eJournals PROJEKTMANAGEMENT AKTUELL 19/4

PROJEKTMANAGEMENT AKTUELL
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2941-0878
2941-0886
UVK Verlag Tübingen
101
2008
194 Gesellschaft für Projektmanagement

Simulationsunterstützte Projektplanung und -optimierung im Rahmen des Project Engineerings

101
2008
Sven Tackenberg
Bernhard Kausch
Chrisopher M. Schlick
Die Komplexität eines einzelnen Projektes – resultierend aus der Menge der zu berücksichtigenden Aktivitäten sowie der benötigten Ressourcen – und die Anzahl der in einem Unternehmen simultan ablaufenden Projekte nehmen laufend zu. Um konkurrenzfähig zu bleiben, sind die erfolgsrelevanten Faktoren bei der Projektplanung und -ausführung, wie beispielsweise die Projektlaufzeit oder das Projektbudget, zu identifizieren und gezielt zu realisieren. Damit wird der verantwortliche Projektplaner vor Aufgaben gestellt, die ohne ein systematisches Vorgehen nicht zu bewältigen sind. Bestehende Vorgehensmodelle für die Projektplanung sind jedoch sehr generisch und stellen dem Planer nur ein abstraktes Hilfsmittel zur Verfügung. Zudem wird bisher die Integration von Simulationswerkzeugen zur Unterstützung des Projektplaners nicht berücksichtigt. Vor diesem Hintergrund wurde am Institut für Arbeitswissenschaft der RWTH Aachen ein Instrumentarium, bestehend aus Modellierungsmethode, Simulationsumgebung und Analysewerkzeug, zur nachhaltigen Steigerung der Wertschöpfung in komplexen Projekten entwickelt. Ergänzt um ein Vorgehensmodell für das Project Engineering ist die automatische Erzeugung und prospektive Bewertung von komplexen Projektplänen und -konstellationen möglich. Das Instrumentarium wie auch das Vorgehensmodell wurden in Kooperation mit Unternehmen der verfahrenstechnischen Industrie entwickelt und in unterschiedlichen Entwicklungsprojekten validiert. Durch die Validierung anhand realer Projekte konnten die hohe Praxisrelevanz und das Potenzial des Ansatzes nachgewiesen werden.
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projekt MA N A G E M E N T aktuell 4/ 2008 l 13 WISSEN 1 Einleitung Softwarewerkzeuge, wie beispielsweise MS-Project oder MS-Excel, ermöglichen heute die Analyse und Visualisierung vieler Aspekte von Projekten. Die Erfahrungen im Bereich des CIM (Computer Integrated Manufacturing) haben aber gezeigt, dass der wirkungsvolle Einsatz von Informationstechnik wohlstrukturierte Methoden voraussetzt [1]. Während die Anzahl und die Funktionen verfügbarer IT-Werkzeuge zur statischen Prozess- und Projektvisualisierung in den letzten Jahren kontinuierlich zugenommen haben, gibt es auf dem Gebiet der dynamischen Visualisierung und Simulation von Projekten nur wenige Fortschritte. So existiert kein Standardwerk zur umfassenden Planung, Simulation und Analyse komplexer Projekte. Es ist vielmehr festzustellen, dass die Weiterentwicklung der Methoden und Softwarewerkzeuge zum Teil nicht den Anforderungen heutiger Projekte folgt. Diese Anforderungen resultieren aus einer großen Anzahl von Akteuren und Aufgaben, den Wechselwirkungen zwischen diesen, einer dezentralen Aufgabenausführung und -überwachung sowie Unsicherheiten in einer frühen Planungsphase des Projektes. Vor diesem Hintergrund wurde am Institut für Arbeitswissenschaft der RWTH Aachen ein Instrumentarium, bestehend aus Modellierungsmethode, Simulationsumgebung und Analysewerkzeug zur nachhaltigen Steigerung der Wertschöpfung in komplexen Projekten entwickelt. Dieser Beitrag stellt ein Vorgehensmodell vor, wie das Instrumentarium zur Evaluation und Optimierung von Entwicklungsprojekten bereits in einer frühen Planungsphase eingesetzt werden kann. Die einzelnen Phasen des Modells und die nachhaltigen Wertschöpfungspotenziale für Unternehmen in Projekten werden vorgestellt und anhand von Erfahrungen aus Entwicklungsprojekten der verfahrenstechnischen Industrie erläutert. Sven Tackenberg, Bernhard Kausch, Christopher M. Schlick Simulationsunterstützte Projektplanung und -optimierung im Rahmen des Project Engineerings Das finanzielle Volumen fachdisziplinübergreifender Projekte hat in den letzten Jahren stark zugenommen. Ein wesentliches Zielkriterium der Projektplanung ist die Minimierung der Projektkosten bei einer gleichzeitigen Reduzierung der Projektlaufzeit und erhöhter Qualität der auszuführenden Aktivitäten. Damit wird der verantwortliche Projektplaner vor konkurrierende Ziele gestellt, die ohne ein systematisches Vorgehen nicht zu bewältigen sind. Bestehende Vorgehensmodelle für die Projektplanung sind jedoch alle sehr stark generisch und stellen dem Planer nur ein abstraktes Hilfsmittel zur Verfügung. Zudem bleibt die Integration von Simulationswerkzeugen zur Unterstützung des Projektplaners bisher unberücksichtigt. Das hier vorgestellte Vorgehensmodell integriert eine Modellierungsmethode, die Anwendung eines Simulationssystems sowie ein Analysewerkzeug zur prospektiven Bewertung von komplexen Projektkonstellationen. Das Vorgehensmodell wurde in Kooperation mit Unternehmen der verfahrenstechnischen Industrie entwickelt und in umfangreichen, verteilten Entwicklungsprojekten validiert. Die Komplexität eines einzelnen Projektes - resultierend aus der Menge der zu berücksichtigenden Aktivitäten sowie der benötigten Ressourcen - und die Anzahl der in einem Unternehmen simultan ablaufenden Projekte nehmen laufend zu. Um konkurrenzfähig zu bleiben, sind die erfolgsrelevanten Faktoren bei der Projektplanung und -ausführung, wie beispielsweise die Projektlaufzeit oder das Projektbudget, zu identifizieren und gezielt zu realisieren. Damit wird der verantwortliche Projektplaner vor Aufgaben gestellt, die ohne ein systematisches Vorgehen nicht zu bewältigen sind. Bestehende Vorgehensmodelle für die Projektplanung sind jedoch sehr generisch und stellen dem Planer nur ein abstraktes Hilfsmittel zur Verfügung. Zudem wird bisher die Integration von Simulationswerkzeugen zur Unterstützung des Projektplaners nicht berücksichtigt. Vor diesem Hintergrund wurde am Institut für Arbeitswissenschaft der RWTH Aachen ein Instrumentarium, bestehend aus Modellierungsmethode, Simulationsumgebung und Analysewerkzeug, zur nachhaltigen Steigerung der Wertschöpfung in komplexen Projekten entwickelt. Ergänzt um ein Vorgehensmodell für das Project Engineering ist die automatische Erzeugung und prospektive Bewertung von komplexen Projektplänen und -konstellationen möglich. Das Instrumentarium wie auch das Vorgehensmodell wurden in Kooperation mit Unternehmen der verfahrenstechnischen Industrie entwickelt und in unterschiedlichen Entwicklungsprojekten validiert. Durch die Validierung anhand realer Projekte konnten die hohe Praxisrelevanz und das Potenzial des Ansatzes nachgewiesen werden. +++ Für eilige Leser +++ Für eilige Leser +++ Für eilige Leser +++ PM_4-08_1-60: Inhalt 26.06.2008 9: 25 Uhr Seite 13 2 Project Engineering Die Planung des Personaleinsatzes und