III Projektmanagement Techniken Überblick

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1 III Projektmanagement Techniken Überblick
Planungstechniken Jenny 4.2 (vgl. auch Sommerv. p.502) Netzplan, Balkendiagramm, Einsatzmittel-Auslastung; Risikoanalyse: Jenny Anhang B Aufwandschätzverfahren; Jenny 4.2, Balzert , Einf., Delphi-, Analogie-, Beta-, Prozentsatz-, Standard-Werte/ Multiplikator-, Function-Point-, COCOMO Verfahren Kontrolltechniken; Jenny 4.4 Qualitätssicherung; Jenny p Balzert , Sommerville Kap. 28 Metriken; Sommerville ; Conte: ausgewählte Kap., OO-Metriken; Chidamber & Kemerer; strategische Anwendung von Metriken; Grady: ausgew. Kap.

2 Planungstechniken Ziele: Überblick über den Projektablauf, Zeitschätzung und Terminbestimmung, Planung der Vergabe von Ressourcen; Resultate dienen als: Entscheidungs-, Steuerungs- und Kontrollunterlagen; Techniken: Netzplan Balkendiagramm Einsatzmittel-Auslastungsdiagramm

3 Netzplantechnik umfassendes Planungsinstrument für komplexe Projekte
bietet übersichtlichen Überblick über den Projektablauf, inklusive der eindeutigen Darstellung der Abhängigkeiten einzelner Vorgänge im Ablauf ermöglicht genaue Zeitschätzung bzw. Terminfestlegung für den Gesamtablauf sowie für einzelne Vorgänge Erkennen der zeitintensivsten Ablauffolge: “kritischer Weg” ermöglicht relativen Vergleich der Konsequenzen von Terminen, Kosten und Einsatzmitteln verschiedener Planungsvarianten fördert rechtzeitige Entscheidungen, da mögliche Konsequenzen im Netzplan ersichtlich sind.

4 Netzplantechnik Netzplantechnik ist geeignet für: - Strukturplan - Zeitplan - Einsatzmittelplan - Kostenplan bewährte Arten von Netzplänen: - CPM: Critical Path Method - PERT: Program Evaluation and Review Technic - MPM: Metra-Potential-Method zahlreiche Softwareprodukte unterstützen den Einsatz der Netzplantechnik; oft: Zusammenfassung verschiedener Arten von Netzplänen; daher: Vorsicht auf Konsistenz!

5 Netzplantechnik Darstellungsarten für Netzpläne
Vorgangs-Pfeil-Darstellung: z. B. CPM Vorgang als Pfeil, Ereignis als Kreis dargestellt Schwerpunkt: Vorgang ( = Tätigkeit) mit Dauer Vorgangs-Knoten-Darstellung: z. B. MPM Vorgang als Knoten (meist Rechteck) dargestellt, Pfeil gilt als Beziehung Ereignis-Knoten-Darstellung: z.B. PERT Ereignis als Knoten (meist Kreis) dargestellt, Pfeil gilt als Beziehung: Zustandsübergang mit Dauer Schwerpunkt: Ereignis: beschreibt Projektzustand Zustandsübergang kann mehrere Vorgänge umfassen, die nicht näher beschrieben werden.

6 Netzplantechnik - CPM 2 12 18 CPM: Vorgangs-Pfeil-Darstellung
Knoten: symbolisiert ein Ereignis, welches einen Zustand beschreibt; z.B.: Programm erstellt, Start für den Test; Darstellung: als Kreis oder Rechteck Ereignisknoten enthält folgende Bestimmungsstücke: Ereignisnummer Zeitwert der Vorwärtsrechnung Zeitwert der Rückwärtsrechnung 2

7 Netzplantechnik - CPM gerichteteKante: symbolisiert Vorgang oder Tätigkeit innerhalb eines Projektes; kein Zusammenhang zwischen der Länge des Pfeils und der Dauer des Vorgangs Vorgangsbeschreibung: verbal oder Indexeintrag oberhalb des Pfeils; Vorgangsdauer: num. Eintrag unter dem Pfeil (Jenny Abb. 4.03, S. 338)

8 Netzplantechnik - Regeln des CPM
Ein Vorgang kann erst beginnen, wenn alle vorangehenden Vorgänge abgeschlossen sind. Dabei fällt, mit Ausnahme des ersten Vorgangs, das Anfangsereignis mit dem Endereignis des vorangehenden Vorgangs zusammen.

