
並行パスの長さが近いとマージバイアスは大きくなる
ここでマージバイアスが3つの原因の中で最も小さいのは、MEPが仕上げより平均で1.83週間長く、仕上げがMEPを追い越すことがまれだからです。仕上げにMEPと同じ幅を与えて、同じ試行をもう一度実行してみます(ほかの入力は同じ乱数のままです)。
| 元のまま | MEPの幅を適用 | |
|---|---|---|
| 最頻の完了週 | 55 | 55 |
| 仕上げがMEPより長くなる割合 | 15.0% | 49.7% |
| マージバイアス(週) | 0.13 | 0.63 |
| 平均の完了週 | 58.2 | 58.7 |
| P80の完了週 | 60.7 | 61.2 |
| 60週目より後に完了する確率 | 27.2% | 32.8% |
最頻の完了週は動きません。単一値のスケジュールには、2つの最頻の所要期間のうち長い方、つまりMEPの12週間しか見えないためです。しかし、仕上げが長くなる試行はおよそ半分になります。マージバイアスは0.63週間に増え、60週目より後に完了する確率は27.2%から32.8%に上がります。1つの点に合流するパスが多く、その長さが近いほどマージバイアスは大きくなるので、長さの近い並行パスが多いスケジュールは、たいていこのサンプルより大きなマージバイアスを抱えています。
P80の完了日を決める
80%の信頼水準での完了日は、シミュレーションした完了週のP80です。スケジュールバッファー(スケジュールのコンティンジェンシー)は、最頻の完了週と約束する日の間の時間です。
| 信頼水準 | 完了週 | 55週目に対するバッファー |
|---|---|---|
| P50 | 58.2 | 3.2 |
| P80 | 60.7 | 5.7 |
| P90 | 62.1 | 7.1 |
60週目の期限は信頼水準が72.8%で、P80に届きません。P80で約束するには、日付を60.7週目に移すか、完了日を左右するアクティビティ(次の節で示します)を短縮します。どの信頼水準を使うかは方針の決定で、コストのコンティンジェンシーと同じです。
xellstormでは、S字カーブにカーソルを合わせると、任意の週までに完了する確率が表示されます。確率ボックスに週を入力すれば、その週より後に完了する確率がわかります。
完了日を左右する要因
分散寄与率は、完了週のばらつきをどの入力が説明するかを示します。xellstormは試行の順位の回帰で推定します。アプリに表示される数値と同じものです。
幅が最も広い2つのアクティビティ、許認可と躯体(最小から最大まで8週間)は、それぞれおよそ23%を説明します。コスト見積もりのリスクである悪天候は10.2%を説明します。仕上げが説明するのは0.4%だけです。仕上げが完了週を決めるのは試行の15.0%だけで、それ以外では所要期間は影響しません。コスト項目とほかのリスクイベントは完了週の数式にないので、本来の寄与はゼロで、推定でも合計で0.1%未満です。トルネード図のガイドでは、1つずつ動かすトルネード図が並行する2つの工種を読み違える様子を示しています。
限界:スプレッドシートのスケジュールであり、CPMネットワークではない
xellstormが計算するのはExcelファイル自身の数式で、スケジュールのロジックもその中にあります。順次のアクティビティは合計、パスが合流する点はMAXです。クリティカルパス法(CPM)のスケジューリングツールのような、アクティビティと依存関係のネットワークは背後にありません。依存関係の種類やラグ、カレンダー、資源平準化はなく、試行ごとのクリティカルパスも求めません。数式が表すことはxellstormがシミュレーションしますが、Excelファイルにないことは付け加えられません。
xellstormが開くのはExcelファイル(.xlsxと.xlsm)で、Primavera P6やMicrosoft Projectのファイルは読み込めません。こうしたツールで管理しているスケジュールは、このサンプルのように主要なパスをExcelファイルにモデル化するか、スケジュールファイルを読み込めるスケジュールリスクツールを使ってください。スプレッドシートが向くのは、初期の見積もり、並行パスが少ない要約スケジュール、同じファイルのコストモデルと結びついたスケジュールです。連携した数百のアクティビティからなる詳細なネットワークは、スケジューリングツールの領域です。
試してみる
- このモデルをxellstormで開きます。入力・出力・60週目の目標は設定済みです。インストールも登録も不要で、Excelファイルはブラウザー内で計算します。
- 実行して、完了週の結果を開きます。シードと試行回数を同じにすれば、このページと同じ数値になります。平均(その下にExcelファイルの値である55週目)、60週目より後に完了する確率、P90、P1〜P99のパーセンタイル(P80は60.7週目)です。
- 確率ボックスで
<=を選び、55と入力すると、最頻の完了週を守れる結果がいかに少ないかがわかります。 - 「Distributions」ステップで、仕上げにMEPの範囲(10、12、16)を設定し、もう一度実行します。Excelファイルの値は55週目のままですが、平均とP80は後ろにずれます。
- HTMLレポート、PowerPointのスライド、結果ブックのいずれかをエクスポートします。結果ブックには全試行の入力と出力が入っているので、仕上げがMEPより長くなる頻度を数えられます。
よくある質問
プロジェクトスケジュールのマージバイアスとは?
マージバイアスとは、スケジュールの並行パスが合流する点で生じる余分な遅れです。次のアクティビティは最も遅いパスを待ち、複数の所要期間のうち最も遅いものの平均は、それぞれの平均のうち最も遅いものより大きくなります。単一値のスケジュールには現れません。建築のサンプルでは完了週の平均を0.13週間押し上げ、2つの並行する工種の幅が同じなら0.63週間押し上げます。
P80の完了日とは?
P80の完了日とは、シミュレーション結果の80%がその日までに完了する日で、プロジェクトがそれより遅れる確率は5回に1回です。スケジュール自体ではなく、スケジュールリスク分析から求めます。建築のサンプルでは、最頻の所要期間なら55週目に完了し、P80は60.7週目です。
平均の所要期間を足し合わせるだけではいけませんか?
クリティカルパス上の平均の所要期間を足し合わせる従来のPERT法は、所要期間の偏りは補正しますが、リスクイベントとマージバイアスは補正しません。建築のサンプルでは57.5週目になり、シミュレーションの平均は58.2週目です。その差が悪天候リスクとマージバイアスです。
xellstormでPrimavera P6やMicrosoft Projectのスケジュールを開けますか?
いいえ。xellstormが開くのはExcelファイル(.xlsxと.xlsm)だけで、Primavera P6やMicrosoft Projectのファイルは読み込めません。シミュレーションできるのは、スプレッドシートの数式で書かれたスケジュールです。たとえば、順次は合計、パスの合流はMAXで表す要約スケジュールで、連携したアクティビティのネットワークではありません。
アクティビティの所要期間には相関を付けるべきですか?
生産性の低さや、計画より複雑だった設計など、1つの原因が複数のアクティビティを延ばす場合は、所要期間に相関を付けるべきです。順次のアクティビティが相関していると、互いに打ち消し合わず一緒に遅れるので、完了日の幅が広がります。xellstormは入力を順位で相関させられます。このサンプルは、単純にするため独立のままにしています。
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トルネード図と感度分析の解説
トルネード図は、各入力を1つずつ動かします(xellstormでは既定でP10からP90)。建築の見積もりでは、1つのリスクがコストを150(USD千単位)動かします。
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