Crashing und Fast Tracking

Ziel

Die Terminplankomprimierung, im PMBOK Guide schedule compression, verkürzt die Dauer eines Projekts über zwei Hebel, ohne seinen Umfang zu verringern. Nach den Definitionen des Guides erreicht Crashing diese Verkürzung zu den geringsten Zusatzkosten; Fast Tracking führt nacheinander geplante Vorgänge oder Phasen zumindest über einen Teil ihrer Dauer parallel aus.

Das Problem ist eine Lücke zwischen zwei Terminen: dem Endtermin, den der Netzplan berechnet, und dem Termin, den ein Vertrag, ein Gesetz oder ein Sponsor vorgibt. Liegt der vorgegebene Termin vor dem berechneten Endtermin, wird die Gesamtpufferzeit des kritischen Pfads negativ, und ihr Betrag gibt die Anzahl Tage an, die aufzuholen sind. Mit dieser Technik entscheidet die Projektleitung, welche Vorgänge sie verkürzt, mit welchem Hebel und zu welchen zusätzlichen Kosten und Risiken. Die Rechnung kann auch ergeben, dass der Termin unerreichbar ist.

Das Ergebnis ist eine komprimierte Variante des Terminplans: die verkürzten Vorgänge, die geänderten Anordnungsbeziehungen, die Zusatzkosten, die im Risikoregister erfassten Risiken und der neue Endtermin. Der PMBOK Guide ordnet die Komprimierung den Werkzeugen der Terminplanerstellung (§2.3.2.2, Schritt der Anpassung) und der Terminplansteuerung (§2.3.2.3) zu.

Einsatz

Wann einsetzen

• Vorgegebener Termin vor dem berechneten Endtermin: negative Gesamtpufferzeit auf dem kritischen Pfad.
• Verzug während der Ausführung: den Termin des Basisplans wieder erreichen.
• Tageweise verrechneter Verzug: Konventionalstrafe, doppelte Miete oder ein blockiertes Team, abzuwägen gegen die Kosten jeder gewonnenen Woche.
• Festes externes Zeitfenster: Inkrafttreten einer Verordnung, Sommersperre einer Strasse, Jahresabschluss.
• Vorbereitete Antwort auf ein Verzugsszenario: die Komprimierung beziffern, bevor das Szenario eintritt, ausgehend von der Was-wäre-wenn-Szenarioanalyse.

Wann nicht einsetzen

• Kein berechneter Netzplan: Ohne kritischen Pfad zeigt nichts, wo zu komprimieren ist; zuerst den Netzplan mit der Methode des kritischen Pfads aufbauen.
• Verhandelbarer Umfang: Die Komprimierung behält ihn vollständig bei; ist der Sponsor bereit, Umfang zu streichen, per Priorisierung entscheiden.

Beschreibung

Die Lücke auf dem kritischen Pfad beziffern

Die Komprimierung geht von einem berechneten Netzplan aus: den Vorgängen, ihren Anordnungsbeziehungen, ihren Dauern sowie der Vorwärts- und der Rückwärtsrechnung, die daraus die frühesten und die spätesten Termine ableiten. Der kritische Pfad ist die Folge von Vorgängen mit der geringsten Gesamtpufferzeit. Der PMBOK Guide verbindet die Komprimierung mit der Analyse der negativen Pufferzeit, die ein vorgegebener Termin auf diesem Pfad erzeugt.

Einen Vorgang ausserhalb des kritischen Pfads zu verkürzen, rückt das Projektende nicht näher. Der Vorgang gewinnt Pufferzeit, die niemand nutzt. Die Projektleitung erfasst auch die nahezu kritischen Pfade, deren Pufferzeit die des kritischen Pfads nur um wenige Tage übersteigt: Sie werden kritisch, sobald die Komprimierung diesen Unterschied aufgebraucht hat, und begrenzen, was sie gewinnen kann. In vielen Terminplanungsprogrammen lässt sich die Kritikalitätsschwelle frei einstellen. Die Schwelle richtet sich nach dem angestrebten Gewinn: Sind drei Wochen aufzuholen, erscheint vor der ersten Verkürzung jeder Pfad als nahezu kritisch, dessen Pufferzeit die des kritischen Pfads um weniger als drei Wochen übersteigt.

Zwei Hebel für dieselbe Lücke

Im Netzplan nimmt Crashing einem Vorgang Tage weg; Fast Tracking ersetzt eine Ende-Anfang-Beziehung durch eine Überlappung. Beide verkürzen denselben Pfad und lassen sich im selben Projekt kombinieren.