9 Netzplantechnik - Regeln des CPM
Müssen mehrere Vorgänge beendet sein, bevor ein weiterer Vorgang beginnen kann, so enden sie im Anfangsereignis des nachfolgenden Vorgangs. Regel 3: Können mehrere Vorgänge beginnen, nachdem ein vorangehender Vorgang beendet ist, so beginnen sie im Endereignis des vorangehenden Vorgangs.

10 Netzplantechnik - Regeln des CPM
Haben zwei oder mehr Vorgänge gemeinsame Anfangs- und Endereignisse, so ist ihre eindeutige Kennzeichnung durch Einfügen von Scheinvorgängen zu gewährleisten.

11 Netzplantechnik - Regeln des CPM
Beginnen und enden in einem Ereignis mehrere Vorgänge, die nicht alle voneinander abhängig sind, so ist der richtige Ablauf durch Auflösung der Unabhängigkeiten mittels Scheinvorgängen darzustellen. Regel 6: Innerhalb einer Folge von Vorgängen können beliebig viele Scheinvorgänge eingefügt werden. Sie dienen neben der logischen Verknüpfung auch der besseren Übersicht.

12 Netzplantechnik - Regeln des CPM
Kann ein Vorgang beginnen, bevor der vorangehende vollständig beendet ist, so ist der vorangehende weiter zu unterteilen, damit ein "Zwischen-Ereignis" definiert werden kann. Regel 8: Jeder Vorgang kann nur einmal ablaufen. Daher dürfen im CPM-Netzplan keine Schleifen auftreten.

13 Netzplantechnik - CPM die Netzplantechnik umfaßt folgende Schritte:
Erstellen der Tätigkeitsliste aufgrund des Projektstrukturplans Erstellen des Netzplans Errechnen des kritischen Weges Berechnen der Vorgangszeitpunkte Ermitteln der Pufferzeiten Verwendung des Netzplans als Basis von - Balkendiagrammen, z.B. Belegungsplan, Einsatzplan - Einsatzmittel-Auslastungsdiagrammen, z.B. zwecks Bedarfsglättung

14 Netzplantechnik - CPM Erstellen der Tätigkeitsliste als Grundlage jedes Netzplans: entsprechend der Projektstruktur werden alle Teilprojekte in Einzeltätigkeiten zerlegt; für jede Tätigkeit : Definition der - erforderlichen Vorbedingungen (Abschluß anderer Tätigkeiten) - voraussichtlichen Dauer - ggf. der direkten Nachfolgetätigkeiten Erstellung der Tätigkeitsliste (auch “Vorgangsliste”) Beispiel siehe nächste Folie

15 Netzplantechnik - CPM Beispiel einer Vorgangsliste
(Jenny, Abb. 4.04, S. 340)

16 Netzplantechnik - CPM Erstellen des Netzplans: - eintragen der logischen Abhängigkeiten zwischen Tätigkeiten - eintragen der geschätzten Dauer zu einzelnen Tätigkeiten Errechnen der Zeitwerte und Bestimmung des kritischen Weges: - Zeitwert der Vorwärtsrechnung: Beginn bei 0; dann: addieren der Zeiteinheiten nach der logischen Reihen- folge und Eintrag in das linke untere Feld des Ereigniskreises; Bedeutung: Bestimmung der frühesten Ereigniszeitpunkte;

17 Netzplantechnik - CPM - Zeitwert der Rückwärtsrechnung: vom Endereignis und dessen Zeitwert aus der Vorwärtsrechnung ausgehend: Bestimmung der spätesten Ereigniszeitpunkte durch Subtraktion der Zeitwerte; Eintrag in den rechten unteren Teil des Ereignisknotens; - Der kritische Weg umfaßt alle Ereignisse, deren früheste und späteste Ereigniszeitpunkte gleich sind; Bedeutung: der kritische Weg enthält alle Tätigkeiten, die keine Pufferzeiten erlauben, d.h. zwischen dem geplanten Ende einer Tätigkeit und dem Start der Folgetätigkeit gibt es keine zeitliche Verschiebungsmöglichkeit, wenn das Ende des gesamten Vorhabens unbeeinflußt bleiben soll.

