Kostenschätzung für Gesamtprojekte

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1 Kostenschätzung für Gesamtprojekte Anlässe für Kostenschätzungen im Projektmanagement Intern Die interne Kostenplanung sollte möglichst verursachungsgerecht erfolgen, da sie der Ermittlung von Preisuntergrenzen für die Teilnahme an Projektausschreibungen herangezogen wird. Außerdem werden hier die projektspezifischen Soll- / Plankosten bestimmt, die als Grundlage des Projektcontrollings dienen. Sie sind aber nur begrenzt einsetzbar. Extern Die externe Kostenplanung wird als taktische oder strategische Kostenplanung bezeichnet. Sie dient der Begründung der Preisforderungen gegenüber dem Auftraggeber während der Auftragsvergabe und der Rechtfertigung der ermittelten Selbstkosten. Außerdem dient sie der Festlegung der kostenabhängigen Prämien bei Erreichung / Unterschreitung der Zielkosten. CPIF-Abrechnungsmodus CPIF = Cost Plus Incentive Fee, d.h. Selbstkostenerstattungspreis plus Prämienaufschlag. Berechnungsformel: E = IK + BG + RA (ZK-IK) = BG + RA ZK + (1-RA) IK G = E -IK = BG + RA (ZK-IK) E: Erlös (Preis) IK: Istkosten FP: Festpreis G: Gewinn BG: Basisgewinn RA: Risikoanteil des Auftragnehmers mit 0RA1 ZK: Zielkosten Grenzfälle RA = 0: Selbstkostenerstattung mit Festgewinn (CPFF = Cost Plus Fixed Fee) E = BG + 0 ZK + (1-0) IK = IK + BG RA = 1: absoluter Festpreis (FFP = Firm Fixed Price) E = BG + 1 ZK + (1-1) IK = ZK + BG = FP Michael Heß Alle Angaben ohne Gewähr 1 / 9

2 Probleme bei der Schätzung von Projektkosten Es bestehen Wissensdefizite hinsichtlich der tatsächlich verursachten Kosten Methoden zur verursachungsgerechten Kostenschätzung. Außerdem findet taktisches / strategisches Verfälschen des bekannten Wissens über tatsächliche / geschätzte Kosten statt Motivation siehe versch. Abrechnungsmodelle. Bewusste Kostenüberschätzung, d.h. Angabe hoher Zielkosten, um bei niedrigeren Istkosten höhere Prämien zu erwirtschaften. G = BG + RA (ZK-IK) CPIF-Abrechnungsmodus Bewusste Kostenunterschätzung, d.h. Angabe niedriger Zielkosten, um den Zuschlag bei der Auftragsvergabe zu erhalten. G = ZK + BG = FP G = BG FFP-Abrechnungsmodus Diesen beiden Verzerrungen wird versucht mit einigen Verfahren entgegenzuwirken, eins davon ist die sog. Vickrey-Auktion, d.h. das günstigste Angebot bekommt den Zuschlag, die Vergütung erfolgt aber nach dem zweitgünstigsten Angebot. Es soll sicherstellen, dass alle Angebote rational abgegeben werden, d.h. die real geschätzten Zielkosten enthalten. Phasenabhängige Verfügbarkeit von Informationen erschwert die Kostenschätzung, da je nach Projektfortschritt unterschiedliche Informationen vorliegen. So fehlen in frühen Phasen oftmals relevante Informationen, da die Projektstruktur noch weitgehend unbekannt ist, was die Projektstrukturplanung schwieriger gestaltet. Auch spätere Änderungen der Projektstruktur sind anfangs notwendigerweise unbekannt. Man spricht hier auch vom Dilemma der Kostenplanung. Auch die Reichweite der Projektkostenplanung stellt einen Schwachpunkt, da am Anfang des Lebenszyklus nur selten vollkommene Informationen über den Verlauf des Lebenszyklus vorhanden sind. Gründe für einen unsicheren Planungshorizont können unbekannte Laufzeit, gesetzliche Änderungen oder andere Umweltfaktoren sein. Aufgabe der Kostenschätzung ist die Prognose der durch das Projekt entstehenden Kosten in Abhängigkeit des jeweiligen Detaillierungsgrades und des Fokus auf das Gesamtprojekt oder ein Teilprojekt. Voraussetzungen für eine erfolgreiche Kostenplanung sind Kenntnisse über die Projektstruktur im ganzen oder auf Teilprojektebene bei Teilschätzungen. Die detailliertesten Kenntnisse liegen bei einem bekannten Netzplan vor, da hier Informationen über die einzelnen Vorgänge bekannt sind. Michael Heß Alle Angaben ohne Gewähr 2 / 9