der zugehörigen Allokation von Ressourcen bei Entwicklungsprojekten mit ingenieurwissenschaftlichen Methoden ist Ziel des neuen Project-Engineering-Ansatzes. Die Planungstätigkeit umfasst dabei das Fällen von Entscheidungen auf der Basis einer systematischen Entscheidungsvorbereitung zur Bestimmung des zukünftigen Geschehens [2]. Im Rahmen dieser Entscheidungsvorbereitung werden die Arbeitssysteme des Projektes konkretisiert, welche das Zusammenwirken eines einzelnen oder mehrerer Mitarbeiter mit den Betriebsmitteln umfassen, um die Funktion des Systems unter den durch die Arbeitsaufgaben vorgegebenen Bedingungen zu erfüllen. Das Instrumentarium ermöglicht es Projektplanern, unterschiedlich komplexe Projektkonstellationen, inklusive der für kreatives Arbeiten typischen Unsicherheiten und Wechselbeziehungen zwischen Aktivitäten zu simulieren und prospektiv zu bewerten, um eine gute Lösung auswählen zu können. Die Auswahl umfasst dabei die Bestimmung der Entscheidungsalternativen, die geeignet sind, eine vorgegebene Ausgangssituation in eine vom Planer aufgrund seines Zielsystems bzw. seiner Nutzenfunktionen gewünschte Endsituation umzuwandeln. Die Endsituation wird auch als Optimalsituation bezeichnet, die durch eine konkrete Projektausstattung und einen entsprechenden Projektverlauf charakterisiert ist. Die Gesamtheit aus Modellierungsmethode, Simulations- und Auswahlverfahren sowie der Analysetechnik bildet eine Methodik für das „Engineering“ komplexer Entwicklungsprojekte. Die Planung und Durchführung eines Projektes, definiert nach DIN 69901 [3] und angestoßen durch einen Kundenauftrag, lässt sich dabei durch die drei Dimensionen Prozess, Projektausstattung und Auftrag aufspannen (Abb. 1). Die Prozessdimension bildet die grobe Struktur und Reihenfolge einzelner Aufgaben ab, für die zahlreiche generische Modelle bestehen (z. B. [4, 5]). Projektneutral werden zunächst die auszuführenden Aufgaben grob identifiziert und deren Sequenz bestimmt. Im Laufe der Projektbearbeitung können für die Lösung dieser einzelnen Aufgaben verschiedene Konstellationen aus Mitarbeitern und Ressourcen verwendet werden. Sowohl die Ausprägung der Prozessals auch der Ausstattungsdimension bleibt dabei grundsätzlich generisch, das heißt auftragsunabhängig. Erst die dritte Dimension, die Auftragsdimension, betrachtet den spezifischen Projektauftrag, der den Prozess (erste Dimension) durchläuft und unter Einbindung einer Projektausstattung - bestehend aus einem spezifischen Personaleinsatz, den Betriebsmitteln und einem Finanz- und Zeitbudget (zweite Dimension) - bearbeitet wird. Hierfür wird der Kundenauftrag in konkrete, feingranulare Auftragselemente strukturiert, die bei der Projektdurchführung in Verbindung mit einer entsprechenden Projektausstattung zu konkreten Aktivitäten transformiert werden. Die Sequenz der Ausführung dieser Aktivitäten wird oftmals erst im Projektverlauf festgelegt und basiert dabei auf der Verfügbarkeit der Projektausstattungen sowie der inhaltlichen, das heißt insbesondere der technologisch bedingten Reihenfolge. 3 Vorgehensmodell für das Project Engineering Das im Folgenden vorgestellte Vorgehensmodell beschreibt das Vorgehen zur Projektplanung und -optimierung, wie es von Unternehmen der verfahrenstechnischen Industrie anzuwenden ist. Es leitet Projektplaner an, systematisch Projektstrukturen, Mitarbeiter und materielle sowie finanzielle Ressourcen auszuwählen und zusammenzustellen, und bietet somit einen generischen Leitfaden zur Planung und Optimierung eines Projektes. Der Leitfaden erstreckt sich von der Initialisierungsphase des Projektes bis zum Projektabschluss und wird dabei für ein einzelnes Unternehmen spezifisch an dessen Anforderungen und Gegebenheiten angepasst. Er besteht aus den in den nächsten Kapiteln detailliert beschriebenen Phasen (Abb. 2). 3.1 Definition der erfolgsrelevanten Faktoren eines Projektes Untersuchungen von komplexen Entwicklungsprojekten haben gezeigt, dass ein umfassendes Project Engineering in den Unternehmen selten stattfindet und somit die geplanten und tatsächlichen Projektverläufe oftmals stark voneinander abweichen. Obwohl vielfältige Projektplanungstools (Gantt-Charts, Netzplantechnik, Design-Structure-Matrix etc.) zur Unterstützung der Projektplaner existieren, können vorhandene Potenziale bei der Projektplanung und -ausführung oftmals nicht erschlossen werden [6]. Die Ursache liegt in der Schwierigkeit, die Potenziale aufgrund der hohen Anzahl an Einflussfaktoren und deren Wechselwirkung zu identifizieren wie auch zu bewerten. Gegenstand dieses Kapitels ist daher die systematische Identifizierung und Bewertung von erfolgsrelevanten Faktoren bei komplexen Projekten: 22 l projekt MA N A G E M E N T aktuell 4/ 2008 14 WISSEN Abb. 1: Dimensionen eines Projektes PM_4-08_1-60: Inhalt 26.06.2008 9: 25 Uhr Seite 14 ❑ Identifizierung von erfolgsrelevanten Faktoren bei der Projektplanung und -ausführung: Potenziale einer effektiven und effizienten Projektplanung sind nicht unmittelbar offensichtlich. Sie ergeben sich aus der Kombination der Methoden zur Projektplanung und zum Projektmanagement, den verfügbaren technischen Systemen und der spezifischen Situation des Unternehmens. Daher sind die erfolgsrelevanten Faktoren zu identifizieren, die sowohl unmittelbar, als auch mittelbar zum Erfolg des Unternehmens beitragen und somit die Ziele der Projektplanung und -optimierung darstellen. Zu diesem Zweck sind die richtigen „Stellschrauben“ für eine optimale Ausprägung der erfolgsrelevanten Faktoren zu erkennen und in der Planung entsprechend zu berücksichtigen. ❑ Bewertung der identifizierten erfolgsrelevanten Faktoren: Die Bewertung und somit die Gewichtung von erfolgsrelevanten Faktoren hat nicht nur für einzelne Teilaspekte des Projektes zu erfolgen, vielmehr sind sämtliche Einflussfaktoren, deren Beziehungen zueinander wie auch deren Auswirkungen zu erfassen. Das erschwert die Beurteilung erheblich, zum Beispiel kann ein Optimum bei der Projektlaufzeit durchaus im Widerspruch zum Gesamtoptimum bei den Projektkosten stehen. Zudem ist die autarke Bewertung eines einzelnen erfolgsrelevanten Faktors nicht möglich, da dieses die Wechselbeziehungen zu anderen Faktoren unberücksichtigt lassen würde. Die Identifizierung der erfolgsrelevanten Faktoren erfolgt daher durch eine Abgrenzung qualitativer und quantitativer Anteile. Ist ausschließlich eine qualitative Beschreibung eines erfolgsrelevanten Einflussfaktors möglich, so wird dieser allgemeinverständlich textuell beschrieben. Die quantitative Beschreibung erfolgt durch die Angabe des Beitrags zum Projekterfolg, welcher aus der Realisierung eines dem erfolgsrelevanten Faktor zugeordneten Projektziels folgen würde. Häufig werden die einzelnen Projektziele von den Projektplanern mit einer unterschiedlichen Gewichtung bei der Planung berücksichtigt. Die Dimension „Gewichtung