18 Netzplantechnik - CPM Beispiel eines Netzplans mit einem kritischen Weg: (Jenny, Abb. 4.05, S.341)

19 Netzplantechnik - CPM Berechnen der Vorgangszeitpunkte (“Tätigkeitszeitpunkte”): - frühester Anfangszeitpunkt des Ereignisses: FA - spätester Endzeitpunkt eines Vorganges: SE - frühester Endzeitpunkt eines Ereignisses: FE - spätester Anfangszeitpunkt eines Vorganges: SA Zweck: Berechnung der Pufferzeiten und Erstellen des Einsatz-Auslastungsdiagramms, z.B. zwecks Bedarfsglättung (Jenny, Abb. 4.06, S. 342)

20 Netzplantechnik - CPM ( Böhm Abb. 9.20, S.272)

21 Netzplantechnik - CPM Aufgrund der Vorwärts- und Rückwärtsrechnung sind bekannt: FA (FZ) und SE (SZ) FE(V1) = FA(V1) + D(V1) SA(V1) = SE(V1) - D(V1) Pufferzeiten: Gesamte Pufferzeit (GP): GP = SE(j) - FA(i) - D oder GP = SZ(j) - FZ(i) - D Bedeutung: GP gibt an, wie lange ein Vorgang höchstens verlängert/verzögert werden kann, ohne daß der Endtermin beeinträchtigt wird.

22 Netzplantechnik - CPM Freie Pufferzeit (FP): FP = FE(j) - FA(i) - D oder FP = FZ(j) - FZ(i) - D Freie Pufferzeit entsteht, wenn mehrere Vorgänge, die nicht alle zeitbestimmend sind, in einem Ereignis münden. Die freie Pufferzeit gibt den Zeitunterschied zwischen der zeitbestimmenden und der auf einem anderen Weg berechneten frühesten Lage eines Ereignisses an. Bedeutung: FP gibt an, wie lange ein Vorgang höchstens ausgedehnt/verzögert werden kann, ohne den Anfangszeitpunkt der Folgevorgänge zu beeinflussen.

23 Netzplantechnik - CPM Unabhängige Pufferzeit (UP): UP = FE(j) - SA(i) - D Bedeutung: UP gibt die Dauer an, die der Vorgang mit den Folgevorgaben ausgedehnt oder verschoben werden kann: a) das Startereignis muß zum spätesterlaubten Zeitpunkt beginnen und b) der Vorgang muß den frühestmöglichen Endzeitpunkt einhalten können. weitere Kenngröße: Schlupf im Zustand i: SL(i) = SZ(i) - FZ(i)

24 Netzplantechnik - CPM - Übersicht
Übersicht zu Pufferzeiten und Schlupf (Böhm Abb. 9.24, S. 278)

25 Netzplantechnik - PERT
Program Evaluation and Review Technique (PERT) Betont Projektzustände (Ereignisse); von den Zustandsübergängen (Pfeile, i.a. beliebige Folgen von Vorgängen) ist lediglich die Dauer und Anordnungsbeziehung (AOB) von Interesse wesentliches Charakteristikum: Berücksichtigung der Unsicherheit bei der Zeitschätzung; für jede AOB werden geschätzt: - OD: optimistische Dauer - HD: häufigste Dauer - PD: pessimistische Dauer

26 Netzplantechnik - PERT
Annahmen: OD, HD und PD stellen drei repräsentative Werte der Häufigkeitsverteilung dar; bei mehrfacher Durchführung fallen alle Zeitwerte zwischen OD und PD; kontinuierliche Verteilungskurve; Folgerung: Beta-Verteilung Böhm Abb. 9.32, S. 288

27 Netzplantechnik - PERT
Berechnung der mittleren Dauer (MD) als Erwartungswert aus den drei Schätzungen OD, HD und PD Näherungsgleichung: MD = (OD + 4HD + PD)/6 Angabe der Varianz (d)2 der Vorgangsdauer zur Bewertung der Unsicherheit bei der Angabe der Vorgangsdauer: Näherungsgleichung: d 2(D) = ((PD - OD)/6)2 Die Varianz der frühesten/spätesten Zeitpunkte (FZ/SZ) ergibt sich aus der Summe der Varianzen, aus denen FZ und SZ berechnet wurden.