3 Methoden der Kostenschätzung Parametrische Methoden Die Charakterisierung von Projekten erfolgt hier durch ihre Kosten und eine weitere quantitative Projekteigenschaft (Parameter), z.b. die Länge einer Brücke oder loc bei Softwareprojekten. Unter Umständen findet mindestens eine qualitative Projekteigenschaft (Einflussgröße), z.b. Schwierigkeitsgrad mit den Ausprägungen leicht, mittel, schwer Anwendung. Die Verdichtung des Wissens über eine größere Anzahl von Projekten erfolgt komprimiert in einer Kostenschätzfunktion K = f ( p1,...,pm; e1,...,en ) wobei Parameter und Einflussgrößen als unabhängige Variablen und die Kosten als abhängige Variablen vorhanden sind. Die Schätzung der Abbildungsvorschrift für die Kostenschätzfunktion f erfolgt durch statistische best fit - Analysen, insbesondere multivariate lineare Regressionsanalysen. Die Kostenschätzfunktion wird in Diagrammen veranschaulicht mit direkten funktionalen Abhängigkeiten zwischen Parametern und Kosten als kontinuierlich variierenden Größen. Die Aufspaltung der Kostenschätzfunktion in eine Funktionsschar abhängig von den Einflussgrößen als diskret variierenden Größen. Michael Heß Alle Angaben ohne Gewähr 3 / 9

4 Man setzt alle möglichen Parameter- und Einflussgrößenausprägungen in die Kostenschätzfunktion ein und berechnet so die gesuchten Projektkosten mithilfe der Abbildungsvorschrift der Kostenfunktion K. Die Vorteile der parametrischen Methoden liegen in der intuitiven Verständlichkeit und der ausgereiften statistischen Fundierung mit einem breiten Spektrum von sehr einfachen bis hin zu best fit Lösungen. Man erhält ein konkretes Schätzergebnis. Der größte Nachteil liegt darin, dass man denkt, der berechnete Wert sei zuverlässig und genau. Doch hierbei handelt es sich mitunter nur um Scheinpräzision, weil sich mit statistischen Methoden immer Werte berechnen lassen. Die herangezogenen Vergleichsprojekte sollten eine hinreichende Ähnlichkeit zum aktuellen Projekt aufweisen, was in der Praxis aber schwierig ist. Je größer die Ähnlichkeit sein soll, desto kleiner wird die Grundgesamtheit und desto ungenauer die statistische Ermittlung der Kosten (Einmaligkeitsprämisse, innovativer Charakter von Projekten). Außerdem hat die Kostenschätzung durch quantitative Parameter ( loc, Mhz, ) keinen Bezug zur Kostenverursachung, sondern resultiert aus ingenieurtechnischem Denken ( Tonnenideologie der ehem. DDR). Multiplikator-Methode Die primitivste aller Methoden stellt den Bezug von Kosten und genau einer quantitativen Projekteigenschaft her. Hierdurch werden nicht-lineare Zusammenhänge ( Lerneffekte) und Einflussgrößen ignoriert. Aus Vergleichsprojekten wird ein Multiplikator errechnet, der die Kosten pro Parameterausprägungseinheit angibt, was eine unzulässige Proportionalisierung aller Fixkosten und aller nicht-linearen Einzelkosten zur Folge hat. CER-Methode (Cost Estimation Relationship) Hierbei handelt es sich um eine Verallgemeinerung der Multiplikator-Methode, die durch mehrere quantitative Parameter und die Zulässigkeit nicht-lineare Kostenschätzfunktionen gekennzeichnet ist. D.h. einerseits sind unzulässige Proportionalisierungen unnötig, andererseits aber häufig noch unzulässige Linearisierungen vorhanden, falls lineare Schätzfunktionen vorhanden sind. Die CER-Methode ist der Standardfall parametrischer Methoden, die auf qualitative Einflussgrößen verzichtet. Wolverton-Methode Die Wolverton-Methode wurde 1974 speziell für Softwareprojekte entwickelt. Es handelt sich um die Multiplikator-Methode ergänzt um zwei qualitative Einflussgrößen. Dabei handelt es sich zum einen um den Schwierigkeitsgrad mit den drei Ausprägungen leicht, mittel, schwer und zum anderen um die Funktion von Programmmodulen mit exemplarischen Ausprägungen ( Steuermodelle, Ein- / Ausgabemodule, Rechenmodule, ). Der Michael Heß Alle Angaben ohne Gewähr 4 / 9