der Faktoren“ ist nicht mit dem Beitrag zum Projekterfolg gleichzusetzen. So kann es beispielsweise vorkommen, dass aufgrund der bestehenden projekt- und unternehmensspezifischen Rahmenbedingungen (Mitarbeiter- und Ressourcenverfügbarkeit) nur eines der beiden den Erfolgsfaktoren zugrunde liegenden Projektziele erreicht werden kann. Es entsteht somit ein Konflikt hinsichtlich der Ausrichtung der Projektplanung. Um diesen Aspekt zu berücksichtigen, wurden die Gewichtungen der Faktoren und damit die Schwerpunkte bei der Verfolgung der projektspezifischen Ziele in die Bewertung aufgenommen. Die Werte für den Beitrag zum Projekterfolg wie auch die Gewichtung werden in Workshops von den Mitarbeitern des Unternehmens erfragt und zudem durch eine Analyse wissenschaftlicher Publikationen ergänzt. projekt MA N A G E M E N T aktuell 4/ 2008 l 15 Abb. 2: Vorgehensmodell zur systematischen simulationsbasierten Projektplanung FrankenCampus Frankenstraße 152 90461 Nürnberg Tel: 0911 35037-0 Fax: 0911 35037-11 Projektmanagement Projektleitung, Projektsteuerung Termincontrolling, Kostenmanagement Vertragsmanagement, Nachtragsmanagement Projektkommunikation, Bauüberwachung SiGe-Koordination, Umzugsmanagement Planung Generalplanung, Architektur Industrieplanung, Tragwerksplanung Technische Gebäudeausrüstung Umzugsplanung, Baugrunderkundung Brandschutzgutachten Consulting Einführung von PM-Systemen Bauberatung, Bauabnahmen Organisationsplanung Machbarkeitsstudien Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen Training Projektmanagement Zertifizierung nach 4-Level-Certification-System der IPMA Seminare Workshops Coaching www.gca-consulting.de Anzeige - PM_4-08_1-60: Inhalt 26.06.2008 9: 25 Uhr Seite 15 Die Darstellung des Beitrags der erfolgsrelevanten Faktoren zum Projekterfolg sowie der Gewichtung der daraus resultierenden Projektziele erfolgt mittels eines Portfolios. Abb. 3 zeigt für die identifizierten erfolgskritischen Einflussfaktoren eines Entwicklungsprojektes aus der Verfahrenstechnik die Bedeutung für den Projekterfolg sowie die Gewichtung durch die Projektplaner. Entsprechend der Positionierung der Einflussfaktoren im Portfolio ergibt sich ein als niedrig, mittel oder hoch zu bewertendes Projektziel. So weist die „Minimierung der Projektlaufzeit“ einen hohen Beitrag zum Projekterfolg auf, dessen Gewichtung zusätzlich als hoch eingestuft wird. Das daraus resultierende Projektziel ist somit vollständig umzusetzen. Die „gleichmäßige Auslastung der Mitarbeiter“ weist einen niedrigen Beitrag zum Projekterfolg auf. Durch die unternehmensspezifische Vorgabe, eine gleichmäßig hohe Auslastung der Mitarbeiter für alle Projekte zu erreichen, wird der erfolgskritische Faktor als hoch gewichtet, und das entsprechende Ziel sollte somit realisiert werden. 3.2 Modellierung des Projektes Unterschiedliche, oftmals konkurrierende Ziele erschweren die Bewertung eines Projektplans. Simulationsverfahren, die grundsätzlich einen guten Lösungsansatz zur Entscheidungsunterstützung bei einer Vielzahl von Einflussfaktoren bieten, eignen sich auch für die Lösung von projektbezogenen Fragestellungen. Dies belegen Erfahrungen in der Konstruktion, der Fertigung und Logistik sowie der Organisationsgestaltung in der Verwaltung [7, 8]. Die Aussagekraft der Simulationsergebnisse hängt aber im Wesentlichen von der Qualität des zugrunde gelegten Projektmodells ab. Bei der Bildung eines entsprechenden Projektmodells ist daher darauf zu achten, dass die Merkmale Abbildung (eine Repräsentation von Projektstruktur, -ablaufs, -verhaltens etc.), Verkürzung (Erfassung der Attribute des Originals, die dem Projektplaner bzw. Projektmanager relevant erscheinen und dem Untersuchungszweck dienen) und Pragmatismus, durch die ein Modell gekennzeichnet wird, in einer der Modellierungsaufgabe entsprechenden Form umgesetzt werden [9]. Pragmatismus bedeutet in diesem Zusammenhang Orientierung am Nützlichen, dem Untersuchungszweck - der Projektanalyse und -optimierung - dienend. Daraus lässt sich folgern, dass die Projektmodellierung ein wichtiges Hilfsmittel zur Dokumentation von Projekten darstellt. Sie ermöglicht die Bewahrung von Wissen aus abgeschlossenen Projekten und ist somit die Basis für die zukünftige Wiederverwendung. Außerdem dient ein Projektmodell der anschaulichen Darstellung eines Vorgehens, welches die Zusammenarbeit zwischen Mitarbeitern unterschiedlicher Fachrichtungen bei entsprechend geeigneten Modellierungsmethoden unterstützt. Die anschauliche Darstellung ist besonders vor dem Hintergrund der hohen Komplexität bei der Entwicklung verfahrenstechnischer Produkte und Anlagen von Bedeutung, denn die Komplexität schlägt sich auch in der grafischen Darstellung des Projektes nieder. Ein weiterer Nutzen des Projektmodells ergibt sich aus der Möglichkeit zur Rekapitulation des Vorgehens, wodurch eine nachträgliche Verbesserung des Ablaufs ermöglicht wird. Bei dem Nutzen, der sich aus der Projektmodellierung ergibt, darf jedoch nicht vergessen werden, dass ein hoher Dokumentationsaufwand besteht, der durch eine einfache Modellierungsmethode reduziert und unterstützt werden sollte. Folgende Anforderungen ergeben sich daher im Detail: Verständlichkeit: Damit auch unerfahrene Projektplaner die modellierten Prozesse schnell und einfach interpretieren können, sollten die Konstrukte der Modellierungsmethode ohne Vorkenntnisse zu verstehen sein. Die Verständlichkeit der Modellierungsmethode wird dabei durch die Gestaltung der Konstrukte entsprechend ihrer semantischen Bedeutung verbessert. Vollständigkeit: Alle relevanten Aspekte eines Projektes müssen mit der Modellierungsmethode erfasst und abgebildet werden können. Dazu zählen neben Personen, Arbeitsmitteln und Arbeitsobjekten die durchzuführenden Aktivitäten wie deren Wechselbeziehungen zueinander. Modifizierbarkeit: Der Modellierungsmethode muss ein einfaches Regelwerk bzw. Metamodell hinterlegt sein. Die Anzahl der Konstrukte darf nicht zu groß sein. Damit wird sichergestellt, dass die Methode von den Benutzern schnell zu erlernen ist und sich zudem für die Transformation in ein formelles simulationsfähiges Projektmodell eignet. Übersichtlichkeit: Auch bei umfangreichen Projektmodellen muss die Darstellung der Projektstruktur, des Projektablaufs und der Projektausstattungen übersichtlich bleiben, um die Zusammenhänge zwischen den Aktivitäten, Mitarbeitern und Ressourcen sowie die vorhandenen Freiheitsgrade erfassen zu können. Monitoring und Controlling: Das Modell muss den Projektplaner bei der Analyse des aktuellen Projektfortschritts unterstützen. Die Analyse beschränkt sich dabei nicht auf eine Abstraktionsebene des Projektmodells, vielmehr soll das Projektmodell das Wechseln zwischen der detaillierten Untersuchung einzelner Projektausschnitte und der Betrachtung des Gesamtsystems ermöglichen. 