Netzplantechnik Netzplantechnik

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1 PERT (Program Evaluation and Review Technique), eine frühe Methode der, wurde in den 50-ern von der Firma Lockheed im Auftrag der US Navy für die Arbeit am Polaris-Projekt entwickelt. Die Planung und Durchführung des Projekts konnte dadurch um zwei Jahre verkürzt werden. Die (NPT) gilt auch heute noch als ein geeignetes Instrumentarium für das Projekt- und Prozessmanagement: NPT ist unabhängig von Projektgröße, -dauer, -inhalt und Anzahl der Projektmitarbeiter einsetzbar. Vorgehensweise bei der Anwendung der 1. Strukturplanung: Erstellen des Netzplans NPT zwingt zur systematischen Aufgabengliederung des Projekts, indem das Projektgeschehen vollständig und konsistent beschrieben wird. NPT ermöglicht eine transparente Darstellung des Projektablaufs, so dass Engpässe bezüglich Terminen, Kosten und Einsatzmitteln rechtzeitig erkennbar werden. NPT kann in regelmäßigen Abständen mit veränderten Eingangsdaten neu berechnet werden, um den Entwicklungsfortschritt des Projekts periodisch zu überwachen 2. Zeitplanung: Ermittlung frühester und spätester Anfangs- und Endzeitpunkte der einzelnen Vorgänge (bzw. früheste und späteste Eintrittszeitpunkte der Ereignisse) und Bestimmung der Pufferzeiten und kürzesten Wege. 3. Kostenplanung: Berechnung der anfallenden Kosten. Vorgangsdauerabhängige Kosten: Durch Beschleunigung jedes einzelnen Vorgangs erhöhen sich seine Bearbeitungskosten (Überzeit- / und andere Zuschläge). Projektdauerabhängige Kosten: mit der Projektdauer anwachsende Kosten (z.b. Konventionalstrafen bei Terminüberschreitungen). 4. Kapazitätsplanung: Planung der Kapazitätsauslastung unter Berücksichtigung vorhandener Kapazitäten und Pufferzeiten. Unterscheidung der Netzplanmethoden Elemente eines Netzplans Netzplanmethoden können nach Art der zu beschreibenden Abläufe unterschieden werden. Für Projekte, bei welchen die Abläufe vorherbestimmbar sind (sog. deterministische Projektabläufe), können folgende Methoden angewandt werden: CPM: Critical Path Method, MPM: Metra Potential Method und PERT: Program Evaluation and Review Technique. Zu den Elementen eines Netzplans gehören die Vorgänge / Tätigkeiten, Ereignisse und die Anordnungsbeziehungen. Ein Vorgang (V) verfügt über einen definierten Anfang und ein definiertes Ende. Für die Durchführung jedes einzelnen Vorgangs wird eine bestimmte Zeit beansprucht (Dauer). Ein Ereignis (E) beschreibt einen bestimmten Zustand im Prozeßablauf. Ereignisse stellen den Zeitpunkt dar, in dem ein Vorgang beginnt (Anfangsereignis) oder beendet wird (Endereignis). Die Anordnungsbeziehungen (AOB) beschreiben die Abhängigkeiten zwischen den einzelnen Vorgängen. Beispiele: Vorgang Prototypentwicklung, Musterbau erstellen, Gerüst aufbauen Ereignis Prototyp fertig, Abschluss Musterbau, Gerüst erstellt 1

2 Mögliche Darstellungsformen von Netzplänen sind: Anordnungsbeziehungen Ereignis-Knoten-Netzplan (EKN) Am Beispiel MPM-Methode sind hier vier unterschiedliche Formen der Anordnungsbeziehung aufgeführt. Neben der üblichen Folge zweier Vorgänge, der Vorgangs-Pfeil-Netzplan (VPN) Normalfolge, werden Anfangsfolge, Endfolge und Sprungfolge Vorgangs-Knoten-Netzplan (VKN) unterschieden. Die Zeitabstände werden als Minimal- bzw. Maximalabstände angegeben. Vorgang A Vorgang A Vorgang A NF AF EF Vorgang B Vorgang B Vorgang B Normalfolge Anfangsfolge Endfolge Ereignis-Knoten-Netzplan (EKN) Ereignisse werden in Form von Knoten dargestellt und Vorgänge in Form von Pfeilen. Vorgänge werden durch Vor- und Nachereignisse bestimmt. EKN werden auf projektausführenden Ebenen, die detaillierte Ablaufpläne benötigen, seltener verwendet. Sie dienen üblicherweise zur Darstellung sog. Meilensteinpläne. Bekanntestes EKN-Verfahren ist PERT (Program Evaluation and Review Technique). Ein besonderes Merkmal der PERT ist die 3-Zeiten-Schätzung. Die vermutliche Tätigkeitsdauer wird nicht nur über einen sondern über drei Schätzwerte angegeben: Optimistische Zeit T 0 ist die kürzestmögliche Zeitdauer für eine Tätigkeit Vorgang A SF Vorgang B Sprungfolge Wahrscheinliche Zeit T W schätzt die normale Zeitdauer Pessimistische Zeit T P beschreibt die längstmöglichezeitdauer, falls alles "schief läuft". Beispiel für ein Ereignis-Knoten-Netzplan: Beispiel für ein Ereignis-Knoten-Netzplan: Kritischer Weg Frühester Anfang des Nachfolgers / Frühestes Ende des Vorgängers Knotennummer Gesamte Pufferzeit Spätester Anfang des Nachfolgers / Spätestes Ende des Vorgängers 2