5 Modulumfang ist die Summe des quantitativen Modulumfangs und des qualitativen Modulumfangs, beide gemessen in loc. Die Addition aller Modulkosten ergibt die geschätzten Personalkosten des Softwareprojektes. Ein Zuschlagssatz z von maximal 11% bildet die allgemeinen Managementkosten in einem Softwareprojekt ab. Daraus ergibt sich GK = PK + z * PK = (1+z) * PK. Price-Modelle Price = Programmed Review of Information for Costing and Evaluation. Dabei handelt es sich um eine Zusammenfassung zahlreicher CER-Schätzmethoden in einer Familie von Kostenschätzmodellen, die seit Mitte der 70er Jahre kommerziell verfügbar ist. Vorteil dieser Methode ist der Netzwerkeffekt, da Schätzungen nach dieser Methode vergleichbar sind. Nachteil ist, dass die Software nicht erworben werden kann, sondern nur als Dienstleistung zur Verfügung steht ( black box ). Nachteilig wirkt sich auch die aufwendige Anpassung an unternehmensspezifische Eigenschaften (Produktivität, Lernkurven, ) aus. Die Schätzung erfolgt durch Eingabe von 20 bis 30 technischer Parameter und dauert i. d. R. höchstens einige Minuten. Anwendung findet die Methode vor allem in den USA, da sie vom DoD, den Streitkräften und der NASA bei Ausschreibungen gefordert wird. CoCoMo-Methode CoCoMo (Constructive Cost Model) wurde in den 70er Jahren von Boehm anhand einer empirischen Studie über 63 Softwareprojekte entwickelt. Im Grundmodell (erste Stufe) wird eine nicht-lineare Regressionsfunktion zwischen Programmgröße ( kloc ) und Personalaufwand, gemessen in Personenmonaten (PM) erstellt. Im Zwischenmodell (zweite Stufe) werden 15 weitere Einflussgrößen (vgl. Wolverton- Methode) hinzugezogen, bspw. Analysefähigkeit der Mitarbeiter, Erfahrungen in Projekten oder Verwendung von Entwicklungsmethoden (CASE, ) und als Kostentreiber berücksichtigt. Im Detailmodell (dritte Stufe) findet eine Differenzierung der Einflussgrößen nach Projektkomponenten und Projektphasen statt. Aufgrund ihrer Einfachheit und hohen Transparenz ist die Methode weit verbreitet SiCoMo als spezifische Siemens-Variante. Function- / Object-Point Methode Die Function Piont Methode wird seit den späten 70ern zur Aufwandsschätzung von Softwareprojekten verwendet. Dies geschieht anhand der Anzahl der zu erfüllenden Funktionen und deren Komplexität ( einfach, mittel, schwer ). So werden Eingabedaten zweimal benötigt und als einfach klassifiziert, so ergibt sich 2 x 3 = 6, wobei 3 das Gewicht für einfach ist. Man verfährt mit allen weiteren Kategorien analog. Aus den Function Points wird mittels einer nicht-linearen Funktionswertkurve der Entwicklungsaufwand in Personenmonaten (PM) ermittelt. Die Object Point Methode stellt die Weiterentwicklung der Function Point Methode dar, die der objektorientierten Softwareentwicklung Rechnung trägt. Hier wird die Wiederverwendbarkeit der einzelnen Komponenten berücksichtigt. Michael Heß Alle Angaben ohne Gewähr 5 / 9