Crashing: Ressourcen hinzufügen

Als Beispiele für Crashing nennt der PMBOK Guide Überstunden, zusätzliche Ressourcen und die Bezahlung einer beschleunigten Lieferung. Jedes dieser Mittel wirkt nur auf einen Vorgang, dessen Dauer von den Ressourcen abhängt, die daran arbeiten. Unter den Faktoren der Dauerschätzung erinnert der Guide an das Gesetz des abnehmenden Ertrags: Eine doppelte Besetzung halbiert die Dauer nicht immer, und ab einer Schwelle verlängern die zusätzlichen Personen sie durch Wissenstransfer, Lernkurve und Koordination. Ein Vorgang, den nur eine einzige Spezialistin ausführen kann, das Austrocknen eines Unterlagsbodens, eine Rekursfrist von dreissig Tagen oder ein einmonatiger Dauertest lassen sich nicht durch Bezahlen verkürzen.

Hendrickson und Au halten in ihrem Lehrbuch zum Projektmanagement der Carnegie Mellon University fest, dass höheres Tempo mehr kosten und die Qualität mindern kann: Überstunden erhöhen das Risiko von Unfällen und von Fehlern, die korrigiert werden müssen. Wer Crashing einsetzt, prüft deshalb die unter Zeitdruck erstellten Ergebnisse strenger.

Der Kostengradient

Die Definition des PMBOK Guide zielt auf die geringsten Zusatzkosten, ohne zu sagen, wie man sie findet. Hendrickson und Au beschreiben die klassische Methode. Der Terminplaner schätzt für jeden kritischen Vorgang zwei Punkte: seine Normaldauer mit den direkten Kosten, dann seine Mindestdauer mit ihren Kosten. Die Mindestdauer ist die kürzeste Dauer, die sich mit zusätzlichen Ressourcen erreichen lässt. In die Kosten bei Mindestdauer gehört der Aufwand, die unter Zeitdruck erstellten Ergebnisse strenger zu prüfen und zu korrigieren; sonst unterschätzt der Gradient den Preis der gewonnenen Woche. Der Kostengradient ist der Preis einer gewonnenen Zeiteinheit:

Kostengradient = (Kosten bei Mindestdauer − Normalkosten) / (Normaldauer − Mindestdauer)

Eine Entwicklung von acht Wochen zu CHF 96'000, die sich für CHF 108'000 auf sechs Wochen verkürzen lässt, kostet CHF 6'000 je gewonnene Woche.

Die Gerade zwischen den beiden Punkten unterstellt, dass jede Zwischenwoche gleich viel kostet. Der tatsächliche Verlauf ist oft konvex: Die letzten Wochen kosten mehr als die ersten. Manchmal verläuft er in Stufen: Ein Vorgang, den ein oder zwei Teams ausführen, hat nur zwei mögliche Dauern. In Schritt 2 des Verfahrens verkürzt sich ein solcher Vorgang um die ganze Stufe, zu den Kosten der ganzen Stufe.

Schrittweise komprimieren

1. Die Vorgänge des kritischen Pfads nach steigendem Gradienten ordnen, ohne jene, die ihre Mindestdauer bereits erreicht haben.
2. Den günstigsten um eine Zeiteinheit verkürzen.
3. Den Netzplan neu berechnen: Endtermin und kritischer Pfad.
4. Sind mehrere Pfade kritisch geworden, einen Vorgang verkürzen, den sie gemeinsam haben, oder je einen Vorgang auf jedem Pfad. Die Summe der Gradienten entscheidet.
5. Wiederholen, bis das Ziel erreicht ist.

Übersprungen wird in der Praxis die Neuberechnung in Schritt 3. Jede Verkürzung verringert den Abstand zwischen dem kritischen Pfad und den parallelen Pfaden. Nach einigen Verkürzungen wird ein anderer Pfad kritisch, und eine weitere Verkürzung auf dem alten bringt nichts mehr. Hendrickson und Au bezeichnen dieses Verfahren als Heuristik: Es liefert gute Terminpläne, garantiert aber nicht das Optimum, das nur die Prüfung von Kombinationen mehrerer Verkürzungen sichert. Wird jede Beziehung zwischen Dauer und Kosten durch eine Gerade angenähert, findet ein Solver für lineare Optimierung dieses Optimum.

Das Verfahren endet vor dem Ziel, wenn kein kritischer Vorgang mehr kürzer werden kann: Mit diesem Hebel ist der Termin unerreichbar. Der Sponsor erhält dann die kürzeste Projektdauer, die Hendrickson und Au project-crash time nennen: die Dauer, welche die Berechnung des kritischen Pfads ergibt, wenn alle Vorgänge auf ihrer Mindestdauer stehen. Das Verfahren endet auch, wenn die nächste Woche mehr kostet, als sie an vermiedener Konventionalstrafe oder an eingesparten indirekten Projektkosten einbringt.