3 Vorgangs-Pfeil-Netzplan (VPN) Es besteht eine enge Verwandtschaft mit den EKN. Beispiel für ein Vorgangs-Pfeil-Netzplan (VPN): Während in EKN keine Projektarbeiten dargestellt sind, sondern nur die Abfolge von Ereignissen, wird in VPN die Durchführung eines geeignet definierten Vorganges zwischen zwei Ereignissen angenommen (vorgangsorientierter Netzplan). Die Vorgänge werden als Pfeile dargestellt, die Knoten fungieren als Ereignisse. Vorgänge folgen lückenlos aufeinander, d.h. eine zeitliche Überlappung ist nicht möglich. Die bekannteste Methode ist die Critical Path Method (CPM). Vorgangs-Pfeil-Netzplan (VPN): Vorgangs-Knoten-Netzplan (VKN): Vorgänge bez. Tätigkeiten werden in Form von Knoten abgebildet. Pfeile beschreiben hier die Anordnungsbeziehungen für die Vorgänge, also deren logische Verknüpfung. Als verbreitetstes Verfahren gilt die Metra Potential Method (MPM). Die Metra Potential Methode, 1958 von der französischen Beratungsfirma SEMA beim Bau des Passagierschiffes France entwickelte verfahren, ist die erste Netzplan-Methode, die auf der Vorgangsknotennetzplantechnik basiert. Optimistische Zeit T O,kürzestmögliche Zeitdauer für eine Tätigkeit Wahrscheinliche Zeit T W (normale Zeitdauer) T M (mittlere Zeitdauer, aus T O, T W und T P gemittelte Zeit) Pessimistische Zeit T P (längstmögliche Zeitdauer) t f (Frühestmöglicher Termin) t s (SpätestmöglicherTermin) Kritischer Weg Beispiel für ein Vorgangs-Knoten-Netzplan (VKN): Vorgangs-Pfeil-Netzplan (VPN): Kritischer Weg Vorgangsnummer Frühester Anfang Spätester Anfang Vorgangsdauer Gesamtpuffer Frühestes Ende Spätestes Ende 3

4 Termindurchrechnung Schritte der Erstellung eines Vorgangs-Pfeil-Netzplan (VPN): Ziel der Termindurchrechnung ist die Festlegung der gesamten Terminlage, Ermittlung von Pufferzeiten sowie des kritischen Pfades im Netzplan. Voraussetzung dazu sind bestimmte Zeitvorgaben. Die Zeitangaben werden z.b. in realen Arbeitstagen oder Stunden angegeben. Die Termindurchrechnung erfolgt in zwei Rechnungsgängen: Vorwärtsrechnung Rückwärtsrechnung Über die Vorwärtsrechnung werden die frühesten Anfangs- und Endzeitpunkte der Vorgänge berechnet, mit der Rückwärtsrechnung entsprechend die spätesten Anfangs- und Endzeitpunkte. 1.2 Vorwärtsrechnung (progressive Zeitrechnung) Ausgangspunkt: Anfangszeitpunkt des Startvorgangs. Durch Addition mit dessen Dauer erhält man den frühesten Endzeitpunkt dieses Vorgangs, welcher gleichzeitig - unter Beachtung von einzuhaltenden Zeitabständen die frühesten Anfangszeitpunkte der Nachfolgervorgänge bestimmt. Wieder werden die einzelnen Vorgangsdauern addiert, um die frühesten Endzeitpunkte zu berechnen. So werden die Vorgänge iterativ durchgerechnet bis zum frühesten Endzeitpunkt des Zielvorgangs. 1.3 Rückwärtsrechnung (retrograde Zeitrechnung) Ausgangspunkt: Spätester Endzeitpunkt des Zielvorganges, welcher entweder als Fixtermin oder durch die Projektdauer gegeben ist. Von diesem Endzeitpunkt wird die Dauer des Zielvorganges subtrahiert, wodurch sich der späteste Anfangszeitpunkt des Zielvorgangs ergibt. Dieser stellt gleichzeitig - wieder unter Beachtung von eventuellen notwendigen Zeitabständen - die spätesten Endzeitpunkte der Vorgänger dar. Auch hier wird iterativ durchgerechnet bis der späteste Anfangszeitpunkt des Startvorgangs bestimmt ist. 1.3 Rückwärtsrechnung (retrograde Zeitrechnung) Nach der Termindurchrechnung liegen für jeden Vorgang folgende Daten vor: FAZ: SAZ: FEZ: SEZ: Frühester Anfangszeitpunkt Spätester Anfangszeitpunkt Frühester Endzeitpunkt Spätester Endzeitpunkt Aus diesen Berechnungen können die sogenannten Pufferzeiten berechnet, kritische Vorgänge ermittelt und der kritische Pfad bestimmt werden. 1.4 Pufferzeiten Puffer sind Zeitintervalle, in denen Vorgänge verschoben werden können, ohne dass dadurch der Terminplan - von seiner Gesamtdauer her gesehen - verändert wird. Es werden folgende Pufferzeiten unterschieden: Gesamte Pufferzeit (GP): Zeitspanne zwischen frühester und spätester Lage eines Vorganges, d.h. die Vorgänger befinden sich in frühester und Nachfolger in spätester Lage. Freie Pufferzeit (FP): Zeitspanne, um die ein Vorgang gegenüber seiner frühesten Lage verschoben werden kann, ohne die früheste Lage anderer Vorgänge zu beeinflussen Unabhängige Pufferzeit (UP): Zeitspanne, um die ein Vorgang verschoben werden kann, wenn sich seine Vorgänger in spätester und seine Nachfolger in frühester Lage befinden. 4