22 l projekt MA N A G E M E N T aktuell 4/ 2008 16 WISSEN Abb. 3: Erfolgsrelevante Faktoren und deren beispielhafte Bewertung für ein Entwicklungsprojekt der verfahrenstechnischen Industrie PM_4-08_1-60: Inhalt 26.06.2008 9: 25 Uhr Seite 16 Für die systematische Erstellung von Projektmodellen wurden zwei Ansätze entworfen, die in Kooperation mit unseren Industriepartnern kontinuierlich weiterentwickelt werden. Bei dem ersten Ansatz handelt es sich um ein konventionelles Vorgehen, wie es in ähnlicher Form von Unternehmensberatungen eingesetzt wird. Der zweite Ansatz ist eine neue, auf den Erfahrungen mit unseren Industriepartnern beruhende Methode. Beide Ansätze zur Datenerhebung eignen sich zur A-posterioriwie auch zur A-priori-Modellierung von Projekten. Die Unterstützung des Projektplaners beginnt in einer frühen Planungsphase, dauert im Rahmen eines operativen Projektcontrollings an und schließt nach Abschluss des Projektes mit der Dokumentation und der Schwachstellenanalyse ab. Im Folgenden sollen beide Ansätze kurz vorgestellt werden. 3.2.1 Konventioneller Ansatz zur Projektmodellierung Der konventionelle Ansatz orientiert sich an der Vorgehensweise zur methodischen Untersuchung der Optimierungspotenziale bei bestehenden Entwicklungsprozessen. So findet sich in der Literatur eine Vielzahl von Beiträgen zu grafischen Methoden der Prozessanalyse, aus denen ein entsprechendes Vorgehen abgeleitet werden kann [10]. Bei der Erstellung von simulationsfähigen Projektmodellen für Entwicklungsprojekte der Verfahrenstechnik wurde im Rahmen des Forschungsvorhabens wie folgt vorgegangen: 1. Informationssammlung und -strukturierung als Planungsvorbereitung: Hier wird ermittelt, wie die Branche und das Unternehmen Projekte planen und durchführen. Die Inhalte dieser Phase werden teilweise bei der Definition der erfolgsrelevanten Faktoren ermittelt. Um sich aber aus der Perspektive der Projektmodellierung dem Untersuchungsgegenstand zu nähern, werden Projektpläne, Gantt-Charts und Dokumentationen abgeschlossener Projekte gesichtet und Analogien zu aktuell bestehenden Aufgaben, das heißt der Neuigkeitsgrad, bestimmt. Je nach Neuigkeitsgrad weist das Planungsvorhaben unterschiedliche Arbeitsumfänge wie auch Unsicherheiten auf. Besteht eine hohe Ähnlichkeit des zu planenden Projektes mit einer bereits durchgeführten Planungsaufgabe, so kann dieses Wissen genutzt werden und es müssen nur noch Teile der Unterlagen angepasst werden. In Abhängigkeit von Erstellungsaufwand, Neuheitsgrad und Ähnlichkeit der Projektstruktur und -ausstattung klassifizieren wir die Planung des Projektes in: Durchführung einer Neuplanung, Änderungsplanung oder Wiederholplanung. 2. Durchführung des ersten Experten-Workshops: In dieser Phase erfolgt die Datenerhebung in moderierten Workshops, in denen Projektplaner gemeinsam mit Experten der beteiligten Disziplinen die Aufgaben und Ressourcenausstattungen identifizieren und mit der K3-Methode abbilden [11]. Die K3-Methode wurde ursprünglich zur Aufnahme und Abbildung schwach strukturierter, kooperativer Arbeitsprozesse konzipiert und wird bereits seit einiger Zeit erfolgreich in Projekten der industriellen Auftragsforschung eingesetzt. Aufgrund ihrer semiformalen Semantik eignet sich die K3-Methode insbesondere zur grafischen Abbildung kreativer Prozesse mit zahlreichen Unschärfen und Iterationen. Die Erstellung der semiformalen Projektmodelle erfolgt durch eine Externalisierung des personenbezogenen Wissens über die Projektstruktur und den Projektverlauf. Hierzu wird in einer Sitzung mit zwei Moderatoren und mindestens zwei, maximal vier Experten das Wissen der Projektplaner und der Experten der beteiligten Fachdisziplinen systematisch abgefragt und dokumentiert. Zuerst wird die Projektstruktur bestimmt, das heißt, die Aktivitäten werden benannt und in eine zeitliche Reihenfolge der Ausführung gebracht. Bei der Durchführung der Workshops hat sich gezeigt, dass eine partizipative Erstellung mittels Strukturlegetechnik sehr geeignet ist. Bei dieser Technik werden vorgefertigte Karten, die entsprechend der K3-Notation eine Aktivität repräsentieren, in der die Aktivität ausführenden Organisationseinheit (Swimlane) von den Teilnehmern des Workshops angeordnet und mit ergänzenden Informationen beschriftet (Name und Arbeitsumfang der Aktivität, zur Ausführung der Aktivität geforderte formale Qualifikation des Mitarbeiters etc.). Im Anschluss daran werden die Aktivitäten durch Einzeichnen von Verbindungen zwischen den Aktivitäten in eine Ausführungsreihenfolge gebracht. Dabei hat sich gezeigt, dass sowohl die Gestaltung der Ausprägung einer Aktivität als auch die Ausführungsreihenfolgen zu umfangreichen Diskussionen führen, die nicht selten Freiheitsgrade bei der Ausführung der Aktivitäten des Projektes wie auch Verbesserungspotenziale offenlegen. Die eingesetzte K3-Methode in Verbindung mit der Strukturlegetechnik bietet den Vorteil, sowohl diese Freiheitsgrade als auch Änderungsvorschläge schnell und effizient im Rahmen einer partizipativen Modellierung festhalten zu können. Ergebnis ist ein semiformaler Projektplan, der die inhaltlichen Zusammenhänge zwischen den Aufgaben bzw. Aktivitäten beschreibt, aber nur dort eine exakte zeitliche Reihenfolge vorgibt, wo diese zwingend erforderlich ist. Alle anderen zeitlichen Zusammenhänge bleiben offen und richten sich nach den jeweils erreichten Zwischenergebnissen während des Projektverlaufs, wie beispielsweise den tatsächlichen, vorab nicht genau festzulegenden Aktivitätsdauern, der Verfügbarkeit von Personal oder Ressourcen etc. 3. Rechnerunterstützte Modellierung des Projektplans: Alle Elemente des erzeugten Projektplans werden nach dem Workshop mittels Modelleditor oder der auf MS-Visio basierenden Modellierungssoftware WOMS [12] in ein digitales Projektmodell überführt. 4. Durchführung des zweiten Experten-Workshops: Das erzeugte K3-Projektmodell wird den Projektplanern in einem zweiten Workshop vorgelegt und ihrerseits auf Übereinstimmung mit dem prognostizierten oder gegebenenfalls bei einem a posteriori modellierten Projekt dem realen Verlauf geprüft. Sich hierbei ergebene Änderungsvorschläge hinsichtlich der Projektstruktur und -ausstattungen werden skizziert und im letzten Schritt durch die Modellierer eingearbeitet. Das zweistufig modellierte K3-Projektmodell besitzt, wie zahlreiche Anwendungen bei der Abbildung verfahrenstechnischer Entwicklungsprojekte belegen, bereits eine hohe Validität [13]. projekt MA N A G E M E N T aktuell 4/ 2008 l 17 PM_4-08_1-60: Inhalt 26.06.2008 9: 25 Uhr Seite 17 5. Erstellen eines simulationsfähigen formalen Projektmodells: Das Projektmodell wird in ein stochastisches, zeiterweitertes Petri-Netz überführt. Dies umfasst neben der Abbildung der Struktur insbesondere die Generierung von möglichen Projektausstattungen. Die Erstellung und die Simulation verschiedener Projektkonstellationen werden im Kapitel 3.3 ausführlich behandelt. 