eJournals PROJEKTMANAGEMENT AKTUELL 20/4

PROJEKTMANAGEMENT AKTUELL
pm
2941-0878
2941-0886
UVK Verlag Tübingen
101
2009
204 Gesellschaft für Projektmanagement

Projektsimulation als Instrument zur änderungsrobusten Konfiguration von Planungsprojekten

101
2009
Uwe Bracht
Dieter Geckler
Tino Motschmann
Änderungen als allgegenwärtiges Phänomen der Automobilindustrie stellen besondere Anforderungen an die Entwicklungs- und Planungsprozesse dar. Dieser Artikel stellt eine neue Analysemethode vor und zeigt deren Ergebnisse aus der Auswertung zahlreicher realer Projekte. Eines der wesentlichen Ergebnisse ist die Ermittlung einer statistischen Verteilungsfunktion der Änderungen. Damit wird die Simulation neuer Ansätze zu Prozessgestaltung auf eine abgesicherte Basis gestellt.
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projekt MA N A G E M E N T aktuell 4/ 2009 l 19 WISSEN Uwe Bracht, Dieter Geckler, Tino Motschmann Projektsimulation als Instrument zur änderungsrobusten Konfiguration von Planungsprojekten Robuste und sichere Prozesse sind unter dem Aspekt der Dynamik des Wettbewerbs zwingende Voraussetzung zur Wettbewerbsfähigkeit. Komplexe Vorhaben werden mit den Methoden des Projektmanagements gesteuert. Bei hohem Änderungspotenzial hinsichtlich Produkt, Fertigungsprozess und Rahmenbedingungen werden besondere Anforderungen an die Konfiguration des Planungsprozesses und die Methoden des Projektmanagements gestellt. Aus diesem Grund sind zur Auslegung von Planungsprozessen und zur Steuerung von Planungsprojekten Verfahren heranzuziehen, die die Dynamik des Projektgegenstandes abbilden können. Das vorliegende Verfahren stellt eine Möglichkeit zur Beherrschung der Dynamik, die in Form von Änderungen während des Projektablaufs auftritt, dar. Das Verfahren basiert auf einem dreistufigen Analyse- und Optimierungsansatz. Es wird einerseits die Konzeptionierung des Planungsprozesses unterstützt und andererseits die Möglichkeit zur Steuerung von Planungsprojekten auf Basis eines Modells geschaffen. Inhaltlich werden der Planungsprozess analysiert, die Informationsketten geprüft und das Verhalten des Planungsprozesses unter Änderungslast bestimmt und ausgewertet. Zielsetzung ist es, mithilfe des Modells Prozessverständnis und -transparenz zu schaffen sowie Kommunikationswege zu identifizieren, um Änderungsauswirkungen zu minimieren und die Zielerreichung des Projektes zu sichern. 1. Planungsprojekte in einer dynamischen Umgebung Die Verkürzung von Produktlebenszyklen und die permanenten Veränderungen des Marktes führen zu steigendem Wettbewerbsdruck. Nur eine optimal strukturierte Organisation sichert effiziente, reibungslose Unternehmensabläufe und ermöglicht kurze Reaktions- und Durchlaufzeiten bei gleichzeitig geringen Kosten. Mit dem Wandel vom Verkäuferzum Käufermarkt ist diese Dynamik besonders in produzierenden Branchen zu spüren. Die besondere Herausforderung der Automobilindustrie besteht darin, eine steigende Anzahl an Fahrzeugmodellen mit hoher Varianten- und Ausstattungsvielfalt bei gleichzeitig kürzer werdenden Modellzyklen anzubieten. Ziel dabei ist es, auf einer Vielzahl von Märkten mit dem marktkonformen Produkt präsent zu sein. Das Ergebnis dieser Tendenz ist eine Parallelisierung von Entwicklungs- und Planungsprojekten bei gleichzeitiger Komplexitätserhöhung des Projektinhalts. Dies erhöht den Bedarf an effizienten und sicheren Prozessen zusätzlich. Grundlage der weiteren Ausführungen sind Planungsprojekte der Automobilindustrie als Teilaspekt von Fahrzeugprojekten. Den Umfang der Produktionsplanung bilden dabei sowohl die Definition des Fertigungsprozesses als auch die Auslegung, Anfertigung und Inbetriebnahme der notwendigen Betriebsmittel. Zur Klärung der Begrifflichkeiten werden die Begriffe „Planungsprozess“ und „Planungsprojekt“ definiert und auf diese Weise voneinander abgegrenzt. Der Geschäftsprozess der Planung der späteren Fertigungsanlagen wird im Folgenden als Planungsprozess bezeichnet. Als ein charakteristisches Merkmal ist die Kreativität des Geschäftsprozesses zu nennen. Der Planungsprozess wird infolge einer spezifischen Terminierung für ein neues Fahrzeugmodell zum Planungsprojekt. Bei einem realen Planungsprojekt ist dieser Prozess Grundlage für die reale Projektplanung. Änderungen bei Planungsprojekten stellen ein allgegenwärtiges Problem dar. Neben dem dynamischen Marktverhalten resultieren Änderungen am Produkt oder Fertigungsprozess während der Durchführung des Planungsprozesses auch aus iterativen Arbeitsweisen von Konstruktion und Planung [7, 8]. Die Integration von Änderungen in den Planungsprozess setzt ein methodisches und standardisiertes Vorgehen voraus. Änderungen als allgegenwärtiges Phänomen der Automobilindustrie stellen besondere Anforderungen an die Entwicklungs- und Planungsprozesse dar. Dieser Artikel stellt eine