6 Für diesen Ansatz spricht, dass er auf die objektorientierten Spezifika der Softwareentwicklung eingeht, gegen ihn, dass er aufgrund der vielen Kalibrierungsmöglichkeiten sehr aufwendig ist und Vorwissen erfordert. Dadurch besteht auch die Gefahr der Manipulation. Außerdem ist er bisher nur bei kleinen und mittleren Projekten angewandt worden. Analogie-Methoden Analogie-Methoden unterscheiden sich von parametrischen Methoden grundlegend, da hier nicht auf aggregierte Daten sondern auf Einzelfälle zurückgegriffen wird, d.h. es existiert eine Datenbank, in der alle Fälle mit all ihren Daten abgespeichert sind. Aufgrund der verschiedenen Denkmuster wird die Analogiemethode kritisch betrachtet, auch weil jedes Mal ein Reframing des Falles notwendig ist, falls er als hinreichend ähnlich angesehen wird. Zur Kostenschätzung durchsucht man die Projektdatenbank nach bereits durchgeführten Projekten nach dem / den ähnlichsten Projekt(en). Dies geschieht mit Information-Retrieval-Techniken, insbesondere aus dem Bereich Data / Text / Knowledge Mining oder durch Pattern matching mittels künstlicher Intelligenz (KI). Die GAP-Analyse stellt die Unterschiede zwischen dem aktuellen und dem bereits durchgeführten Projekt fest und ermittelt so den Anpassungsbedarf, damit man eine begründete Kostenschätzung auf Basis des alten, aber angepassten, Projektes abgeben kann. Vorteile der Analogie-Methoden liegen in der Ähnlichkeit zum alltäglichen erfahrungsbasierten Lösen von Problemen in der betrieblichen Praxis und der einfachen Wissensakkumulation (Projektdatenbank). Daraus resultiert hohes Akzeptanzpotential für die Schätzergebnisse, falls Analogie-Methoden an sich akzeptiert werden. Nachteilig ist, dass es bisher fast ausschließlich möglich ist quantitative Ähnlichkeiten zu finden, bei qualitativen Ähnlichkeiten sind immer noch parametrische Methoden vorzuziehen. Schwierig gestaltet sich auch die begründete Anpassung der Schätzung zur Überwindung von Diskrepanzen zwischen altem und neuem Projekt. Fallbasiertes Schließen: Case Based Reasoning (CBR) Ein Fall ist im Kontext der Kostenschätzung ein Tripel aus: der Beschreibung eines Entwicklungsprojektes (Fallbeschreibung) durch qualitative und quantitative Deskriptoren, dem tatsächlich entstandenen Entwicklungsaufwand (Kosten) als Fallresultat in Personenstunden (Volumen) und in Monaten (Zeitdauern) einer qualitativen Beurteilung der Generalisierbarkeit der Beziehung zwischen Projektbeschreibung und Entwicklungsaufwand (Fallbewertung) wie z.b. typisch oder Ausnahmefall Michael Heß Alle Angaben ohne Gewähr 6 / 9

7 Je mehr Kriterien zur Ähnlichkeitsbewertung herangezogen werden, desto schwieriger wird es, ähnliche Projekte zu finden. Eine mehrstufige Ähnlichkeitsfeststellung erfolgt durch: ausschließende Deskriptoren K.O. Kriterien bewertende Deskriptoren Aggregation der deskriptoren - spezifischen Ähnlichkeitswerte Nutzwertanalyse, vorstellbar aber auch AHP, Goal Programming, Die Auswahl eines besten Falles erfolgt nach heuristischen Regeln. Nach der Normalregel wird ein Fall ausgewählt, wenn er eine Mindestähnlichkeit aufweist und unter allen alten Fällen die maximale Ähnlichkeit hat. Erfüllen mehrere Fälle die Anforderungen der Normalregel, so wird die Kollisionsregel angewandt, d.h. ein typischer Fall ist einem atypischen Fall vorzuziehen. Fraglich bleibt, ob es sinnvoll ist die Kollisionsregel erst im Ausnahmefall anzuwenden, der nicht entsteht, wenn ein atypischer Fall eine minimal größere Ähnlichkeit aufweist, als ein typischer Fall. Außerdem bleibt die weitere Vorgehensweise zu klären, wenn kein Fall die Mindestähnlichkeit erfüllt. Die Kostenschätzung des alten Falles muss an die Spezifika des neuen Falles angepasst werden. Hierfür wurden Heurismen von Praktikern entwickelt, z.b. werden die Kosten des alten Falles als atypisch niedrig betrachtet, ist der geschätzte Projektaufwand um 10% zu erhöhen. Ausgewählte Probleme der Kostenschätzung Ein großes Problem stellt die Phasenabhängigkeit der Kostenschätzung dar, da die Kostenschätzung immer nur so gut sein kann, wie die ihr zugrunde liegenden Michael Heß Alle Angaben ohne Gewähr 7 / 9