3.2.2 Webbasierter Ansatz zur Projektmodellierung Die Anwendung des oben beschriebenen Vorgehensmodells zur Modellierung von a priori und a posteriori durchgeführten Entwicklungsprojekten in Unternehmen der verfahrenstechnischen Industrie legte Schwachstellen offen, die zu einem Umdenken bei der Modellierung und der anschließenden Simulation von Entwicklungsprojekten führten. Es konnten folgende zu lösende Herausforderungen identifiziert werden: ❑ Projektplaner und insbesondere die Experten der beteiligten Domänen sind aufgrund der Dringlichkeit des operativen Tagesgeschäfts nicht verfügbar. Die interviewten Projektplaner verfügen dann oftmals nicht über ein ausreichendes Detailwissen bei der Modellierung einzelner Aktivitäten bzw. Aktivitätssequenzen. Die Validität des Modells kann dadurch herabgesetzt werden. ❑ Der für Workshops zur Verfügung stehende Zeitraum zur Projektaufnahme wird von den Projektverantwortlichen sehr kurz angesetzt, da sie den Nutzen einer Simulation oftmals nicht bewerten können und dieser Neuerung daher skeptisch gegenüberstehen. Der daraus resultierende Zeitdruck bei der Erstellung des Projektmodells führt zu einer Stresssituation bei Workshop-Leitern, die an einer vollständigen Aufnahme des Projektmodells interessiert sind, wie auch bei den Projektplanern, die durch den Zeitdruck die Komplexität des Projektes und die entsprechenden Freiheitsgrade nicht ausreichend erfassen und vermitteln können. ❑ Die Modellierung eines Projektes basiert sehr stark auf dem Erfahrungswissen des Projektplaners und weist daher oftmals nur eine spezifische Sicht auf den Untersuchungsgegenstand auf. Das Identifizieren und Modellieren von alternativen Projektstrukturen und -abläufen gestaltet sich schwierig und erfolgt häufig auch nur durch eine gezielte Nachfrage des Workshop- Leiters. Daraus resultiert eine unbeabsichtigte Beeinflussung bei der Modellerstellung, die gegebenenfalls zu einer Beeinträchtigung der Modellgüte führt. Resultate unzureichender Modellierung sind beispielsweise fehlende Aktivitäten oder eine falsche bzw. ungenaue Attributierung (Anforderungen an die formale Qualifikation der Mitarbeiter, ihre benötigten Kenntnisse etc.) sowie die Nichtberücksichtigung von Freiheitsgraden bei der Ausführung von Aktivitäten. ❑ Projektplaner, die bisher ausschließlich mit klassischen Werkzeugen der Projektplanung gearbeitet haben, stehen der simulationsbasierten Projektplanung kritisch gegenüber, da sie befürchten, dass die Qualität ihrer planerischen Tätigkeiten durch den neuen Ansatz quantifizierbar wird. Sie sehen in dem Instrumentarium weniger ein Werkzeug zur Unterstützung ihrer planerischen Tätigkeit als vielmehr ein Mittel zur Überprüfung der Leistungsfähigkeit. Die Ursache liegt insbesondere in der deutlichen zeitlichen Trennung zwischen der papierbasierten Projektmodellierung, der Erstellung eines formalen simulationsfähigen Modells, der Durchführung der Simulationsdurchläufe und der abschließenden Analyse. Der große Zeitraum resultiert aus der räumlichen Trennung, so wird das papierbasierte Projektmodell zusammen mit den Projektplanern vor Ort im Unternehmen erstellt. Die zeitaufwendige Modellerstellung und Simulation hat aufgrund der Simulationszeit für einen Simulationsdurchlauf aktuell noch am Institut für Arbeitswissenschaft zu erfolgen. ❑ Die Weitergabe von detaillierten Informationen über Projektstrukturen und -ausstattungen an externe Partner, wie auch an interne Unternehmensbereiche, ist nicht gewünscht, da bei größeren Projekten der verfahrenstechnischen Industrie diese unmittelbar zum Unternehmenserfolg beitragen. 22 l projekt MA N A G E M E N T aktuell 4/ 2008 18 WISSEN Abb. 4: Schematische Darstellung des Zusammenwirkens zwischen Editor, Simulationswerkzeug und Analysewerkzeug - PM_4-08_1-60: Inhalt 26.06.2008 9: 25 Uhr Seite 18 Aus diesen Punkten folgt, dass den Projektplanern und den Experten der Domänen ein Werkzeug zur Verfügung gestellt werden muss, welches eine intuitive und zudem autarke Modellierung von Projekten ermöglicht, ohne dass die Aussagekraft eines solchen Modells beschränkt wird. Zu diesem Zweck wird aktuell ein grafischer webbasierter Prozesseditor entwickelt, der es in Anlehnung an bestehende Groupware-Systeme ermöglicht, dezentral und zudem domänenübergreifend ein Projekt zu planen (Abb. 4). Der Editor steht als Download zur Verfügung und kann autark auf dem Rechner, zudem aber auch als webbasiertes Applet ausgeführt werden. Der Editor ermöglicht die grafische Modellierung von hierarchischen Projektstrukturen durch eine grafische Benutzerführung. In die Benutzerführung des Editors sind die neusten Erkenntnisse software-ergonomischer Fragestellungen aktueller Forschungsvorhaben eingeflossen. Der Projektplaner kann daher mithilfe des Editors Projektstrukturen (Abfolge von Aktivitäten), Projektausstattungen (Mitarbeiter, Arbeitsmittel) sowie alternative Konstellationen hinsichtlich deren Ausprägungen definieren. Zu diesem Zweck werden aus einer Bibliothek entsprechende, an die K3-Notation angelehnte Symbole grafisch auf einer Workbench platziert und über Eingabefelder parametrisiert. Zur intuitiven Darstellung der Projektstrukturen und -ausstattungen sind die Elemente der K3-Methode angepasst und um entsprechende Parameter erweitert worden. Insbesondere Iterationen und Störungen bzw. Schwachstellen im Projektverlauf, Wechselbeziehungen zwischen Aktivitäten sowie das Abschätzen des Aufwands zur Ausführung einer Aktivität sind in dem neuen Ansatz berücksichtigt worden. Weitere Schwerpunkte sind die Entwicklung einer Planungsunterstützung für die Modellierung von hierarchischen Strukturen sowie die systematische Strukturierung von Projektplänen. Dies stellt einen wesentlichen Schwachpunkt der konventionellen Methode dar, da es bei der Modellierung von verschiedenen Hierarchieebenen schnell zu unübersichtlichen Projektstrukturen kommt. Die intuitive Abbildung einer hierarchischen Struktur ermöglicht zudem die einfache Zuweisung von Projektbereichen an Experten, die auf diese Weise die entsprechenden Bereiche detailliert modellieren können. Dies führt zu einer detaillierteren Abbildung der Projektstrukturen und -ausstattungen, als dies bei dem bisherigen Vorgehen der Fall war. Ergebnis ist ein semiformaler Projektplan, der durch Transformation in eine XML-Datei formalisiert und somit simulationsfähig wird. Das Vorgehen in dieser Phase lässt sich wie folgt beschreiben: Ein Projektplan wird mit dem Editor lokal oder internetbasiert von einem Planer erstellt und abgelegt. Durch ein entsprechendes Versionsmanagement können die anderen involvierten Planer den Projektplan modifizieren. Nach Fertigstellung eines Projektplans, bestehend aus Projektstruktur und Projektausstattung, kann der Projektplan mit anderen Projektplänen verknüpft werden, was die Untersuchung im Rahmen eines Multiprojektmanagements ermöglicht. Die so generierten Projektpläne werden als XML-Datei gespeichert. Diese Datei, und hier besteht der Unterschied zu konventionellen Projektplanungswerkzeugen, ermöglicht die simulationsbasierte Optimierung der Projektpläne. Die XML-Datei wird durch eine verschlüsselte Verbindung auf dem Server des IAW für die Simulation abgelegt oder per E-Mail verschickt. Die Simulationsergebnisse werden vom IAW generiert und dem Unternehmen umgehend zur Verfügung gestellt. Die aus der Simulation gewonnenen Erkenntnisse dienen der Weiterentwicklung der Software sowie entsprechenden Optimierungsverfahren für die Projektentwicklung. Unternehmen brauchen bei diesem Vorgehen sensitive Daten nicht preiszugeben, können aber dennoch ihre Projekte gezielt simulieren und optimieren lassen. Hierzu verwenden die Projektplaner für die Beschreibung der Projektstrukturen, der Projektausstattungen, der Ausführungszeiten etc. nur ihnen bekannte Kürzel bzw. Umrechnungsfaktoren. 