neue Analysemethode vor und zeigt deren Ergebnisse aus der Auswertung zahlreicher realer Projekte. Eines der wesentlichen Ergebnisse ist die Ermittlung einer statistischen Verteilungsfunktion der Änderungen. Damit wird die Simulation neuer Ansätze zu Prozessgestaltung auf eine abgesicherte Basis gestellt. +++ Für eilige Leser +++ Für eilige Leser +++ Für eilige Leser +++ PM_4-09_1-60: Inhalt 30.06.2009 9: 51 Uhr Seite 19 2. Projektmanagement - Methoden zur Planung und Steuerung komplexer Vorhaben Um den Anforderungen und Erfordernissen des Marktes zu genügen, werden Methoden des Projektmanagements (PM) eingesetzt. Projektmanagement, als Methode einer effizienten Projektführung, hat die sachgerechte, termingerechte und kostengerechte Abwicklung von Projekten zur Aufgabe. Dazu ist während des gesamten Projektablaufs steuernd und regelnd in Form des Projektmanagement-Regelkreises nach [4] auf das Projekt einzuwirken. Grundprinzip des Projektmanagement-Regelkreises ist ein Vergleich zwischen dem erreichten Ist-Zustand und dem ursprünglich geplanten Soll-Zustand. Bei Abweichungen werden aus diesem Vergleich Maßnahmen zur Erreichung des Soll-Zustandes oder eine Anpassung des Soll-Zustandes abgeleitet. Abweichungen vom Soll-Zustand und Änderungen der Soll-Vorgaben stellen eine Ursache für den steuernden Eingriff während des Projektablaufs dar und beeinflussen in erheblichem Maße die Effizienz des Planungsprojektes. Der Prozess des Projektmanagement-Regelkreises ist in Abb. 1 visualisiert. Die Eingriffe, die in Form von Gegenmaßnahmen notwendig werden, um dennoch die Ziele des Projektes erreichen zu können, resultieren zum Beispiel aus Änderungen am Projektgegenstand oder externen Störungen. 3. Änderungen während der Durchführung von Planungsprojekten - Ein allgegenwärtiges Problem Eine „technische Änderung“ ist nach DIN als „… eine vereinbarte Festlegung eines neuen, anstelle des bisherigen Zustandes …“, mit der Einschränkung auf ein „… partiell oder teilweise freigegebenes Dokument …“ definiert. Unternehmensprozesse unterliegen der stetigen und dynamischen Beeinflussung durch Veränderung und haben damit Auswirkung auf den Verlauf des Planungsprojektes. Diese Auffassung von technischer Änderung interpretiert Änderung als etwas, was nach einer Freigabe auftritt und neben der physischen Ausprägung Auswirkungen auf die technische Dokumentation hat. Damit beschränken sich technische Änderungen auf Änderungen am Produkt und/ oder am Prozess mit Auswirkungen auf das Produkt und als entscheidendes Kriterium mit Auswirkungen auf die technische Dokumentation des Produktes. Für eine Anwendung zur Steuerung von Projekten im Sinne des Projektmanagements stellt diese Definition nur einen Teil der zu berücksichtigenden Änderungen dar. Aus diesem Grund ist zur Erfassung sämtlicher Änderungen im Projektablauf eine weiterführende Auffassung von Änderung heranzuziehen: „Als Änderung werden alle nachträglichen Änderungen an freigegebenen (d. h. festgelegten und kommunizierten) Arbeitsergebnissen oder Rahmenbedingungen innerhalb eines zusammenhängenden Entwicklungsprozesses betrachtet. Änderungen beinhalten immer eine Änderung der technischen Dokumentation bzw. Datenbasis des Produktes und/ oder Fertigungsprozesses und/ oder der geltenden Rahmenbedingungen“ (in Anlehnung an [5]). Diese Interpretation beinhaltet alle Änderungen am Produkt, Fertigungsprozess oder den Rahmenbedingungen, deren Daten kommuniziert und nachträglich geändert werden. Zur Klassifizierung können Änderungen in unternehmensexterne und unternehmensinterne Änderungen eingeteilt werden. Eines der charakteristischen Merkmale dieser Einteilung ist die Beeinflussbarkeit der Änderung bereits vor deren Eintreten. Unternehmensexterne Änderungen werden dem Unternehmen von außen diktiert und sind somit nicht direkt beeinflussbar. Veränderungen der Marktgegebenheiten wie Kaufverhalten oder -trends, aber auch gesetzliche Auflagen wie beispielsweise der Rußpartikelfilter für Dieselaggregate zwingen die Unternehmen zu Änderungen und gehören zur Gruppe der unternehmensexternen Änderungen. Im Gegensatz dazu, sind Änderungen, die sich aus Testergebnissen ergeben, wie zum Beispiel Crashtests, Einbauproben oder Erprobungsfahrten, unternehmensinterner Natur und können im Vorfeld mehr oder weniger stark beeinflusst werden. Ein weiterer Grund für Änderungen können Wechselwirkungen zwischen mehreren Bereichen sein. Diese Änderungen ergeben sich aus einer zunehmenden Parallelisierung von Aufgaben. Unternehmenspolitische Entscheidungen definieren die Randbedingungen eines Projektes und stellen damit die Eckdaten einschließlich der Zieldefinition bereit. Werden die Randbedingungen verändert, sind die Parameter des magischen Dreiecks (Kosten, Qualität und Termin) zur Erreichung der Projektziele zu überprüfen und gegebenenfalls anzupassen. Diese