8 Informationen. Man spricht hier auch vom Dilemma der Kostenschätzung. Je weiter das Projekt durchlaufen ist, desto mehr planungsrelevante Informationen stehen zur Verfügung. Unterschiedliche Kostenplanungs-Methoden setzen unterschiedliche Informationsniveaus voraus, weshalb man in jeder Projektphase die richtigen Methoden anwenden sollte. Frühe Projektphase Hier eignen sich grobe und unzuverlässige Methoden, die mit rudimentären und globalen Informationen auskommen: Multiplikator-Methode CER-Methode PRICE-Modelle CoCoMo Grundmodell Mittlere Projektphase Hier eignet sich insbesondere die Function / Object Point Methode, weil schon die alle zu erbringenden Softwareeigenschaften bekannt sind, aber konkrete Informationen wie loc noch nicht benötigt werden. Späte Projektphase Hier eignen sich feine und zuverlässige Methoden, da aufgrund des fortgeschrittenen Projektes bereits viele Informationen vollständig und detailliert, wie etwa über Projektstruktur und benötigte Module, vorliegen: Wolverton-Methode CoCoMo Detailmodell Kostenplanung mit Hilfe der Netzplantechnik Auch die Art der vereinbarten Projektabrechnung (CPIF vs. CPFF) sollte Einfluss auf die Wahl der Kostenschätzmethoden haben. Beim CPIF-Verfahren (Selbstkostenerstattung plus Prämienaufschlag) sind aus Sicht des Auftragnehmers detaillierte aber aufwendige Schätzmethoden notwendig, da die spätere Prämie erheblich von der Kostenschätzung abhängt. Beim CPFF-Verfahren (Selbstkostenerstattung plus Festgewinn) kann der Auftragnehmer relativ unpräzise Schätzmethoden anwenden, da der Festgewinn unabhängig vom Schätzergebnis ist. Probleme der Schätz-Zuverlässigkeit Man unterscheidet die bekannte Unbekannte (man weiß, dass Abweichungen / Probleme auftreten, aber nicht in welcher Höhe) und die unbekannte Unbekannte (man weiß nicht, dass diese Art von Abweichungen / Problemen auftreten können). Die Zuverlässigkeit von Schätzungen wird auch durch die verfügbare Zeit und die Erfahrung der Schätzer sowie die Verfügbarkeit von Vergleichsmaterial beeinflusst. Auch die Projektart hinsichtlich des Innovationsgrades der eingesetzten Technik ist zu berücksichtigen, etablierte Techniken sind berechenbarer als ganz neue Michael Heß Alle Angaben ohne Gewähr 8 / 9

9 Techniken. Hier greift auch das Lerngesetz der industriellen Produktion (Lernkurveneffekte). Ebenso ist der Grad der Projektbeschreibung wichtig ( Dilemma der Kostenplanung), wie auch die Wahl der Schätzmethoden. So führen präzise und detaillierte Methoden verständlicherweise meist zu besseren Schätzergebnissen als grobe Methoden. Qualitative Beurteilung von Schätz-Zuverlässigkeiten anhand ausgewählter Zuverlässigkeitskriterien: Michael Heß Alle Angaben ohne Gewähr 9 / 9