최근 국내외의 건설/플랜트 프로젝트를 수행하고 있는 대부분의 기업들은 급변하는 글로벌 시장의 변동성에 순응하면서도 자원제약(Resource Limit)과 한정된 프로젝트 기간(Project Duration)의 다목적 프로젝트 스케줄(Multi-Objective Project Schedule)을 고려하여 고객이 기대하고 있는 인도물을 On time과 With Budget으로 인도해야 하지만 자원과 프로젝트 기간에 대한 효율적인 관리의 부재로 인하여 지연(Delay)과 공기연장(EoT : Extension of time) Claim에 대한 문제가 빈번하게 야기되고 있다. 이러한 상황은 궁극적으로 고객 불만족을 야기 시키고 기업에 대한 신뢰(Trust)를 떨어뜨려, 금전적인 손실과 더불어 잠재고객의 이탈 및 회사 이미지 실추라는 엄청나 실패비용(Failure Cost)이라는 품질비용(Cost of Quality ; CoQ)을 지불하고 있다. 그러므로 대부분의 기업에서는 “제한적인 자원을 한정된 시간동안 어떻게 하면 효율적으로 활용할 수 있을까라는 문제에 대한 해결”에 대해서 끊임없는 해결을 도모하고 있다.
프로젝트 스케줄과 자원은 프로젝트 관리의 주요 항목이다. 이 문제는 예전이나 근래 급변하는 Global 시장에서 수행되는 대부분의 프로젝트의 의사결정권자들이 가장 많이 고민하는 ‘올바른 의사결정’의 문제와 동일하다.
프로젝트가 고도화되고 거대화됨에 따라 프로젝트에 필요한 인원, 장비, 자재 같은 자원이 특정 지역이나 업체가 아닌 전 세계에 흩어진 다수의 기업으로부터 공급받아야 되는 상황이 빈번하게 발생하였다. 이러한 공간적인 제약, 운반과 이송으로 발생하는 시간적 제약에 의해 자원관리 수준에 따라 프로젝트 스케줄에 영향을 주는 사례가 점차 증가되었다
프로젝트 스케줄에서 자원 평준화(Resource Leveling)의 목적은 시간 별 자원 사용량의 편차를 최소화하여 안정적인 자원의 사용이 가능토록 하는 것이다. 이는 인력, 설비 등의 중요한 자원에 대한 요구량이 변동할 때 발생하는 비용을 최소화하기 위함이다. 그러므로 프로젝트의 성공을 위한 스케줄을 수립할 때, 자원 편차(Resource Variance)와 또는 가용량과 프로젝트 기간(Project Duration)을 동시에 최적화하는 것은 프로젝트 스케줄에 있어서 매우 중요한 작업이다. 프로젝트 관리에서 자원 투입에 대한 편차(VR)와 프로젝트 기간(Project Duration) 사이에는 상충관계(trade-off)가 항상 존재한다. 일반적으로 프로젝트 기간을 줄이기 위해서는 기존에 계획되었던 자원 투입량을 보다 많이 투입해야 한다(Crashing 적용). 반대로, 자원 편차 (VR)를 줄이기 위해서는 프로젝트 기간은 불가피하게 증가할 것이다. 이러한 상충관계 상황에서는 프로젝트의 성공을 위한 최적화된 스케줄을 통한 올바른 의사결정(Decision Making)하기가 매우 어렵고 복잡한 문제이다. 이러한 이유에서 프로젝트 의사결정권자(Decision Maker)들이 올바른 의사결정을 내릴 수 있는 방법 중 하나는 프로젝트 관리에서 CPM(Critical Path Method)이라는 논리(Logic)을 기반으로 한 스케줄 개발 시 다양한 자원 편차(Variance Resource: VR)와 프로젝트 기간이 포함된 최적화된 대안 스케줄이 요구되고 있다. 최적화라는 관점에서 대안 스케줄은 프로젝트 기간과 자원 편차(VR)에 관한 다양한 목표를 달성시킬 수 있는 최적화된 해결방안을 의미한다.