3.3 Simulation verschiedener Projektszenarien Konventionelle Planungswerkzeuge wie MS- Visio oder MS-Project beschränken sich auf eine statische Darstellung der Projektstruktur und der Projektausstattung. Um insbesondere das dynamische Projektverhalten abbilden zu können, wurde ein Werkzeug entwickelt, das durch die Kopplung an die Modellierungsumgebung eine transparente, präzise, erwartungskonforme und praxisbezogene Modellierung der Projektstrukturen ermöglicht und zudem durch die Transformation in stochastische Petri-Netze die für eine Simulation erforderlichen formalen Bedingungen herstellt. Der Vorteil bei der Nutzung von stochastischen Petri-Netzen besteht in der strukturellen Analogie zur verwendeten Modellierungsmethode sowie der Möglichkeit zur ereignisdiskreten Simulation eines nicht deterministischen Netzes. Der Kern des eigentlichen Simulationswerkzeugs basiert auf dem Open- Source-Petri-Netz-Simulator Renew [14], der um entsprechende Programmelemente erweitert wurde [8, 15]. Basierend auf dem semiformalen Projektmodell werden Simulationsszenarien erstellt. Ein Simulationsszenario beschreibt die Projektstruktur mit den entsprechenden im Editor definierten Freiheitsgraden zur Lösung der auftragsspezifischen Aufgaben. So können beiprojekt MA N A G E M E N T aktuell 4/ 2008 l 19 Anzeige PM_4-08_1-60: Inhalt 26.06.2008 9: 25 Uhr Seite 19 spielsweise für die Bearbeitung einer konkreten Aufgabe verschiedene Aktivitäten genutzt werden. Die Auswahl erfolgt dabei zufallsbasiert durch das Simulationsprogramm. Des Weiteren umfasst ein Simulationsszenario eine feste Anzahl von Akteuren und Arbeitsmitteln, die sich hinsichtlich ihrer Parametrisierung (formale Qualifikation, Kompetenz, Technologie etc.) unterscheiden. Ein Simulationsprojekt besteht aus verschiedenen Simulationsszenarien, die aufgrund der Freiheitsgrade bei der Projektstruktur, der Ausführungsdauer einer Aktivität wie auch bei der Allokation von Mitarbeitern und Arbeitsmitteln zu Projektausstattungen unterschiedliche Auswirkungen auf den Projektverlauf aufweisen. Abb. 5 zeigt für einen Ausschnitt aus einem Entwicklungsprojekt, bestehend aus vier Aktivitäten, die Freiheitsgrade bei der Ausführung der Aktivitäten sowie die daraus resultierende Auswirkung auf die Projektlaufzeit. Die Kombination von Aktivitäten erhöht die Komplexität bei der Entscheidung, wann und von wem diese Aktivitäten auszuführen sind. So hat die Ausprägung der eigentlichen Aktivität (bspw. interne oder externe Erbringung der Leistung) sowie die Allokation von unternehmenseigenen oder -externen Mitarbeitern bzw. Ressourcen zu Aktivitäten eine direkte Auswirkung auf den Simulationsverlauf. Abb. 5 zeigt für die drei Aktivitäten 2, 3 und 4 unterschiedliche Kombinationen, die 37 verschiedene Kombinationsarten ergeben. Je Simulationsdurchlauf wird unter Berücksichtigung der Verfügbarkeit von Mitarbeitern und Ressourcen eine Kombinationsart zufällig ausgewählt. Dies ermöglicht den Vergleich verschiedener Projektstrukturen und Projektausstattungen. Durch die stochastischen Elemente ist ein Simulationsdurchlauf für eine Projektkonstellation (spezifische Personen- und Ressourcenausstattung und Projektstruktur) mehrfach auszuführen. Des Weiteren wurden Unsicherheiten, die bei der erfahrungsbasierten Abschätzung des Aufwands einer Aktivität durch den Projektplaner entstehen, im Modell [15] berücksichtigt. Diese Unsicherheiten führen bei der mehrfachen Ausführung eines Simulationsdurchlaufs je Projektkonstellation zu einer Varianz bezüglich der Gesamtdauer und der Arbeitsintensität des Projektes (Summe der Aufwände aller Aktivitäten). Um einen statistisch signifikanten Wert zu erhalten, bedarf es einer gewissen Anzahl an Simulationsdurchläufen je Simulationsszenario. Die Anzahl wird dabei determiniert durch die Zahl der Aktivitäten, deren Ausprägung sowie die Möglichkeiten bei der Mitarbeiter- und Ressourcenallokation. Bei den bisher simulierten Projekten in Unternehmen der verfahrenstechnischen Industrie lag der Schwerpunkt auf der Analyse der Wechselwirkungen zwischen dem Personal- und dem Ressourcenbedarf sowie der Projektlaufzeit, den Kosten und der Personalauslastung. Zu diesem Zweck wurden einige erfolgskritische Einflussfaktoren des Projektes systematisch variiert: ❑ Anzahl der am Projekt beteiligten Personen ❑ Qualifikation der Mitarbeiter ❑ Outsourcing von Aktivitäten an Subunternehmer ❑ Anzahl der verfügbaren Ressourcen oder Werkzeuge ❑ Zuverlässigkeit der Aufwandsabschätzung für einzelne Aktivitäten. 3.4 Analyse der Simulationsergebnisse Die Analysemöglichkeiten für die generierten Simulationsergebnisse werden im Folgenden anhand eines Industrieprojektes vorgestellt. Ausgehend von der kleinstmöglichen, für eine erfolgreiche Projektbearbeitung notwendigen Anzahl von Mitarbeitern, wurde in den durchgeführten Untersuchungen die personelle Projektausstattung systematisch variiert. Die Erweiterung des Projektteams erfolgte dabei in einer ersten Phase durch das schrittweise Hinzufügen von Mitarbeitern mit differenzierten Qualifikationsprofilen. In einer zweiten Phase wurden die zur Projektbearbeitung erforderlichen Arbeitsmittel (Softwarewerkzeuge, Laboreinrichtungen, Maschinen oder Prototypen etc.) hinsichtlich ihrer Anzahl variiert. Der Fokus lag dabei auf der schrittweisen Erhöhung der Verfügbarkeit eines einzelnen ausgewählten Werkzeugs um jeweils eine weitere Einheit. Jeder Simulationsdurchlauf eines Simulationsszenarios ergibt einen Wert für die Projektlaufzeit. Die einzelnen Projektlaufzeiten werden anschließend zu einem Mittelwert aggregiert. Abb. 6 zeigt die Gesamtheit der Mittelwerte in Abhängigkeit von den Projektausstattungen des Entwicklungsprojektes. Die Simulation und die Analyse der unterschiedlichen Ausprägungen eines Projektteams ermöglichen bereits in einer frühen Planungsphase eine quantitative Abschätzung, welche Einflüsse die verschiedenen Projektkon- 22 