DIPLOMARBEIT. Analytic Hierarchy Process mit fehlenden Paarvergleichen: Bewertung der Aufgabenbereiche eines Project Office

Transkript

1 DIPLOMARBEIT Analytic Hierarchy Process mit fehlenden Paarvergleichen: Bewertung der Aufgabenbereiche eines Project Office Institut: Institut für Entscheidungstheorie & Unternehmensforschung Prof. Dr. Wolfgang Gaul vorgelegt von: Alexander Steitz Geb. am 27. Juni 1981 Matrikelnummer: Studiengang: Wirtschaftsingenieurwesen Betreuer: Dipl.-Wi.-Ing. Dominic Gastes Universität Karlsruhe (TH) Dipl.-Wi.-Ing. (FH) Nicole Mertin Campana & Schott Abgabetermin: 30. September 2008

2 Inhaltsverzeichnis II Inhaltsverzeichnis Eidesstattliche Erklärung... I Inhaltsverzeichnis... II Abbildungsverzeichnis... V Tabellenverzeichnis... VII Abkürzungsverzeichnis... VIII 1 Einleitung Problemstellung Ziel und Aufbau der Diplomarbeit Der Analytic Hierarchy Process Die rationale Entscheidung Einordnung des AHP in die Entscheidungstheorie Grundprinzip des AHP Vorgehensweise des AHP Ablauf des AHP Aufstellung der AHP Hierarchie Durchführung von Paarvergleichen Berechnung des Gewichtungsvektors Konsistenzprüfung Aggregation der Gewichtungsvektoren Sensitivitätsanalyse Kritik am AHP Unvollständige AHP Matrizen Gründe für fehlende Paarvergleiche Graphentheorie Prinzip der Methoden Harker Methode GeoMean Methode Fedrizzi Methode... 40

3 Inhaltsverzeichnis III Die Fuzzy Präferenzrelation Die Transformationsfunktion Der additive Konsistenzindex Bestimmung der fehlenden Paarvergleichswerte Konsistenzprüfung Simulation der Methoden Einführung in die AHP Toolbox Prinzip der Simulation Durchführung der Simulation Anzahl weggelassener Paarvergleiche Minimierung der CR Euklidische Distanz Resultat Projektmanagement Grundlagen Projekt und Projektmanagement Prozessgruppen und Wissensbereiche Projektstakeholder Unternehmensorganisation Projektorganisation Projekterfolg Project Office Begriffsheterogenität PM Instanz Abgrenzung zwischen PO und PMO Aufgabenbereiche eines Project Office Standardisierung Ansätze der Standardisierung PM Methodologie Wissensmanagement Der Wissensmanagement Prozess PM Schulungen... 92

4 Inhaltsverzeichnis IV 7.3 Projektassistenz Beratung und Mentoring Operative Unterstützung Kontrolle Weitere Aufgabenbereiche AHP Analyse der PO Aufgabenbereiche Aufstellung der AHP Hierarchie Durchführung des AHP Auswertung der Ergebnisse Fazit Literaturverzeichnis A Anhang A.1 Weitere Testläufe für unvollständige AHP Matrizen A.1.1 Anzahl weggelassener Paarvergleiche A.1.2 Minimierung der CR A.1.3 Euklidische Distanz A.2 Literaturüberblick über Aufgaben einer PM Instanz Schlusswort