Klassifizierung ist in Abb. 2 unter dem Aspekt der qualitativen Verteilung der Auslöser von Änderungen visualisiert. Im Kontext von Änderungen ist zwischen Ursache und Auslöser zu unterscheiden. Ursache einer Änderung ist der elementare Grund, warum die Änderung auftritt. Der Auslöser stellt die Handlung dar, die zum Bemerken der Änderung führt. Änderungen treten auf, wenn zwischen den Soll- und Ist-Messwerten eine Differenz entsteht. Dieses Delta kann zwei unterschiedliche Gründe aufweisen, entweder eine Ist-Abweichung und/ oder eine Soll-Veränderung. Die Ist-Abweichung stellt eine Soll-Ist-Diskrepanz bei unverändertem Soll dar. Werden während der Projektdurchführung Ziele in Form der Soll-Vorgaben verändert, führt das in der Regel zu einer Soll-Ist-Diskrepanz, die auf die Veränderung der Soll-Vorgaben zurückzuführen ist. Soll-Veränderungen stellen neuerungsbedingte Änderungen dar. Ist-Abweichungen resultieren aus einer Nichterreichung der definierten Soll-Vorgaben. In diesem Fall spricht man von einer fehlerbedingten Änderung. Fehlerbedingte Änderung deshalb, weil die Ursache 22 l projekt MA N A G E M E N T aktuell 4/ 2009 20 WISSEN Projektdefinition Projektdurchführung Projektplanung Projektkontrolle Soll-Ist-Vergleich Projektabschluss SOLL IST Projektsteuerung SOLL Änderungen Abweichungen Abb. 1: Projektmanagement-Regelkreis nach [4] Maßnahmen PM_4-09_1-60: Inhalt 30.06.2009 9: 51 Uhr Seite 20 der Änderung in Planungsaktivitäten liegt, deren Ergebnis nicht die geforderten Eigenschaften erfüllt. Daher hätten derartige Änderungen bei „ordnungsgemäßer“ Planung vermieden werden können. In der Theorie stimmt diese These, in der Praxis ist dies allerdings nicht durchzusetzen. Der Grund dafür liegt einerseits in der grundsätzlichen Abfolge von Denkprozessen und andererseits in der Komplexität eines Fahrzeugprojektes. Eine wichtige Abfolge in kreativen Prozessen stellt die von Dörner aufgezeigte TOTE-Einheit (Test - Operate - Test - Exit) dar. Diese stellt einen zyklischen Wechsel von Prüf- und Handlungsphasen zur Problemlösung dar. Für die Lösung von Problemen wird zunächst die Ausgangssituation analysiert (Test), bevor die Handlungsoperation durchgeführt wird (Operate). Anschließend erfolgt eine erneute Prüfung (Test) des erreichten Zustandes. Je nach Ergebnis der Prüfung wird der Zyklus entweder verlassen oder erneut wiederholt. Dieser Zyklus wird bei der „kreativen“ Tätigkeit der Planung mehrere Male durchlaufen, bis das Ergebnis fixiert wird. projekt MA N A G E M E N T aktuell 4/ 2009 l 21 „unternehmenspolitische“ Entscheidungen „unternehmenspolitische“ Entscheidungen „End“-Kundenwünsche „End“-Kundenwünsche Konkurrenzdruck Konkurrenzdruck fertigungstechnische Machbarkeit fertigungstechnische Machbarkeit Kundenwünsche Kundenwünsche Produktanpassungen Produktanpassungen Testergebnisse (Erprobung, Crash-Test,…) Testergebnisse (Erprobung, Crashtest …) fertigungstechnologische Änderungen fertigungstechnologische Änderungen wirtschaftliche Rahmenbedingungen wirtschaftliche Rahmenbedingungen Normen und Vorschriften Normen und Vorschriften Prozessänderungen Produktänderungen Änderungsschleifen Prozessänderungen Produktänderungen Änderungsschleifen unternehmensintern unternehmensextern fertigungstechnische Machbarkeit wirtschaftliche Rahmenbedinungen unternehmenspolitische Entscheidungen Kundenwunsch Normen und Vorschriften Endkunden-Wünsche Konkurrenzdruck fertigungstechnologische Änderung Produktanpassungen Testergebnisse Ursachen von Änderungen ualitative Verteilung des Auslösers von Änderungen Abb. 2: Ursachen für Änderungen und die qualitative Verteilung des Auslösers am Beispiel von Fahrzeugprojekten 2009 ist nicht das Jahr der Krise, sondern das des Wachstums! Sciforma GmbH · Heinrich-Hertz-Straße 2 · D-65232 Taunusstein · Telefon +49 6128 9665-0 · Fax -11 www.sciforma.de · bewerbung.consulting@sciforma.de Zur Verstärkung unseres Teams im Raum Wiesbaden suchen wir weitere Consultants (m/ w) im Bereich IT-Projektmanagement. Unsere Anforderungen an Sie: gerne auch zertifiziert Reisebereitschaft Ihr Aufgabengebiet bei uns: Methodentraining) - Bitte senden Sie uns Ihre vollständigen Bewerbungsunterlagen unter Angabe Ihres möglichen Eintritttermins per E-Mail zu. Anzeige PM_4-09_1-60: Inhalt 30.06.2009 9: 51 Uhr Seite 21 Aufgrund der Komplexität der Fahrzeugprojekte der Automobilindustrie können nicht alle potenziellen Einflussfaktoren, Restriktionen und/ oder Folgen durch den entsprechenden Bearbeiter selbst erfasst und berücksichtigt werden. Aus diesem Grund ist eine Vielzahl an Tests, wie Strömungsversuche, Crashtests, Einbauversuche usw. notwendig. Diese Aufgaben werden verteilt von diversen Organisationseinheiten übernommen. Daher werden eventuelle Probleme erst zu einem späteren Zeitpunkt im Projektverlauf bei einem der Tests erkannt. Um eine Verteilung der Auslöser