28 Netzplantechnik - PERT
Da Ereignisse im Vordergrund stehen, werden nicht Pufferzeiten sondern der Schlupf je Ereignis berechnet: SL(i) = SZ(i) - FZ(i) Varianz des Schlupfs: d2[SL(i) ] = d2[FZ(i)] + d2[SZ(i)] oft wir der Endtermin der Projektes vorgegeben; dieser vorgegebene Plantermin (PT) kann zum frühesten Termin (FT) in Beziehung gebracht werden, indem die Wahrscheinlichkeit, mit welcher der Plantermin erreicht werden kann, ermittelt wird

29 Netzplantechnik - PERT
Anwendung der Normalverteilung zwecks Berechnung: z = [PT(i) - FT(i)]/[d2(FZ(i)] Beispiel: festgelegter Endtermin: Ermittlung aus dem Netzplan ergibt: FT = Standardabweichung = 10 Tage z = [ (22.April) - (29.April)]/10 = -0.5 Nachsehen in Formelsammlung zur Normalverteilung bei (-0.5) ergibt: Wahrscheinlichkeit von ca. 31%

30 Netzplantechnik - PERT
Beispiel zu einem PERT-Netzplan: (Böhm Abb. 9.37, S. 292)

31 Netzplantechnik - PERT
Erklärungen zum PERT-Netzplan Beispiel: (Böhm Abb. 9.37, S. 292)

32 Planungstechniken - Balkendiagramm
Balkendiagramme: auch “Gantt-Diagramme” vielseitige Verwendung; horizontale Achse: Zeit vertikale Achse: z.B. - Sachmittel: “Belegungsplan” - Aufgaben: “Tätigkeitsplan”, “Projektfortschrittsplan” - Aufgabenträger: “Einsatzplan” Erweiterungen: - Balken können mit Wert beschriftet werden z.B. Mitarbeitername - je ein Balken für Soll- und Ist-Wert zwecks Vergleich

33 Planungstechniken - Balkendiagramm
Beispiel zu einem Balkendiagramm mit einem Ist-Soll-Vergleich (Jenny Abb. 4.07, S.344)

34 Planungstechniken - Einsatzmittel -Auslastungsdiagramm (E-A-D.)
Motivation: Berechnung und Visualisierung der Personal- und Betriebsmitteleinheiten, die zu bestimmten Zeitpunkten während des Projektablaufes benötigt werden. Ziele der Einsatzmittelplanung: - Reduktion der Brachzeiten von Einsatzmitteln - Reduktion der Gesamtheit von Einsatzmitteln - Erhöhung der Anzahl der zu bearbeitenden Objekte - Optimierung des Einsatzes von Menschen und Maschninen horizontale Achse des E-A-Diagramms: Zeit vertikale Achse: Anzahl der Einheiten

35 Planungstechniken - Einsatzmittel -Auslastungsdiagramm
Schritte zur Erstellung des E-A-Diagramms: Erstellen des Netzplans, erweitert um die Angabe der Einsatzmitteleinheiten (in Klammer, rechts von der Dauer) Erstellen des Balkendiagramms der frühesten Lage Erstellen des E-A-Diagramms der frühesten Lage Erstellen des Balkendiagramms der spätesten Lage Erstellen des E-A-Diagramms der spätesten Lage Durchführen der Bedarfsglättung gemäß der Bedarfsbegrenzung (“nicht-funktionale Anforderungen”)

36 Planungstechniken - Schritte zum Einsatzmittel -Auslastungsdiagramm
Beispiel eines Netzplans mit Einsatzmiteleinheiten (und mit unterschiedlichen Zeitwerten des Endereignisses) (Jenny Abb. 4.08, S. 436)

37 Planungstechniken - Schritte zum Einsatzmittel-Auslastungsdiagramm
Beispiel für ein Balkendiagramm der frühesten Lage (Jenny Abb. 4.09, S. 346)