5 Kritischer Pfad 1.6 Vorteile der Der kritische Pfad ergibt sich aus der Abfolge der kritischen Vorgänge (keine Pufferzeiten) des Netzplanes. 1. Das Erstellen des Netzplanes zwingt zum exakten vorherigen Durchdenken des gesamten Arbeitsablaufes. 2. Die führt meisten zu wesentlichen Zeitund Kosteneinsparungen. 3. Das Verständnis zwischen planenden und ausführenden Stellen wird durch das gemeinsame Aufstellen und die eingehende Diskussion des Netzplanes im Sinne einer besseren Koordination aller Beteiligten gefördert und bildet die Grundlage für eine produktive Zusammenarbeit. 1.6 Vorteile der 1.6 Vorteile der 4. Alle Teilarbeiten werden bewusst im Rahmen des Gesamtablaufes erkannt und in übersichtlicher grafischer Form mit allen Zusammenhängen und Abhängigkeiten dargestellt. 5. Durch die gesicherte Fortschrittskontrolle und die ständige Auswertung während der Arbeitsausführung wird die zu einem hervorragenden Führungsmittel für eine rationelle und wirtschaftliche Verwirklichung des Projektes. 6. Der berechnete kritische Weg erlaubt eine Stufung der Wichtigkeit bei der Überwachung der Tätigkeiten. 7. Zeitreserven lassen sich berechnen und für Kapazitätsüberlegungen verwenden (Arbeitskräfteplanung, Belastungsplanung für Maschinen). 8. Engpässe in der Arbeitsabwicklung können eindeutig frühzeitig erkannt und durch rechtzeitig getroffene Massnahmen behoben werden. 9. Eintretende Störungen können durch Neuberechnung der Daten in ihren Auswirkungen auf das gesamte Projekt erkannt werden. 1.6 Vorteile der 1.6 Vorteile der 10.Weil der Arbeitsablauf in seine einzelnen Elemente unterteilt wird, stehen Tatsachen zur Diskussion und nicht mehr Wünsche, Erwartungen und Hoffnungen. Damit können vor Arbeitsbeginn unsystematisches Arbeiten weitgehend vermieden und mögliche Störungen erkannt werden. 11.Benötigte Arbeitskräfte (hinsichtlich Qualität und Quantität) und Hilfsmittel können rechtzeitig disponiert werden. 12.Dank den möglichen Verarbeitungsmethoden eignet sich der Netzplan dazu, in den verschiedensten Varianten ausgewertet zu werden. 13.Mittels der Netzplandarstellung können auch gegenseitige Aufgaben und Verantwortungen klarer abgegrenzt und festgehalten werden. 14.Die ist eine gute Basis zum Ausbau als ausgedehntes Planungs- und Kontrollhilfsmittel (Struktur, Zeit, Kosten, Hilfsmittel und Kapazitäten). 5