zu erhalten, wurde ein abgeschlossenes repräsentatives Fahrzeugprojekt der Volkswagen AG diesbezüglich untersucht. Dazu wurden sämtliche dokumentierten Änderungen des Projektes ausgewertet und einer der dargestellten Kategorien von Auslöser zugeordnet. Das Ergebnis der Analyse ist als qualitative Verteilung in Abb. 2 dargestellt. Demnach wird der Hauptanteil von Änderungen durch nicht zufriedenstellende Testergebnisse ausgelöst. Produktanpassungen und die Sicherstellung der fertigungstechnischen Machbarkeit stellen die beiden weiteren Hauptauslöser dar. Die übrigen Kategorien haben gegenüber den drei Hauptaspekten eine geringere Bedeutung und wurden daher in der Darstellung zusammengefasst. Unabhängig von Ursache und Auslöser der Änderung sind für die Erreichung der Projektziele entsprechende Maßnahmen analog des Projektmanagement-Regelkreises zu definieren, einzuleiten und umzusetzen. Diese Maßnahmen sind nur mit einem funktionierenden Berichtswesen und dokumentierten Prozessen zu identifizieren und nachhaltig sicherzustellen. Änderungen stellen Eigenschaften von Planungsprozessen dar, die einerseits ungewünscht und andererseits nicht vollständig zu eliminieren sind. Daher ist für eine verbesserte Projektdurchführung ein zweigleisiger Ansatz zu verfolgen. Zum einen müssen Änderungen schnell identifiziert und deren Auswirkungen minimiert werden und zum anderen ist die Zahl der Änderungen zu reduzieren. 4. Analyse des Verhaltens des Planungsprozesses unter Änderungslast Für die änderungsrobuste Konzeptionierung und Durchführung des Planungsprozesses ist das Wissen über das 22 l projekt MA N A G E M E N T aktuell 4/ 2009 22 WISSEN 4 4,5 5 5,5 6 7 1,125 1,25 1,5 1,75 2 2,25 2,5 0,00% 100,00% 200,00% 300,00% 400,00% 500,00% 600,00% 700,00% 800,00% mittlere Dauer Zusammenhang R-P-D Zusammenhang R - P - mittlere Dauer Rücksprungwahrscheinlichkeit P Rücksprungradius R 3 1 4 4,5 5 5,5 6 7 1,125 1,25 1,5 1,75 2 2,25 2,5 0,00% 100,00% 200,00% 300,00% 400,00% 500,00% 600,00% 700,00% Änderungen Zusammenhang R-P-Änderungen Zusammenhang R - P - Änderungen Rücksprungwahrscheinlichkeit P Rücksprungradius R 3 1 Abb. 3: Validierung der theoretischen Ergebnisse am realen Planungsprozess Verhalten des Planungsprozesses unter Änderungslast unabdingbare Vorraussetzung. Änderungsschleifen als Folge von Änderungen stellen einen Rückschritt innerhalb des Projektverlaufs dar, da Aufgaben teilweise oder ganz wiederholt werden müssen, obwohl diese bereits durchlaufen wurden und als abgeschlossen galten. Änderungsschleifen führen in vielen Fällen zu einer Verlängerung der Entwicklungszeit. Der Einfluss von Änderungen wurde von Geckler theoretisch durch Simulation von Projekten, die auf exemplarischen Netzplänen basierten, untersucht [9]. Dazu wurde der Projektverlauf mit diversen Kombinationen der Parameter Rücksprungwahrscheinlichkeit (P) und Rücksprungradius (R) simuliert. Die Rücksprungwahrscheinlichkeit ist ein Indikator für die Änderungshäufigkeit und damit die Anzahl der Änderungen. Der Rücksprungradius dient der Angabe der Auswirkungen von Änderungen. Das Ergebnis der theoretischen Untersuchung zeigt, dass der Einfluss von Änderungen auf die mittlere Projektdauer bei gleichzeitig hohen Werten der Rücksprungwahrscheinlichkeit und des Rücksprungradius stark ansteigt. Steigt dagegen nur einer dieser Werte an, stabilisiert sich das Projekt und der Einfluss auf die mittlere Projektdauer ist gering. Die mittlere Projektdauer repräsentiert den durchschnittlichen Wert der Projektdauer, die durch eine Vielzahl an Simulationsversuchen für jede Parameterkombination ermittelt wurde. Damit kann sowohl eine hohe Anzahl Änderungen mit jeweils geringen Auswirkungen als auch eine geringe Anzahl an Änderungen mit jeweils großen Auswirkungen kompensiert werden. 4.1 Validierung der theoretischen Ergebnisse am Planungsprozess Die im vorangegangenen Abschnitt dargestellten Ergebnisse von Geckler wurden anhand des aufgenommenen Planungsprozesses und dessen charakteristischen Gegebenheiten bezüglich des Änderungsaufkommens am Beispiel des Planungsprozesses der Produktionsplanung der Marke Volkswagen validiert. In Abb. 3 wird der von Geckler theoretisch ermittelte Zusammenhang zwischen R - P - mittlere Projektdauer anhand des realen Planungsprozesses der Produktionsplanung der Marke Volkswagen bestätigt. Als Erweiterung gegenüber Geck- PM_4-09_1-60: Inhalt 30.06.2009 9: 51 Uhr Seite 22 4.2 Ableitung einer statistischen Verteilungsfunktion zur Beschreibung des Änderungsverhaltens in Projekten Um den in den Simulationsversuchen verwendeten Verlauf des Änderungsaufkommens möglichst realitätsnah abbilden zu können, wurden zehn Fahrzeugprojekte der Volkswagen AG im Zeitraum von 2001 bis 2006 untersucht. Ziel dabei war die Überprüfung einer vorhandenen Parallelität des Verlaufs des Änderungsaufkommens bei den