5 Abbildungsverzeichnis V Abbildungsverzeichnis Abbildung 1.1: Aufbau der Diplomarbeit... 2 Abbildung 2.1: Elemente des Entscheidungsmodells... 5 Abbildung 2.2: AHP Hierarchie... 7 Abbildung 2.3: Ablaufschema des AHP... 9 Abbildung 2.4: AHP Hierarchie zum Kauf eines PKW Abbildung 2.5: Graph der Paarvergleichsmatrix Abbildung 2.6: AHP Hierarchie zum Kauf eines PKW Abbildung 3.1: Graph einer nicht-reduzierbaren Matrix bei ( 1) Paarvergleichen Abbildung 3.2: Graph einer reduzierbaren Matrix bei 1) Paarvergleichen Abbildung 3.3: Graph der MCs Abbildung 4.1: Anzahl weggelassener Paarvergleiche Testlauf Abbildung 4.2: Anzahl weggelassener Paarvergleiche Testlauf Abbildung 4.3: Anzahl weggelassener Paarvergleiche Testlauf Abbildung 4.4: Anzahl weggelassener Paarvergleiche Testlauf Abbildung 4.5: CR Testlauf Abbildung 4.6: CR incl. Random Testlauf Abbildung 4.7: CR incl. Random Testlauf Abbildung 4.8: CR Testlauf Abbildung 4.9: CR Testlauf Abbildung 4.10: CR Testlauf Abbildung 4.11: CR incl. Random Testlauf Abbildung 4.12: CR incl. Random Testlauf Abbildung 4.13: Euklidische Distanz incl. Random Testlauf Abbildung 4.14: Euklidische Distanz incl. Random Testlauf Abbildung 4.15: Euklidische Distanz incl. Random Testlauf Abbildung 4.16: Euklidische Distanz incl. Random Testlauf Abbildung 4.17: Euklidische Distanz incl. Random Testlauf Abbildung 4.18: Euklidische Distanz incl. Random Testlauf Abbildung 5.1: Strukturierungsprinzipien einer Unternehmensorganisation Abbildung 6.1: Übersicht über PO Bezeichnungen in dieser Diplomarbeit Abbildung 6.2: Eingliederung der PM Instanz in die Unternehmensorganisation Abbildung 6.3: Zusammenspiel PO/PMO Abbildung 7.1: Ansätze der Standardisierung Abbildung 7.2: PM Methodologie Abbildung 7.3: Problemkreis der Wissenssysteme Abbildung 8.1: AHP Hierarchie zur Bewertung der Aufgabenbereiche eines PO... 98

6 Abbildungsverzeichnis VI Abbildung 8.2: Ausschnitt aus dem AHP Fragebogen Abbildung 8.3: Konsistenzhinweis im AHP Fragebogen Abbildung 8.4: Bewertung der Projektzielgrößen hinsichtlich des PM Erfolgs Abbildung 8.5: Bewertung der PO Aufgabenbereiche hinsichtlich des PM Erfolgs Abbildung A.1: Anzahl weggelassener Paarvergleiche Testlauf Abbildung A.2: CR Testlauf Abbildung A.3: CR Testlauf Abbildung A.4: CR Testlauf Abbildung A.5: Euklidische Distanz incl. Random Testlauf Abbildung A.6: Euklidische Distanz incl. Random Testlauf Abbildung A.7: Euklidische Distanz incl. Random Testlauf

7 Tabellenverzeichnis VII Tabellenverzeichnis Tabelle 2.1: Elemente des Entscheidungsfelds... 6 Tabelle 2.2: Beispielwerte für Anschaffungskosten Tabelle 2.3: Saaty Bewertungsskala Tabelle 2.4: Reziproke Saaty Bewertungsskala Tabelle 2.5: Vergleich von K A und K L hinsichtlich der Kosten Tabelle 2.6: Vergleich von K, L, R und A hinsichtlich des Oberziels Tabelle 2.7: Random Index einer AHP Matrix Tabelle 2.8: Absolute Gewichte Tabelle 2.9: Absolute Gewichte Tabelle 2.10: Absolute Gewichte Tabelle 2.11: Absolute Gewichte Tabelle 3.1: Anzahl durchzuführender Paarvergleiche Tabelle 3.2: Literaturüberblick über unvollständige AHP Matrizen Tabelle 3.3: Fuzzy Präferenzrelation Tabelle 4.1: AHP Toolbox AHP Analyse Tabelle 4.2: AHP Toolbox Testfunktionen Tabelle 4.3: Nummerierung der Testläufe und Anzahl der Iterationen Tabelle 4.4: Anzahl weggelassener Paarvergleiche für Fedrizzi Testlauf Tabelle 4.5: CR Einzelwerte Testlauf Tabelle 5.1: Prozessgruppen des PM Tabelle 5.2: Wissensbereiche des PM Tabelle 5.3: Schlüsselstakeholder eines Projekts Tabelle 6.1: Übersicht über PO Bezeichnungen in der Literatur Tabelle 6.2: Überblick über Definitionen der PM Instanz Tabelle 8.1: CRs zur Analyse des PM Erfolgs Tabelle A.1: Literaturüberblick über PO/PMO Aufgaben

8 Abkürzungsverzeichnis VIII Abkürzungsverzeichnis AHP CoE CI CR KPI LGS LLSM MC n.a. OE PM PMI PMO PMSO PO PrMO PrO PSO RI Analytic Hierarchy Process Center of Excellence Konsistenzindex Consistency Ratio Key Performance Indikator lineares Gleichungssystem Logarithmic Least Squares Method fehlender Paarvergleich nicht verfügbar Organisationseinheit Projektmanagement Project Management Institute Project Management Office Project Management Support Office Project Office Program Management Office Program Office Project Support Office Zufallskonsistenzindex