l projekt MA N A G E M E N T aktuell 4/ 2008 20 WISSEN Abb. 5: Kombinationsmöglichkeiten einer schwach strukturierten Aktivitätensequenz und die Auswirkungen auf den Projektverlauf Abb. 6: Prognostizierte Projektlaufzeit in Abhängigkeit von der Mitarbeiter- und Ressourcenausstattung PM_4-08_1-60: Inhalt 26.06.2008 9: 25 Uhr Seite 20 stellationen auf die Projektlaufzeit ausüben. Die Analyse der Simulationsergebnisse ergab, dass bei einer konstanten Basisausstattung von elf Werkzeugen durch die Einbindung zweier weiterer Personen mit den Eigenschaften von Mitarbeiter 4 und 5 eine Reduzierung der Projektlaufzeit um circa 20 Prozent (von 308 Zeiteinheiten [ZE] auf 248 [ZE]) erreicht werden kann. Diese Werte bieten eine Entscheidungsunterstützung bei der Konkretisierung der Projektausstattung. Im Mittelpunkt steht die Frage, ob die höheren Personalkosten durch eine Reduzierung der Projektlaufzeit zu rechtfertigen sind. Eine allgemeingültige Antwort, dass beispielsweise eine kurze Projektlaufzeit generell zu bevorzugen ist, ist nicht möglich, da eine Vielzahl von projektspezifischen Faktoren - verfügbares Projektbudget, zugesagter Liefertermin der zu erbringenden Leistung etc. - zu berücksichtigen ist. Der Projektplaner bleibt somit weiterhin das zentrale Element im Projektplanungsprozess. Für die Entscheidungsunterstützung hinsichtlich der Projektstruktur und -ausstattung werden durch die Simulation eine Vielzahl von Daten generiert. Diese werden mithilfe eines eigens entwickelten Werkzeugs von dem Projektplaner analysiert und interpretiert. Für die quantitative Analyse der Simulationsergebnisse bietet sich ein strukturiertes Vorgehen an. So werden in einem ersten Schritt die Simulationsläufe und die Simulationsszenarien ausgewählt. Interessieren den Projektplaner die durch das Projekt verursachten Kosten, kann für die Mitarbeiter und die Arbeitsmittel ein entsprechender Kostensatz angegeben werden. Soll zudem das voraussichtliche Datum des Projektabschlusses ermittelt werden, kann das Datum des Projektbeginns sowie eine Relation zwischen den Zeiteinheiten und den entsprechenden Arbeitsstunden im Analysewerkzeug dargestellt werden, ohne dass dieses neue Simulationsdurchläufe bedingt. Die Analyse erfolgt in Form von Graphen und Diagrammen und bietet dem Planer einen schnellen intuitiven Vergleich der unterschiedlichen Projektverläufe für identische, aber auch unterschiedliche Projektstrukturen und Projektausstattungen. Die Steigung der in Abb. 7 dargestellten Kurven beschreibt die Arbeitsintensität des betrachteten Projektes. Eine stark ansteigende Kurve weist auf eine schnelle Bearbeitung der Aktivitäten hin. Der Endpunkt der Kurve bildet den Projektabschluss, dessen Zeitpunkt auf der Abszisse abgelesen werden kann. Der für das Projekt abgearbeitete Aufwand ist auf der Ordinate abgetragen und kann für die Simulationsdurchläufe eines Simulationsszenarios durch die vorab nicht genau festzulegenden Aktivitätsdauern variieren. Durch Auswählen einer dieser Kurven ist die Darstellung eines detaillierten Projektplans als Balkendiagramm möglich. Abb. 8 zeigt ein solches Gantt-Chart, sowie drei weitere Bereiche, die Informationen zu einem Simulationsdurchlauf geben. So befinden sich im Bereich 1 Angaben über den Parallelitätsgrad der ausgeführten Aktivitäten, über die Bearbeitungsdauer des Projektes, über den gesamten abgearbeiteten Aufwand sowie über die durchschnittliche Auslastung der beteiligten Arbeitspersonen. Im Bereich 2 wird ein Überblick über die Projektstruktur gegeben. Dabei sind in Anlehnung an bekannte Balkendiagramme die einzelnen Aktivitäten als senkrechte Balken auf einem von oben nach unten verlaufenden Zeitkontinuum angeordnet. Die horizontale Anordnung dient einerseits der Übersichtlichkeit über die Sequenzialität oder Parallelität der Aktivitäten sowie andererseits der Zuordnung zu den ausführenden Organisationseinheiten (Lanes). Die Abbildung des kritischen Pfades erfolgt ebenfalls grafisch, indem alle Aktivitäten, die zu ihren Vorgängern oder Nachfolgern nicht mehr als einen bestimmten vom Planer zu definierenden Zeitpuffer besitzen, farblich markiert werden. Der Bereich 3 beschreibt die durch die Simulation vorgenommene Allokation von Akteuren zu Aktivitäten und die daraus resultierende individuelle Auslastung der Mitarbeiter. Im Bereich 4 wird weiter ausgeführt, wann ein Mitarbeiter in dem aktuell untersuchten Projekt arbeitet. Dies führt zu einer Planungsunterstützung für die projektübergreifende Einsatzplanung von Mitarbeitern sowie der Identifikation von auftretenden personellen Engpässen. projekt MA N A G E M E N T aktuell 4/ 2008 l 21 Abb. 7: Verlauf der Arbeitsintensitäten für verschiedene Projektverläufe abgetragen über die Projektdauer Abb. 8: Benutzungsschnittstelle für Simulationsergebnisse PM_4-08_1-60: Inhalt 26.06.2008 9: 25 Uhr Seite 21 Ergebnis dieser Phase ist eine Vielzahl von guten, das heißt, die Zielkriterien erfüllenden Projektplänen. Basierend auf den Ergebnissen der Analyse, der Gewichtung der einzelnen projektspezifischen Zielkriterien, wie auch den Präferenzen des Projektplaners, wird ein Projektplan ausgewählt und weiter verfolgt bzw. detailliert. 3.5 Projektcontrolling Die Projektplanung hört nicht mit dem eigentlichen Projektstart auf - vielmehr wird ein „wandlungsfähiges Projekt“ gefordert, das schnell und effizient an unvorhersehbare Einflüsse angepasst werden kann. Es gibt somit keinen universellen Projektverlauf für eine vorgegebene Projektstruktur oder Projektausstattung. Der Ausfall eines Zulieferers, eines Betriebsmittels, aber auch selbst eines einzelnen Mitarbeiters hat einen direkten oder zumindest einen indirekten Einfluss auf die Projektstruktur. Dies liegt insbesondere daran, dass Projekte aufgrund des hohen Kosten- und Zeitdrucks eine geringe Sicherheitsspanne hinsichtlich der Projektausstattung aufweisen. Mithilfe der entwickelten Simulationsumgebung können die Auswirkungen dieser im Projektverlauf auftretenden Einflüsse prognostiziert werden. Handelt es sich um stochastische Einflüsse bzw. Störungen, denen eine Wahrscheinlichkeit hinsichtlich ihres Auftretens und ihrer voraussichtlichen Wirkung zugeordnet werden kann, so können diese bereits vor Projektbeginn modelliert und berücksichtigt werden. Einflüsse, die während des Projektes auftreten und noch nicht im Projektmodell berücksichtigt sind, werden von dem Projektplaner ergänzt - beispielsweise der Ausfall eines Mitarbeiters oder Lieferanten. Die Simulation wird ausgehend vom aktuellen Projektfortschritt für die veränderten Rahmenbedingungen erneut angestoßen. Die Gestaltung der Projektstruktur sowie die Allokation der Mitarbeiter und Ressourcen sind dabei zukunftsgerichtet, das heißt, die Projektstruktur und -ausstattung, wie auch die Gewichtung der erfolgsrelevanten Faktoren, wird neu definiert. Dies hilft dem Projektplaner und -manager entsprechende Maßnahmen zu identifizieren und mittels Simulation zu analysieren. 