Netzplantechnik

Mit “Netzplantechnik” werden allgemein Verfahren zur Visualisierung, Planung, Steuerung und Überwachung komplexer Abläufe bezeichnet. Das bedeutendste Einsatzgebiet der Netzplantechnik ist das Projektmanagement; ihre Anwendung erfolgt heute zumeist computergestützt.

Ursprünge

Die Visualisierung von Projektabläufen begann erst Ende des 19. Jahrhunderts mit dem englischen Unternehmensberater Gantt und den nach ihm benannten Diagrammen. Größere Projekte erforderten anschließend bessere Planungsmethoden, was zur fast zeitgleichen Entwicklung mehrerer grafischer Methoden führte, welche gleichsam die Netzplantechnik konstituieren:

• Die Critical-Path-Methode (CPM) wurde 1956/57 zur Investitions- und Instandhaltungsplanung für chemische Anlagen entwickelt.

• Die Program Evaluation and Review Technique (PERT) und die Graphical Evaluation and Review Technique (GERT) entstanden ab 1958 im Rahmen des Polaris-Projekts.

• Die Metra-Potenzial-Methode (MPM) wurde von der gleichnamigen französischen Firma 1958 entwickelt und zunächst zum Bau eines Kreuzfahrtschiffes eingesetzt.

Während CPM und MPM deterministisch rechnen, berücksichtigen PERT und GERT auch stochastische Elemente. Viele dieser frühen Methoden werden bis heute weiterentwickelt und, neben zahlreichen Neuentwicklungen, in Projektmanagementsoftware eingesetzt.

Definition

Die DIN 69900, Teil 1, fasst unter Netzplantechnik “alle Verfahren zur Analyse, Beschreibung, Planung, Steuerung und Überwachung von Abläufen auf der Grundlage der Graphentheorie, wobei Zeit, Kosten, Einsatzmittel bzw. Ressourcen berücksichtigt werden können” zusammen. Als  Netzplan wird dabei die “graphische oder tabellarische Darstellung von Abläufen und der Abhängigkeiten” bezeichnet.

Projekte können allgemein in atomare Arbeitspakete oder Vorgänge unterteilt werden, die ihrerseits durch Start- und Endereignis begrenzt sind. Jeder definierte Zustand im Ablauf kann als Ereignis (ohne eigenen Zeitverbrauch) definiert werden. Zwischen Ereignissen und Vorgängen bestehen logische und strukturelle Beziehungen, welche in ihrer Gesamtheit die Ablaufstruktur darstellen.

Man unterscheidet mehrere Arten von Netzplänen:

• Vorgangspfeilnetzpläne (VPN): Vorgänge werden als Pfeile dargestellt, deren Beginn und Ende sind Knoten im Netzplan. Die Anordnung der Knoten zeigt die logische Reihenfolge. Die CPM verwendet Netzpläne dieser Art.

• Ereignisknotennetzpläne (EKN): Ereignisse (Zustände) sind Knoten, zeitliche Abhängigkeiten zwischen ihnen Pfeile. EKN sind die Grundlage für PERT.

• Vorgangsknotennetzpläne (VKN): Vorgänge sind Knoten, Pfeile geben die Anordnung und die Reihenfolge wieder. Die MPM nutzt Vorgangsknotennetzpläne.

Vorgänge haben eine zeitliche Dauer. Ist diese deterministisch, lassen sich aus dem Netzplan und den bekannten Zeitverbräuchen sowie einem Starttermin diverse Größen berechnen, bspw. der früheste Beginn, das früheste Ende, der späteste Beginn sowie das späteste Ende.

Aus diesen Größen lassen sich bestimmte Pufferzeiten ermitteln. Der Gesamtpuffer ist die Differenz zwischen frühestem und spätestem Anfang. Er gibt den zeitlichen Spielraum für den Projektbeginn an, innerhalb dessen sich der Endtermin nicht ändert. Der freie Puffer ist die Zeit, die den frühestmöglichen Beginn des Nachfolgers nicht gefährdet.

Der kritische Pfad ist definiert als die Verkettung derjenigen Vorgänge, bei deren zeitlicher Änderung sich der Endtermin des Netzplanes verschiebt. Er wird in einem Netzplan durch diejenige Kette von Einzel-Aktivitäten bestimmt, welche in Summe die längste Dauer aufweist und bei der der Gesamtpuffer 0 beträgt.

Die Aktivitäten, die auf dem kritischen Pfad liegen, bestimmen die Gesamtprojektdauer und stehen damit unter besonderer Beachtung der Projektleitung. Alle anderen Aktivitäten können im Rahmen ihrer Pufferzeit zeitlich verschoben oder verlängert werden, ohne die Gesamtprojektdauer zu verändern.

Vorteile

• Verständlichkeit: Netzpläne sind einfach aufgebaut und verständlich. Die komprimierte Darstellung/Visualisierung ermöglicht einen relativ schnellen Einblick in das Gesamtprojekt, einzelne Aufgaben, deren Abhängigkeiten und alle notwendigen Zeiten und Ressourcen. Bei Abweichungen vom Plan kann schnell raegiert werden.

• Verbindliche Information: Ein Netzplan ist eine wichtige, einheitliche Informationsquelle für alle Projektteilnehmer. Pufferzeiten und kritische Pfade sind schnell für das gesamte Team ersichtlich.

• Computerunterstützung: Es existieren diverse Softwaresysteme, welche Netzplantechnik unterstützen; auch größere Projekte werden steuerbar und kontrollierbar.

• Planungshilfe: Die Erstellung des Netzplans verlangt eine exakte Planung.

Nachteile

• Linearität: Der Netzplantechnik liegt ein strenges Wasserfallmodell zugrunde, Rückkopplungen zwischen einzelnen Aufgaben werden nicht berücksichtigt.

• Gefahr der Ressourcenüberlastung: Es werden keine expliziten Aussagen zur Auslastung einzelner Ressourcen über alle (Teil-) Prozesse getroffen.

• Unübersichtlichkeit bei Großprojekten: Bei sehr großen Projekten werden Netzpläne letztlich unübersichtlich und schwer zu aktualisieren/kontrollieren. Eine Flut von Änderungen führt eher zur Verwirrung von Projektteilnehmern als zu deren Unterstützung.

Vorgehen

Nach der Zerlegung der Gesamtaufgabe in Teilaufgaben und Feststellung der unterschiedlichen Abhängigkeiten muss die Dauer der Vorgänge geschätzt werden. Beide Aufgaben sind in praxi nicht trivial und liefern wichtige Erkenntnisse für das Projekt. Die Berechnung der Kennzahlen im Anschluss ist vergleichsweise einfach; ebenfalls die Projektkontrolle und -steuerung während der Durchführung.

Literatur

Domschke, Wolfgang; Drexl, Andreas: Einführung in Operations Research, 7. Auflage. Springer: Berlin et al. 2007.

DIN 69900-1: Projektwirtschaft; Netzplantechnik; Begriffe. Ausgabe 1987-08