9 1 Einleitung 1 1 Einleitung 1.1 Problemstellung Insbesondere im Berufsalltag liegen oft komplizierte Entscheidungssituationen vor, bei denen keine der möglichen Wahlalternativen per se als optimal erscheint. Hierbei kann als Unterstützungssystem der Analytic Hierarchy Process (AHP) zum Einsatz kommen, der es einem Entscheidungsträger ermöglicht, eine Auswahl infrage kommender Alternativen hinsichtlich mehrerer Zielvorgaben zu bewerten. Durch den klar vorgegebenen prozessualen Ablauf des AHP wird darüber hinaus sichergestellt, dass Transparenz und Nachvollziehbarkeit der Entscheidung gegeben ist. Das Konzept des AHP wurde 1977 von dem amerikanischen Wissenschaftler SAATY (1977) erstmalig vorgestellt und basiert auf dem Prinzip von Paarvergleichen, was bedeutet, dass einzelne Zielvorgaben bzw. Alternativen anhand einer Skala paarweise miteinander verglichen werden. Der dafür erforderliche zeitliche Aufwand kann jedoch zur Folge haben, dass die AHP Methodik als wenig attraktiv erscheint. Im Hinblick darauf stellen Verfahren, die die Durchführung einer AHP Analyse trotz fehlender Paarvergleiche ermöglichen, eine in Betracht kommende Lösung dar. Diese Verfahren werden als Methoden der unvollständigen AHP Matrizen bezeichnet. 1.2 Ziel und Aufbau der Diplomarbeit Ziel dieser Arbeit ist es, sowohl den AHP als auch die Methoden der unvollständigen AHP Matrizen vorzustellen und darauf aufbauend die Methoden mittels einer Simulation miteinander zu vergleichen. Der Vergleich soll Grundlage für die Empfehlung sein, welche Methode vorzugsweise einzusetzen ist. Darüber hinaus wird der AHP in einem konkreten Anwendungsbeispiel eingesetzt, sodass Aufgabenbereiche eines Project Office (PO) bewertet werden können. Um dieser Zielsetzung zu entsprechen, untergliedert sich diese Diplomarbeit, wie in Abbildung 1.1 dargestellt, in die drei Themenblöcke AHP Theorie, AHP Simulation und AHP Anwendung. Im Themenblock AHP Theorie werden die Grundlagen des klassischen AHP und die Grundlagen der Methoden der unvollständigen AHP Matrizen vermittelt. Hierbei wird besonders darauf geachtet, nicht nur darzustellen wie der AHP durchgeführt wird, sondern auch zu begründen warum er auf diese Weise durchgeführt wird.

10 1 Einleitung 2 Daran reiht sich die AHP Simulation, durch die der empirische Vergleich der Methoden der unvollständigen AHP Matrizen erfolgt. Um die Simulation durchzuführen, wurden zahlreiche Testfunktionen in MATLAB entwickelt. Im letzten Themenblock wird die AHP Analyse in einem konkreten Anwendungsbeispiel aus dem Bereich des Projektmanagements (PM) eingesetzt. Vor Einsatz des AHP wird der Leser in die Thematik des PM eingeführt. An die Klärung von Fachtermini reihen sich eine Beschreibung der Organisationseinheit PO sowie eine detaillierte Darstellung der Aufgabenbereiche eines PO. Im Anschluss daran erfolgt die Bewertung der Aufgabenbereiche mittels des AHP. 1. Einleitung 2. Der Analytic Hierarchy Process 3. Unvollständige AHP Matrizen AHP Theorie Einordnung des AHP in die Entscheidungstheorie Darstellung der Vorgehensweise des AHP Überblick über Kritikpunkte Erläuterung der Ursachen für fehlende Paarvergleiche Darstellung des allgemeinen Lösungsansatzes Evaluierung der Methoden unvollständiger Matrizen AHP Simulation 4. Simulation der Methoden Einführung in die Testfunktionen Durchführung der Simulation und Auswertung der Ergebnisse 5. PM Grundlagen 6. Project Office 7. Aufgabenbereiche eines PO AHP Anwendung Definition von PM Fachtermini Definition des Begriffs PM Instanz Abgrenzung PO vs. PMO Beschreibung der Aufgabenbereiche 8. AHP Analyse der PO Aufgabenbereiche 9. Fazit Abbildung 1.1: Aufbau der Diplomarbeit