Alle Vorgänge auf ihre Mindestdauer zu setzen, ergibt die kürzeste Dauer zu den höchsten Kosten. Dieselbe Dauer ist günstiger zu haben, weil die Vorgänge, die nicht kritisch werden, eine Dauer über ihrer Mindestdauer behalten können. Eine bis zum Anschlag getriebene Komprimierung macht zudem mehrere Pfade gleichzeitig kritisch, sodass die kleinste Verzögerung auf einem von ihnen das Projektende hinausschiebt. Die Projektleitung überprüft die Terminreserve an dem Punkt, an dem diese Pfade zusammenlaufen.

Fast Tracking: Vorgänge überlappen

Der PMBOK Guide nennt als Beispiel den Bau der Fundamente eines Gebäudes, bevor alle Architekturpläne fertig sind. Im Netzplan wird eine vollständige Abhängigkeit zu einer teilweisen: Eine Ende-Anfang-Beziehung (EA) wird zum Beispiel zu einer Anfang-Anfang-Beziehung (AA). Der Zeitabstand der AA-Beziehung legt fest, wie lange nach dem Beginn des Vorgängers der Nachfolger beginnt. Die Überlappung ist die Dauer des Vorgängers minus diesen Zeitabstand. Eine EA-Beziehung mit einem Vorlauf, der Anzahl Tage, um die der Nachfolger vor dem Ende des Vorgängers beginnt, bewirkt dasselbe. Terminplanungsprogramme erfassen einen Vorlauf oft als negativen Zeitabstand.

Nur frei wählbare Beziehungen eignen sich für eine Überlappung. Eine zwingende Abhängigkeit, vorgegeben durch Gesetz, Vertrag oder die Art der Arbeit, bleibt bestehen: Der Dachstuhl wartet auf die Mauern. Eine frei wählbare Abhängigkeit ist eine bevorzugte Reihenfolge unter mehreren möglichen, gestützt auf eine bewährte Praxis. Der PMBOK Guide bezeichnet diese Abhängigkeiten als jene, die beim Fast Tracking zu überprüfen sind. Der dokumentierte Grund für eine solche Reihenfolge zeigt, was man riskiert, wenn man sie aufbricht.

Der Nachfolger beginnt mit Eingaben, die noch vorläufig sind. Jede spätere Änderung am Vorgänger trifft bereits geleistete Arbeit, die nachgearbeitet werden muss. Der exponierte Anteil ist die Arbeit, die der Nachfolger während der Überlappung leistet. Die erwartete Nacharbeit berechnet sich wie ein Risiko, Wahrscheinlichkeit mal Auswirkung: der exponierte Anteil multipliziert mit der Wahrscheinlichkeit, dass eine Änderung am Vorgänger ihn infrage stellt. Zwei Wochen exponierte Entwicklung bei einer Änderungswahrscheinlichkeit von 50 Prozent ergeben eine Woche erwartete Nacharbeit. Ein Entwurf, dessen tragende Entscheide gefallen sind, verträgt eine Überlappung, die ein noch umstrittener Entwurf nicht verträgt.

Die Überlappung verlangt mehr Koordination zwischen den Teams. Damit steigt das Qualitätsrisiko, und die Projektkosten können zunehmen. Sie erzeugt auch Ressourcenüberlastungen: Zwei überlappende Vorgänge beanspruchen manchmal dieselben Personen zur selben Zeit. Jede Änderung am vorläufigen Ergebnis des Vorgängers muss den Nachfolger erreichen, bevor dieser darauf aufbaut. Über mehrere Standorte hinweg kommt diese Information später an, und die exponierte Arbeit wächst. Jede Überlappung kommt mit ihrer erwarteten Nacharbeit ins Risikoregister und wird über die Risikoanalyse und das Risikomanagement verfolgt. Eine Überlappung, die drei Wochen gewinnt und vier an Nacharbeit kostet, hat eine Woche verloren.

Den Hebel wählen

Der PMBOK Guide legt keine Reihenfolge zwischen den beiden Hebeln fest. Die Wahl richtet sich danach, was das Projekt verkraften kann: ein verfügbares Budget und teilbare Vorgänge für Crashing, frei wählbare Abhängigkeiten und bereits stabile Eingaben für Fast Tracking. Ein Vorgang kann zugleich überlappt und verstärkt werden, und seine Risiken addieren sich.

Die Variante freigeben lassen

Die komprimierte Variante bleibt ein Vorschlag, bis sie freigegeben ist. Die Personen, die den geänderten Vorgängen zugeteilt sind, prüfen, ob die neuen Termine in ihre Kalender und zu ihren übrigen Verpflichtungen passen. Danach sucht die Projektleitung nach Logikkonflikten und nach Bedarf an Ressourcenabgleich, wie es der PMBOK Guide vor der Festlegung des Basisplans vorsieht. Der Sponsor genehmigt die Zusatzkosten und die erfassten Risiken. Während der Ausführung läuft die Variante über einen Änderungsantrag.