38 Planungstechniken - Schritte zum Einsatzmittel-Auslastungsdiagramm
Beispiel des Ergebnisses der Übertragung des Balkendiagramms der frühesten Lage auf das E-A-Diagramm der frühesten Lage. Kein Vorgang nutzt dabei etwaige Pufferzeiten. (Jenny Abb. 4.10, S. 347)

39 Planungstechniken - Schritte zum Einsatzmittel-Auslastungsdiagramm
Beispiel für ein Balkendiagramm der spätesten Lage (Jenny Abb. 4.11, S. 347)

40 Planungstechniken - Einsatzmittel-Auslastungsdiagramm
Beispiel des Ergebnisses der Übertragung des Balkendiagramms der spätesten Lage auf das E-A-Diagramm der spätesten Lage. Alle Pufferzeiten werden voll dabei ausgeschöpft. (Jenny Abb.4.12, S. 348)

41 Planungstechniken - Bedarfsglättung im Einsatzmittel-Auslastungsdiagramm
Die E-A-Diagramme der frühesten und der spätesten Lage zeigen Extremwerte des Bedarfs an. Optimale Nutzung der Pufferzeiten ermöglicht Minimierung der Grenzwerte. Neuordnung der Tätigkeiten innerhalb der erlaubten Spektren ermöglicht eine Anpassung des Bedarfs gemäß der Bedarfsbegrenzung. erreicht durch: Verschieben der Vorgänge, der Ereignisse, oder der Arbeitspakete innerhalb der Pufferzeiten. Frühzeitige Erkennung von Engpässen wird ermöglicht

42 Planungstechniken - Bedarfsglättung im Einsatzmittel-Auslastungsdiagramm
Beispiel einer Glättung unter dem Kriterium, daß die auf zehn Einheiten festgelegte Bestandesgrenze eingehalten werden muß. (Jenny Abb. 4.13, S. 348)

43 Risikoanalyse Ziel: Abschätzung der möglichen Risiken mit deren Wahrscheinlichkeit des Eintreffens und Auswirkungen Zeitpunkt der Durchführung: - zu Projektbeginn, bzw. bei der Bewertung der Projekt- anträge - jeweils nach Abschluß einer Entwicklungsphase, z.B. im Zuge der entsprechenden Reviews Vorgehen: 1) Vorbereitung: Entwurf eines Formulars zum Eintragen der Risiken (falls nicht bereits vorgegeben)

44 Risikoanalyse Beispiel eines Formulars für die Risikoanalyse:
2) Durchführung der Risikoanalyse 2.1 Ermitteln der Risiken: in Teamarbeit; Beispiele für Fragen: - Kommen Aktivitäten mit hohem Innovationsgrad vor? - ist die Abhängigkeit von bestimmten Ressourcen hoch? ... (Jenny, Abb. 7.02, S. 505)

45 Risikoanalyse 2.2 Beschreiben der Ursachen jedes Risikos Kennt man die Ursachen, ist es einfacher, adäquate Gegenmaßmahmen zu planen. 2.3 Bewerten der Eintrittswahrscheinlichkeit je Risiko 2.4 Bewerten des Auswirkungsgrades/ der Tragweite 2.5 Bestimmen des Risikogrades: die größten Risiken haben eine hohe Eintrittswahrscheinlichkeit und Tragweite 2.6 Beschreibung konkreter Gegenmaßnahmen und präventiver Aktionen 2.7 Frühwarnsystem einrichten: feststellen, aufgrund welcher Anzeichen, Symptome, Ereignisse Gefahren und Risiken frühzeitig erkannt werden können. 2.8 Eventualmaßnahmen (alternative Strategien) planen

46 Risikoanalyse 3) Nachbearbeitung Risikosituation eines Projektes ändert sich mit der Zeit Folgerung: Überprüfung und Aktualisierung des Risikoprofils im Projektverlauf; z.B. bei Reviews Fragen: - Kommen neue Risiken hinzu? - Haben sich die Faktoren bekannter Risiken geändert? - Sind die zur Risikoverminderung getroffenen Maßnahmen noch wirkungsvoll?