unterschiedlichen Projekten. Diese Analyse basiert auf dem Prinzip des Curve Fittings. Dabei wurde für einen gegebenen Verlauf eine möglichst äquivalente statistische Verteilungsfunktion gesucht und deren Anwendbarkeit mittels des Kolmogorov-Smirnov-Anpassungstests bewertet. Ergebnis der Analyse ist die Identifikation der Chi- Quadrat-Funktion als die statistische Verteilungsfunktion, die einerseits für den Gesamtänderungsverlauf über alle untersuchten Projekte und andererseits für alle Einzelprojekte die ermittelten Verläufe am besten widerspiegelt. Abb. 4 zeigt exemplarisch das Ergebnis der Analyse des Änderungsaufkommens mit der entsprechenden Chi-Quadrat-Verteilung mit zwei Parametern. Die beiden Parameter sind einerseits der x-Wert und andererseits der Lageparameter Gamma, der den Einsatz im negativen Bereich ermöglicht. Für allgemeingültige Einsatz- und Analysemöglichkeiten wurde die Standard-Chi-Quadrat-Funktion mit zwei Parametern um zwei weitere Parameter erweitert: ❑ Streckfaktor Alpha ( α ) ❑ vertikaler Lageparameter Lambda ( λ ) Mithilfe des Streckfaktors Alpha kann die Chi-Quadrat- Funktion ganzheitlich gestreckt oder gestaucht werden. Der vertikale Lageparameter Lambda als zweiter Parameter verschiebt die Chi-Quadrat-Funktion vertikal auf der y-Achse. Mit diesen Erweiterungen ist es beispielsweise möglich, Frontloading in Projekten durch unterschiedliche Parameterkombinationen zu untersuchen. Die Abb. 5 visualisiert die mathematische Erweiterung der Chi-Quadrat-Funktion um die beiden Parameter. projekt MA N A G E M E N T aktuell 4/ 2009 l 23 f(x) x Abb. 4: Analyse des Änderungsaufkommens und Deckung mit Chi-Quadrat-Verteilung Anzeige γ γ ν ν Γ − − − = − 2 2 2 ) ( exp ) ( ) ( 2 1 2 v x x x f dx e x v x v ∞ − − = Γ 0 1 2 2 mit λ α + γ γ ν ν Γ − − − = − 2 2 2 ) ( exp ) ( ) ( 2 1 2 v x x x f dx e x v x v ∞ − − = Γ 0 1 2 2 dx e x v x v ∞ − − = Γ 0 1 2 2 mit λ α + γ γ ν ν Γ − − − = − 2 2 2 ) ( exp ) ( ) ( 2 1 2 v x x x f dx e x v x v ∞ − − = Γ 0 1 2 2 mit γ γ ν ν Γ − − − = − 2 2 2 ) ( exp ) ( ) ( 2 1 2 v x x x f dx e x v x v ∞ − − = Γ 0 1 2 2 dx e x v x v ∞ − − = Γ 0 1 2 2 mit Abb. 5: Darstellung der Chi-Quadrat-Funktion (links) mit zwei Parametern und deren Erweiterung um die Parameter Alpha ( α ) und Lambda ( λ ) (rechts) ler wurde die Ermittlung der konkreten Anzahl an Änderungen in die Simulation integriert. Dieses Ergebnis ist ebenfalls in Abb. 3 visualisiert. Die beiden Grafiken zeigen die mittlere Projektdauer bzw. die Anzahl an Änderungen in Abhängigkeit der Einstellungen der Parameter Rücksprungradius und Rücksprungwahrscheinlichkeit. Als zweite Erweiterung gegenüber Geckler wurde keine konstante Rücksprungwahrscheinlichkeit über die gesamte Projektdauer unterstellt, sondern die Rücksprungwahrscheinlichkeit mittels statistischer Verteilungsfunktion (s. Kapitel 1), die den realen Verlauf abbildet, hinterlegt. Sowohl die mittlere Dauer als auch die Anzahl an Änderungen steigt mit dem gleichzeitigen Anstieg von Rücksprungwahrscheinlichkeit und Rücksprungradius. Anhand dieses Effektes lässt sich ein linearer Zusammenhang zwischen mittlerer Dauer und Anzahl von Änderungen ableiten. Damit wurde der zu erwartende Zusammenhang, dass die mittlere Projektdauer mit steigender Anzahl an Änderungen zunimmt, bestätigt. PM_4-09_1-60: Inhalt 30.06.2009 9: 51 Uhr Seite 23 Mithilfe der mathematischen Erweiterung der Chi- Quadrat-Funktion und der Validierung der Anwendbarkeit als allgemeingültige Verteilungsfunktion für Änderungen in Fahrzeugmodellen wurde die Basis zur Analyse und zur Entwicklung von Strategien zum Umgang mit Änderungen geschaffen. 4.3 Analyse der Effekte des Frontloadings Frontloading als Methode, die darauf aufbaut, Projektinhalte in die „Frühe Phase“ von Projekten vorzuziehen, stellt einen derzeit vielfach diskutierten Ansatz zur Verbesserung bzw. Verkürzung des Projektablaufs dar. Die Darstellung und Analyse der zu erzielenden Effekte unter Beachtung der Änderungslast stellt eine Neuerung in Zusammenhang mit der Simulationsmöglichkeit für Projekte dar. Abb. 6 zeigt drei unterschiedliche Konfigurationen zur Realisierung von Frontloading anhand der Eingangsparameter Rücksprungwahrscheinlichkeit P und Rücksprungradius R sowie den Ergebnisparameter mittlere Projektdauer D. Für die Beurteilung von Frontloading wurden die folgenden Annahmen für das Vorliegen und den anschließenden Vergleich der Ergebnisse getroffen: ❑ Konstanz der Anzahl der Änderungen ❑ Konstanz der Netzstruktur ❑ Änderungen treten schwerpunktmäßig in einer frühen Phase auf Die konstante Anzahl der Änderungen kann durch Variation der Parameter Rücksprungwahrscheinlichkeit und Rücksprungradius erfolgen. Die Variation des Parameters Rücksprungwahrscheinlichkeit P ist durch die beiden folgenden Optionen möglich: 1. Verschiebung der horizontalen Lage ohne „Parameteränderung“ (z. B. der Streckfaktor