본 연구에서는 자원 평준화에 있어서 파레토 최적 해결 기법을 효율적으로 적용하기 위한 자원 용량 감축을 위한 휴리스틱 알고리즘(Heuristic algorithm for resource capacity reduction, HRCR)을 개발하고자 한다. 이때, 경험적이라는 것은 자원 용량을 감소함으로써 자원 평준화(Resource leveling) 수준을 개선할 수 있다는 사실을 기반으로 한다. 프로젝트 스케줄 개발 시, 자원 제약이라는 문제를 해결하기 위해 구축된 변동인접검색 알고리즘(Variable Neighborhood Search, VNS)을 HRCR과 결합시켜 적용하였으며 사례연구I 에서는 Primavera P6의 우선순위 규칙 기반의 자원평준화와 HRCR 성능을 비교 하여 HRCR이 Primavera P6에 비하여 우수한 해를 생성함을 입증하였고, 사례연구 II에서는 PSPLIB(Kolish and Sprecher, 1996)의 J120 문제와의 성능 실험에서는 VNS와 HRCR의 프로젝트 기간에 대한 다양한 옵션과 자원 평준화의 정도를 통해 대안 스케줄을 효율적으로 생성한다는 것을 입증하였다.

Recently, many of the construction/plant companies around the globe are under pressure of having to satisfy their clients with the deliverables on time and within budget considering Multi-Objective Project Schedule with limited resources and project duration at the same time complying with the volatility caused from the rapidly changing environment in the global market. However, as a noticeable portion of the companies fail to effectively manage their projects, they often have to deal with claims regarding delays and/or the extension of time. Such failure will ultimately lead the companies to client dissatisfaction, loss of trust, financial losses, loss of potential clients and loss of company image. Therefore, most companies persistently strive to maximise the efficiency of the limited resources and time provided for them.
Project Schedule and Resources are the key categories of the Project Management. Those categories are what most of the decision makers deliberate as the key items of “Correct Decision Making” ever since.
As projects become more complex and greater in size, companies are no longer able to procure all the resources (labour, equipment and materials) from the local; they are to stretch out to various places around the world to fulfil their needs to accomplish the project. These spatial constraints and time constraints induced from such circumstances highlighted the level of resource management, and thus, it only becomes more important in project schedule management.
In Project Scheduling, purpose of the resource levelling is to enable stable use of resources by minimising variation of resource usage in given time. This essentially is to minimise the cost incurred due to the fluctuation in resource demand (i.e. labour and equipment). Therefore, it is crucial to optimise project duration, resource variance and/or availability all at the same time for the success of projects.
However, there will always be a trade-off between project duration and variance in resource input in project management. Commonly, in order to reduce the project duration, more resource input shall be made (Crashing applied). On the other hand, to reduce the resource variance, the project duration should be extended. Considering such trade-offs, making the right decisions with optimised project schedules is a difficult and complex concern. Hence, the methodology often adopted by project decision makers is the optimised alternative schedules based on the logic called “Critical Path Method” which include the Variance Resource and Project Duration. In terms of optimisation, the alternative schedules represent an optimised solution that allows achieving various goals regarding Project Duration and Variance Resources.
This study aims to develop a Heuristic algorithm for resource capacity reduction (HRCR) to efficiently apply Pareto optimal solution to resource levelling. Being empirical here is based on the fact that the level of resource levelling can be improved by reducing the resource capacity. In developing the project schedule, Variable Neighbourhood Search (VNS) was applied in combination with HRCR to solve the problem of resource constraints.
In case study I, Primavera P6’s priority rule based resource levelling and HRCR performance were compared, and it was proved that HRCR generated better solutions than what Primavera P6 did.
In case study II, in performance tests with J120 Problem in PSPLIB (Kolish and Sprecher, 1996), it was proved that VNS and HRCR efficiently generate the alternative schedule through various options and level of resource levelling for the project duration.