4 Fazit und Ausblick Der Einsatz der Methodik in der verfahrenstechnischen Industrie hat gezeigt, dass mit steigender Projektkomplexität zunehmend Potenzial zur Verkürzung der Projektdauer bei Anwendung klassischer Projektplanungsmethodik ungenutzt bleibt. Gründe hierfür liegen in der begrenzten Fähigkeit der Projektplaner, die vielschichtigen Auswirkungen sich stetig ändernder Rahmenbedingungen zu betrachten, wobei sie durch bestehende Projektplanungs- und -managementtools nicht die notwendige Unterstützung finden. Die vorgestellte Methodik generiert verschiedene, realistische Ausprägungen der Projektstruktur und der Projektausstattungen und ermöglicht zudem die Abbildung der Auswirkungen auf den Projektverlauf durch Simulation. Die Simulationsergebnisse können vom Projektplaner als Entscheidungsunterstützung zur Verwirklichung arbeitsorganisatorischer Verbesserungsmaßnahmen genutzt werden. Die hier vorgestellte Methodik stellt einen ersten Ansatz zur Bewertung von Projektplänen dar; es sollen aber zukünftig geeignete heuristische Verfahren zur gezielten Optimierung von Projektplänen identifiziert werden. Mithilfe bestehender Optimierungsverfahren bzw. der Weiterentwicklung dieser für das Projekt-Engineering soll es möglich sein, bei Vorgabe eines komplexen, schwach strukturierten Projektplans sowie projektspezifischer Zielkriterien durch den Planer einen detaillierten, optimalen Projektplan automatisch zu generieren. Für den Einsatz von Optimierungsverfahren ist ein erheblicher Zeitvorteil zu erwarten, durch den die Praxistauglichkeit weiter verbessert wird. Zudem ist angedacht, die Methodik auf Projekte anderer Branchen anzuwenden, um die aktuell postulierte Allgemeingültigkeit der zu entwickelnden Optimierungsverfahren für die Projektplanung zu verifizieren. Danksagung Dieser Beitrag entstand im Teilprojekt „Simulationsgestützte Optimierung der Ablauforganisation in der verfahrenstechnischen Prozessentwicklung“ des Transferbereichs 61, das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert wird. ■ Literatur [1] Gausemeier, Jürgen: Systematik der Fertigungsplanung im Kontext virtueller Produktion. In: Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb (ZWF) 99/ 2004, S. 327-335 [2] Eversheim, Walter/ Schuh, Günther: Produktion und Management „Betriebshütte“ - Teil 1. 7. Auflage, Berlin u. a. 1996 [3] DIN 69901: Projektwirtschaft; Projektmanagement; Begriffe. Ausgabe 1987-08, Berlin 1987 [4] Pahl, Gerhard/ Beitz, Wolfgang/ Feldhusen, Jörg: Konstruktionslehre - Methoden und Anwendung. 6. Auflage, Berlin u. a. 2005 [5] Ehrlenspiel, Klaus: Integrierte Produktentwicklung - Denkabläufe, Methodeneinsatz, Zusammenarbeit. 2. Auflage, München, Wien 2003 [6] Gröger, M.: Wertschöpfungspotenzial Projektmanagement. 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München, Wien 2005 [11] Killich, Stephan/ Luczak, Holger/ Schlick, Christopher M./ Weissenbach, Markus/ Wiedenmaier, Stefan/ Ziegler, J.: 22 l projekt MA N A G E M E N T aktuell 4/ 2008 22 WISSEN PM_4-08_1-60: Inhalt 26.06.2008 9: 25 Uhr Seite 22 Task modelling for cooperative work. In: Behaviour & Information Technology, Hampshire, 18/ 5, 1999, S. 325-338 [12] Schneider, Ralph/ Gerhards, Sascha: WOMS - A Work Process Modeling Tool. In: Nagl, M./ Westfechtel, B. (Hrsg.): Modelle, Werkzeuge und Infrastrukturen zur Unterstützung von Entwicklungsprozessen. Weinheim 2003, S. 375-376 [13] Wolf, Martin: Entwicklung und Evaluation eines Groupware-Systems zur Unterstützung verfahrenstechnischer Entwicklungsprozesse. Aachen 2002 [14] Kummer, Olaf/ Wienberg, Frank/ Duvigneau, Michael/ Schumacher, Jörm/ Köhler, Michael/ Moldt, Daniel/ Rölke, Heiko/ Valk, Rüdiger: An Extensible Editor and Simulation Engine for Petri Nets. Renew, In: Cortadella, J./ Reisig, W. (Hrsg.): Proceedings of Applications and Theory of Petri Nets 2004. 25 th International Conference, ICATPN, Bologna, Springer 2004, S. 484-493 [15] Tackenberg, Sven/ Kausch, Bernhard/ Grandt, Morten/ Schlick, Christopher M.: Approaches of an Integrative Simulation Model for Project Development Processes. In: Sklenar, J./ Tanguy, A./ Betrelle, C./ Forino, G. (Hrsg.): ESM 2007, The 2007 European Simulation and Modelling Conference EUROSIS-ETI. October 22-24, 2007, St. Julians, Malta, S. 57-64 Schlagwörter Personaleinsatzplanung, Projektplanung, Simulation, Vorgehensmodell zur Projektplanung Autor Dipl.-Ing. Bernhard Kausch studierte bis 2002 Maschinenwesen an der Technischen Universität München mit der Spezialisierung Systematische Produktentwicklung und Ergonomie. Seit 2002 arbeitet er als Wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Abteilung Ergonomie und Mensch-Maschine- Systeme am Institut für Arbeitswissenschaft der RWTH Aachen. Autor Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Christopher M. Schlick ist seit dem 1.12.2004 Universitätsprofessor für Industrial Engineering and Ergonomics und Direktor des Instituts für Arbeitswissenschaft der RWTH Aachen. Im Jahr 1997 wurde er zum Forschungsgruppenleiter und 1998 zum Oberingenieur am selben Institut ernannt. Im Jahr 1999 promovierte er an der Fakultät für Maschinenwesen der RWTH Aachen zum Dr.-Ing., wo er sich 2004 auch habilitierte. Von 2000 bis 2004 war er Leiter der Abteilung Ergonomie und Führungssysteme bei der Forschungsgesellschaft für Angewandte Naturwissenschaften, wo er heute noch als Wissenschaftlicher Direktor für Ergonomie tätig ist. Autor Dipl.-Wirt.-Ing. Sven Tackenberg studierte bis 2006 Wirtschaftsingenieurwesen, Fachrichtung Elektrotechnik, an der Technischen Universität Kaiserslautern, der Oita University und der Universität Paderborn mit der Spezialisierung Fabrikplanung und Fabrikautomatisierung. Zwischen April 2006 und Mai 2007 war er Stipendiat der International Graduate School Dynamic Intelligent Systems. Seit Juni 2007 arbeitet er als Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Arbeitswissenschaft der RWTH Aachen. Anschrift der Autoren Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft der RWTH Aachen Bergdriesch 27 D-52062 Aachen Tel.: 02 41/ 80-9 94 62 E-Mail: s.tackenberg@iaw.rwth-aachen.de projekt MA N A G E M E N T aktuell 4/ 2008 l 23 Nähere Infos und eine Demoversion finden Sie unter: www.computerworks.de/ fasttrack Projektmanagement - einfach anders Projekte und Ressourcen ohne großen Lern- und Zeitaufwand verwalten. Klare, farbige und ansprechende Projektpläne präsentieren. Für Windows und Mac. Schnittstelle zu Mindjet MindManger 7®. Einfacher Datenaustausch mit MS-Project® ComputerWorks GmbH • Schwarzwaldstr. 67 • D-79539 Lörrach • T. 0 76 21/ 40 180 • F. 0 76 21/ 40 18 18 • fts@computerworks.de ComputerWorks AG • Florenz-Strasse 1e • CH-4023 Basel • T. 061 337 30 00 • F. 061 337 30 01 • fts@computerworks.ch Anzeige PM_4-08_1-60: Inhalt 26.06.2008 9: 25 Uhr Seite 23