ist konstant) 2. Verschiebung der horizontalen Lage mit „Parameteränderung“ (z. B. Erhöhung des Streckfaktors) Analog zum Parameter Rücksprungwahrscheinlichkeit ist die Variation des Parameters Rücksprungradius R ebenso auf unterschiedliche Art und Weise möglich. Der Parameter Rücksprungradius ist grundsätzlich über den Projektverlauf in drei Abschnitte eingeteilt. Diese Abschnitte stellen Phasen des Planungsprojektes mit unterschiedlichen Auswirkungen von Änderungen und damit Rücksprungradien dar. Der erste Abschnitt repräsentiert die Phase vom Projektbeginn bis zum Start der Freigaben, dem eigentlichen Beginn des Änderungsprozesses, und damit aufgrund der Detaillierungsstufe der Informationen geringe Rücksprungradien. Die zweite Phase spiegelt den Zeitraum von Beginn des Änderungsprozesses bis zur Vergabe der Betriebsmittel wie Roboter oder Fördertechnik. In diesem Bereich steigt der Rücksprungradius stetig an, da die Auswirkungen von Änderungen kontinuierlich ansteigen. Im dritten Abschnitt - von der Vergabe bis Projektende - sind die Auswirkungen von Änderungen am höchsten, da in dieser Projektphase die Betriebsmittel physisch angefertigt werden und damit Änderungen zeitaufwendig und teuer sind. Für die Realisierung des Frontloadings resultieren, durch die Einteilung in drei Bereiche der Parametereinstellung des Rücksprungradius, mehrere Möglichkeiten: 1. die vertikale Verschiebung des Endwertes des zweiten Abschnittes und des dritten Abschnittes, 2. die vertikale Verschiebung des Endwertes des zweiten Bereichs bei konstantem ersten und dritten Bereich. 22 l projekt MA N A G E M E N T aktuell 4/ 2009 24 WISSEN 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 SOP Rücksprungradius 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 4 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 SOP Zeitachse Rücksprungradius SOP 0,00% 2,00% 4,00% 6,00% 8,00% 10,00% 12,00% 14,00% 16,00% 18,00% 20,00% Zeitachse Rücksprungwahrscheinlichkeit 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 SOP Zeitachse Rücksprungradius Zeitachse Frontloading 0,00% 100,00% 200,00% 300,00% -45 -40 -35 -30 -25 Lageparameter D Frontloading 0,00% 100,00% 200,00% 300,00% -45 -40 -35 -30 -25 Lageparameter D Frontloading 0,00% 100,00% 200,00% 300,00% -45 -40 -35 -30 -25 Lageparameter D Einstellungen der Rücksprungwahrscheinlichkeit Einstellungen des Rücksprungradius Verlauf der mittleren Projektdauer beim Frontloading 0,00% 2,00% 4,00% 6,00% 8,00% 10,00% 12,00% 14,00% 16,00% 18,00% 20,00% SOP Zeitachse Rücksprungwahrscheinlichkeit 0,00% 2,00% 4,00% 6,00% 8,00% 10,00% 12,00% 14,00% 16,00% 18,00% 20,00% 0,00% 2,00% 4,00% 6,00% 8,00% 10,00% 12,00% 14,00% 16,00% 18,00% 20,00% SOP Zeitachse Rücksprungwahrscheinlichkeit 0,00% 2,00% 4,00% 6,00% 8,00% 10,00% 12,00% 14,00% 16,00% 18,00% 20,00% Konfiguration 1 Konfiguration 2 Konfiguration 3 Abb. 6: Ergebnisse der Frontloading-Analyse PM_4-09_1-60: Inhalt 30.06.2009 9: 51 Uhr Seite 24 Die dargestellten Parametervariationen von Rücksprungwahrscheinlichkeit und Rücksprungradius sind in Abb. 6 dargestellt. Aus Abb. 6 ist ersichtlich, dass Frontloading nicht in jeder Konstellation der Parameter den gewünschten Effekt der Reduzierung der mittleren Projektdauer mit sich bringt. Die beiden Optionen mit der rein horizontalen Verschiebung der Rücksprungwahrscheinlichkeit und der Erhöhung des Rücksprungradius im zweiten oder dritten Abschnitt führen teilweise zu einer Erhöhung der mittleren Projektdauer. Bei konstanten Einstellungen des Rücksprungradius, die auf dem Gedanken beruhen, dass die Auswirkungen einer Änderung in einer frühen Phase geringer sind als in einer späteren Phase, und der Variation der Rücksprungwahrscheinlichkeit bringt Frontloading einen positiven Effekt für die mittlere Projektdauer. 5. Das Prozessmodell im Kontext der praktischen Realisierung In der Praxis wurden die dargestellten Analysen für den Planungsprozess „Fahrzeugbau“ beim Teilaspekt „Karosseriebauplanung“ in der Volkswagen AG realisiert. Der Planungsprozess Fahrzeugbau beinhaltet die Gestaltung der Produktionsabläufe und Einrichtungen zur Fahrzeugfertigung. Das Modell des Planungsprozesses für die Karosseriebauplanung umfasst circa 1.100 Einzelvorgänge, die mit circa 1.400 Verbindungen miteinander verknüpft sind. Der gewählte Detaillierungsgrad des Modells ist dabei die Aufgabenebene ohne Bauteilunterscheidung. Neben der Vernetzung, die die logische Reihenfolge in der Vorgangsbearbeitung darstellt, sind die Vorgänge über Voraussetzungen und Ergebnisse indirekt miteinander verknüpft und beeinflussen sich somit wechselseitig. Hintergrund ist die Weiterverwendung der Ergebnisse eines Vorgangs von einem weiteren Vorgang. Dieses Datenvolumen macht deutlich, dass die Steuerung ohne strukturierende und unterstützende Hilfsmittel nicht oder kaum sicher und reproduzierbar