6 Das Balkendiagramm (Gantt-Chart) 2. Das Balkendiagramm (Gantt-Chart) Balkendiagramme (auch Gantt-Charts genannt) sind die heute immer noch gebräuchlichsten grafischen Hilfsmittel für die Darstellung von Terminplänen. Sie setzen wenig methodische Kenntnisse voraus und sind in ihrer Anwendung denkbar einfach. Der Einsatz von Balkendiagrammen kann auf speziellen Planungstafeln oder innerhalb der Planungsunterlagen auf vorgedruckten Formularen erfolgen. 2.1 Einsatz von Balkendiagrammen Der Einsatz von Balkendiagrammen kann ausschliesslich für Planungszwecke oder für eine kombinierte Planung und Überwachung von Terminen erfolgen. Im letzteren Fall werden den Zeitstrahlen der Sollangaben Zeitstrahlen des Ist-Verlaufs gegenüber gestellt. Der Überblick lässt sich bei Balkendiagrammen auf Planungstafeln durch eine Datumskennung verbessern. 2. Das Balkendiagramm (Gantt-Chart) 2. Das Balkendiagramm (Gantt-Chart) 2.1 Einsatz von Balkendiagrammen 2.2 Beispiel eines Balkendiagramms (Ausschnitt) Beim Einsatz dieser Hilfsmittel lässt sich auf den ersten Blick erkennen, welche Projektschritte zeitlich o.k. sind, welche Abschnitte zurückhängen, welche Projektabschnitte zeitlich vorgezogen sind. Besonders für Führungskräfte der Anwenderbereiche bietet ein Balkendiagramm eine bessere und schnellere Information als grafische oder tabellarische Netzplanausdrucke. Quelle: Siemens Ausgangslage: Rezept für Kirschquark nach Mim Tälzer* Vorgangsliste: Rezept für Kirschquark nach Mim Tälzer Kaufen Sie saftige Piemont-Kirschen und Quark mit 25% Fettanteil. Die Kirschen gründlich waschen und halbieren. Parallel kann der Sous Chef den. Am Ende und mit einem Zweig Nana-Minze servieren. (Es wird davon ausgegangen, dass mindestens 2 Personen an der Fertigstellung beteiligt sind. Es können auch mehr beteiligt sein, aber dann dürfte leichtes bis schweres Chaos herrschen!) Vorgangs- Tätigkeit Zeit (Min) Vorgänger Kirschen waschen Kirschen halbieren Alles mischen 5 3,4 *Name aus urheberrechtlichen Gründen geändert 6

7 Vorgangs- Tätigkeit Zeit (Min) Vorgänger Kirschen waschen Kirschen halbieren Alles mischen 5 3,4 1 2 Kirschen waschen FAZ 60 FEZ FAZ 5 FEZ Kirschen halbieren FAZ 1 FEZ FAZ 5 FEZ FAZ 10 FEZ Vorgänge können parallel oder einander folgend verlaufen. Ein Vorgang muss abgeschlossen sein, bevor ein anderer auf ihn folgen kann. Aufeinander folgende Vorgänge werden hintereinander gezeichnet, parallel verlaufende untereinander. Rechenregeln Vorwärtsrechnung: Schreibe Starttermin für FAZ 1 (hier Starttermin = 0): FAZ 1 = 0 Berechne den frühsten Endzeitpunkt: FEZ j = FAZ j + Dauer j FAZ eines Folgevorgangs ist der größte FEZ aller Vorgänger: FAZ j = max. (FEZ j) 1 FAZ 5 FEZ FAZ 10 FEZ 5 FAZ 60 FEZ FAZ 5 FEZ 4 FAZ 1 FEZ 1 FAZ 5 FEZ FAZ 10 FEZ FAZ 5 FEZ 4 FAZ 1 FEZ FAZ 10 FEZ FAZ 5 FEZ 4 FAZ 1 FEZ FAZ 5 FEZ 4 FAZ 1 FEZ 7

8 FAZ 5 FEZ 4 4 Rechenregeln Rückwärtsrechnung: Schreibe spätestnotwendigen Endzeitpunkt für SEZ des letzten Vorgangs oder wähle: SEZ j = FEZ j Berechne spätesten Anfangszeitpunkt: SAZ j = SEZ j Dauer j SEZ eines vorherigen Vorgangs ist der kleinste SAZ aller Folgevorgänge: SEZ j = min (SAZ j) Puffer Puffer 80 8

9 Puffer Puffer Puffer Puffer Puffer 80 Der Puffer gibt an, um wie viel sich ein Vorgang verzögern oder verlängern kann. Er berechnet sich wie folgt: Pj = SAZ j FAZ j 60 Puffer Puffer 75 0 Puffer Puffer Puffer Puffer 75 0 Puffer Puffer Puffer Puffer 75 0 Puffer

10 Puffer Puffer Puffer Puffer Puffer Der kritische Pfad verbindet alle Vorgänge, bei denen FAZ = SAZ bzw. FEZ = SEZ. Verzögerungen auf diesem Pfad verzögern das Projekt als Ganzes!