möglich ist. Daher wurde zur Konzeptionierung und Dokumentation des Planungsprozesses eine Prozessdatenbank entwickelt. Mithilfe derer ist es möglich, alle Einzelelemente sowie deren Zusammenspiel zu erfassen. Die Definition der Vorgänge folgt dabei einem Top-Down-Ansatz. Dabei wird der Planungsprozess mittels Kern- und Teilprozessen strukturiert. Die Teilprozesse werden durch Aufgaben im Detail beschrieben. Die Konzeptionierung des Planungsprozesses erfolgte in mehreren Workshops unter Beteiligung von Fachexperten. Aus der Datenbank kann nach Abschluss der Beschreibung der Einzelvorgänge ein Modell des Prozesses exportiert werden. Das Prozessmodell kann zur Prozesssimulation verwendet werden, um aus den Ergebnissen der Simulation Optimierungspotenziale für den Prozess abzuleiten. Neben der Verwendung zur Ermittlung der Eingangs dargestellten Optimierungspotenziale kann mithilfe der Prozessdatenbank die reale Projektbearbeitung unterstützt werden, indem durch die projektspezifische Terminierung der theoretische Planungsprozess in ein reales Planungsprojekt überführt wird. Für die terminierten Vorgänge kann der real abzuarbeitende Netzplan und Projektstrukturplan generiert werden. Die Strukturierung des Projektes ist dabei sowohl funktional nach Teilprozessen als auch organisatorisch nach Rollen möglich. Rollen können Organisationseinheiten oder auch voneinander trennbare Personengruppen sein, die spezielle Aufgaben durchführen. Dadurch wird bei den Projektbeteiligten sowohl das Prozessverständnis als auch die Transparenz bezüglich des Prozessablaufs gestärkt, da alle Beteiligten auf eine einheitliche Prozessdokumentation aufbauen können. Im Falle einer Änderung können auf Basis des Prozessmodells betroffene Informationsketten und Vorgänge identifiziert werden und damit schnell und zielgerichtet über die Änderung einschließlich deren Auswirkungen informiert werden. Durch diese Benachrichtigung können die Reaktionszeiten im Änderungsfall minimiert werden. Dies führt zu einer Minimierung des Rücksprungradius und übt somit positiven Einfluss auf die Projektdauer aus. Als weiterer Aspekt neben einer effizienten Projektplanung kann die Prozessdatenbank bei der Projektsteuerung und dem Berichtswesen unterstützen. Dabei kann auf Basis des Prozessmodells ein Monitoring erfolgen, da für alle Beteiligten der Projektablauf transparent ist und somit auch definiert ist, was zu welcher Zeit erfolgen und berichtet werden muss. Die Abb. 7 zeigt die dargestellten Potenziale und Einsatzfelder der Prozessdatenbank. projekt MA N A G E M E N T aktuell 4/ 2009 l 25 www.rillsoft.de Download 30-Tage-Vollversion Rillsoft GmbH • Unterer Ezachweg 55 • 71229 Leonberg Tel.: 07152-395745 • Fax: 07152-395744 • E-Mail: info@rillsoft.de Projektmanagement Software - Terminplanung - Ressourcenmanagement - Kapazitätsplanung - Personaleinsatzplanung - Projektportfolio - Integrierter Report-Generator - Terminplanung - Ressourcenmanagement - Kapazitätsplanung - Personaleinsatzplanung - Projektportfolio - Integrierter Report-Generator Anzeige PM_4-09_1-60: Inhalt 30.06.2009 9: 51 Uhr Seite 25 6. Zusammenfassung und Ausblick Die Dynamik des Wandels zwingt Unternehmen zum Handeln, mit der Herausforderung, die Organisation effizient und die Prozesse robust und sicher aufzubauen. Bei den Aufgaben, die dabei auftreten, unterstützt der aufgezeigte dreistufige Ansatz sowohl die Konfiguration und Optimierung des Planungsprozesses als auch die Projektdurchführung. Aus der konsequenten Anwendung und Nutzung des Steuerungsinstruments sind erhebliche Verbesserungen im Projektablauf zu erwarten. Die Angabe von Einsparungen im realen Betrieb ist erst nach einer Validierung in der praktischen Anwendung während der gesamten Projektlaufzeit von drei bis fünf Jahren möglich. Verbesserungen des Projektablaufs bedeuten die frühzeitige Identifizierung aller von einer Änderung betroffenen Vorgänge, um so die Auswirkungen aufgrund von „doppelter“ Planung zu minimieren. Durch die frühzeitige Versorgung mit entsprechenden Informationen und deren Berücksichtigung können im Änderungsfall Kosten beispielsweise durch eine frühzeitige Beeinflussung der Werkzeuganfertigung eingespart werden. Weitere Potenziale der Methode liegen bei der Unterstützung von Terminvorgaben, um diese auch unter Änderungslast einzuhalten. Dies kann durch die Reduzierung der Auswirkungen von Änderungen erreicht werden, da auf diese Weise die Auswirkungen gegebenenfalls im Projektrahmen abgefedert beziehungsweise mit möglichst wenig Zusatzkapazitäten abgefangen werden können. Durch die Verbesserung des Projektablaufs ist eine Erleichterung des Produktionsanlaufs zu erwarten, da Fertigungsanlagen und Fertigungsprozesse bereits frühzeitig abgesichert werden können. Für die Anwendung zur Projektsteuerung liegt der Hauptfokus auf der Identifizierung der betroffenen Rollen und Vorgänge, um somit eventuelle Folgeänderungen zu erkennen und zu verhindern. Weiterhin ermöglicht es das Prozessmodell, Optimierungs potenziale und damit Einsparungen durch die Ableitung von Workflows zu schaffen. Dazu können auf der Grundlage des Prozesses Workflows schneller detailliert und implementiert werden. ■ Literatur [1] Bracht, U., et. al.: Ganzheitliches prozessorientiertes Projektmanagement. In: Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb, Band 99, Heft 3, 2004 [2] Bracht, U./ Geckler, D.: Stabile Projekte durch verbessertes Änderungsmanagement. In: Zeitschrift für wirtschaftliche Fertigung (ZwF), 6/ 2000 [3] Bracht, U./ Kurz, O.: Virtuelle Prozessabsicherung für das Fügeverfahren Kleben. In: wt Werkstatttechnik online, Jg. 95, 2005 [4] Burghardt, M.: Projektmanagement. 6. Auflage, Berlin, München 2002 [5] Conrat, J.-I.: Änderungskosten in der Produktentwicklung. Dissertation, München 1997 [6] DIN 6789 - Teil 3: Änderungen von Dokumenten und Gegenständen. 1990 22 l projekt MA N A G E M E N T aktuell 4/ 2009 26 WISSEN Netzplan des Projektes Projektstrukturplan des Projektes Ansatzpunkt Projektsteuerung und Unterstützung im Änderungsfall € Q T Kosten Einsatzmittel Zeit Qualität / Leistung € € Q T Kosten/ Einsatzmittel Zeit Qualität Leistung € Projektstatus im magischen Dreieck Projektsimulation zur Optimierung des Prozessablaufs und zur Entscheidungsunterstützung Integration der Analyse des Änderungsprozesses Optimierung des Referenzprozesses durch Simulation Datenbank Referenzprozess Datenbank Referenzprozess Datenbank reales Projekt Datenbank reales Projekt Transformation durch Auswahl der Inhalte und Terminierung Prozessdatenbank ÄKO-Eingang über PEP P- Frei B- Frei PVS 0- Serie SOP ME Anzahl GESAMT PEP 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tage Anzahl 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 120,0 Prozent Dauer der Genehmigung Genehmigung kumuliert [%] Abb. 7: Einsatzfelder der Prozessdatenbank ) ' ( ' 1 : 89 PM_4-09_1-60: Inhalt 30.06.2009 9: 51 Uhr Seite 26 [7] Dörner, D.: Problemlösen als Informationsverarbeitung. 2. Auflage, Stuttgart 1979 [8] Dylla, N.: Denk- und Handlungsabläufe beim Konstruieren. Dissertation, München 1991 [9] Geckler, D.: Änderungsschleifen in Fahrzeugprojekten - Simulation - Projektmanagement - Prozessgestaltung. Aachen 2002 [10] Saynisch, M.: Konfigurationsmanagement. Köln 1984 [11] Wildemann, H.: Schneller zum neuen Produkt. In: Harvard Business Manager, 2003 [12] Wildemann, H.: Änderungsmanagement: Leitfaden eines effizienten Managements technischer Änderungen. 2. Auflage, München 1994 Schlagwörter Änderungen, Automobilindustrie, Netzplan, Projektanalyse, Prozessgestaltung, Simulation Kompetenzelemente der NCB 3.0 4.1.3 Projektanforderungen und Ziele, 4.1.5 Qualität, 4.1.10 Leistungsumfang und Lieferobjekte (Deliverables), 4.1.11 Projektphasen, Ablauf und Termine, 4.1.15 Änderungen, 4.1.16 Überwachung und Steuerung Autor Univ.-Prof. Dr.-Ing. Uwe Bracht, geb. 1949, ist Leiter des Instituts für Maschinelle Anlagentechnik und Betriebsfestigkeit der Technischen Universität Clausthal. Nach mehrjährigen leitenden Tätigkeiten in der Automobilindustrie ist er seit 1996 an der TU Clausthal in Forschung und Lehre insbesondere auf dem Gebiet der Fabrikplanung und -organisation tätig. Anschrift Technische Universität Clausthal Institut für Maschinelle Anlagentechnik u. Betriebsfestigkeit Leibnizstraße 32 D-38678 Clausthal-Zellerfeld Autor Dipl.-Ing. Dieter Geckler, geb. 1956, studierte an der Universität Hannover Maschinenbau. Seit 1990 ist er bei der Volkswagen AG in Wolfsburg in der Produktionsplanung tätig. Er steuert dort die Einführung von Fertigungsplanungs- und Projektmanagementsoftware, aktuell mit dem Schwerpunkt der Digitalen Fabrik. Anschrift Raiffeisenallee 56 D-38165 Flechtorf Tel.: 01 72/ 8 73 80 42 E-Mail: Dieter.Geckler@t-online.de Autor Dipl.-Wirtsch.-Ing. Tino Motschmann, geb. 1979, studierte an der Technischen Universität Clausthal Wirtschaftsingenieurwesen. Im Anschluss daran begann er berufsbegleitend (Volkswagen Coaching GmbH) und am Institut für Maschinelle Anlagentechnik und Betriebsfestigkeit der Technischen Universität Clausthal die Promotion im Bereich Projektmanagement. Die Volkswagen Coaching GmbH (Projektmanagement/ Produktivität und Qualität) berät und qualifiziert im Bereich Projektmanagement sowie dem Lean Management. Herr Motschmann hat mehrjährige Erfahrung in Beratungsprojekten im Bereich Lean Management und Projektmanagement. Anschrift Filderstraße 5 D-70180 Stuttgart E-Mail: Tino.Motschmann@gmx.de projekt MA N A G E M E N T aktuell 4/ 2009 l 27 ! " # $ % & ' ( ) * $ % + , ' ( ' ( -. . . "/ 0 " " ' ( # ' ( $ ' 1 2 1 3 45 2 65789 : 89 88 ; 8<=6 6> 2 . ? : 89 88 ; 8<; 76 2 <@ A $ 2 """$ $ ! " Anzeige PM_4-09_1-60: Inhalt 30.06.2009 9: 51 Uhr Seite 27