KI-Überlegungen

Ein Sprachmodell übernimmt die repetitive Arbeit: Es zieht aus dem Netzplan die EA-Beziehungen zwischen kritischen Vorgängen heraus und markiert jene, die frei wählbar scheinen, zur Bestätigung durch das Team. Es bereitet die Tabelle der Kostengradienten aus den Schätzungen und den Offerten vor, entwirft für jede Überlappung einen Eintrag im Risikoregister und bringt die Variante für den Sponsor in Form. Es schreibt auch das lineare Optimierungsmodell, das der Solver lösen wird.

Die Rechnung gehört ins Terminplanungsprogramm oder in den Solver. Ein Additionsfehler in einer Neuberechnung des kritischen Pfads fällt in einer sauber gestalteten Tabelle nicht auf. Nur wer die Arbeit macht, weiss, ob sie sich auf mehr Personen verteilen lässt und ob die Eingaben eines Vorgängers stabil genug sind, um darauf aufzubauen. Der Preis einer zusätzlichen Ressource stammt aus einer Offerte oder einem Vertrag. Eine Anfrage an einen gehosteten Dienst trägt Stundensätze, Lieferantenofferten und Konventionalstrafen aus der Organisation hinaus.

Beispiele

Eine Gemeinde nimmt auf das Inkrafttreten einer kantonalen Verordnung hin einen Online-Schalter in Betrieb. Der Netzplan berechnet 17 Wochen; es bleiben 14. Zwei Pfade gehen von der Anforderungsanalyse aus und treffen sich bei der Inbetriebnahme. Die Tabelle der Kostengradienten ordnet die Vorgänge des ursprünglichen kritischen Pfads nach steigendem Gradienten.

Auf zwei falsche Arten geführt, wählt die Rangliste für die dritte Verkürzung den falschen Vorgang. Bleibt die Rangliste auf den ursprünglichen kritischen Pfad fixiert, schlägt sie C vor, den nächsten Gradienten nach B: C allein bringt nichts, weil der Pfad A-D-E ebenfalls bei 15 Wochen liegt. Auf die ganze Tabelle ausgedehnt, schlägt sie D vor, den tiefsten Gradienten, der ebenfalls nur einen der beiden Pfade verkürzt. A kostet mehr als C oder D allein, verkürzt aber beide Pfade zugleich, für CHF 12'000 gegenüber CHF 14'000 für das Paar C und D. Die Gemeinde hält den Termin für Zusatzkosten von CHF 24'000.

Visualisierungen

Der Netzplan des Beispiels nach der zweiten Verkürzung zeigt, warum die dritte A trifft: A und E gehören zu beiden Pfaden, B, C und D nur zu einem. E lässt sich nicht verkürzen.

Aufwand

Werkzeuge

Ein Terminplanungsprogramm wie MS Project, Primavera P6 oder ProjectLibre führt den Netzplan, berechnet den kritischen Pfad nach jeder Änderung neu und verwaltet AA-Beziehungen und Vorläufe. Sein Vergleich mit dem Basisplan zeigt dem Sponsor Vorgang für Vorgang, was die Variante ändert. Eine Tabellenkalkulation genügt für die Tabelle der Kostengradienten und für einen Netzplan von rund zehn Vorgängen. Bei grösseren Netzplänen wird die manuelle Neuberechnung des kritischen Pfads nach jeder Verkürzung zur Fehlerquelle.

Der Solver von Excel oder LibreOffice Calc löst das lineare Modell: Wird jede Beziehung zwischen Dauer und Kosten durch eine Gerade angenähert, findet er die kostengünstigste Kombination von Verkürzungen für eine Zieldauer.

Quellen

• Project Management Institute, A Guide to the Project Management Body of Knowledge (PMBOK Guide), 8. Aufl., PMI: die Terminplankomprimierung unter den Werkzeugen der Erstellung (§2.3.2.2) und der Steuerung (§2.3.2.3) des Terminplans; die Definitionen von Komprimierung, Crashing und Fast Tracking, die negative Pufferzeit, die Kritikalitätsschwelle, zwingende und frei wählbare Abhängigkeiten, Vorläufe, die Faktoren der Dauerschätzung und die Terminreserve dort, wo mehrere Pfade zusammenlaufen (Abschnitt 5 und §2.3.2.2).
• Chris Hendrickson und Tung Au, Project Management for Construction, §11.4 "Crashing and Time/Cost Tradeoffs", Carnegie Mellon University: die Beziehung zwischen Dauer und direkten Kosten eines Vorgangs, die Mindestdauer, die Rangfolge der kritischen Vorgänge nach den Kosten einer gewonnenen Zeiteinheit, das Verfahren der aufeinanderfolgenden Verkürzungen und seine Grenzen, die kürzeste Projektdauer (project-crash time) und die Wirkung des Tempos auf Kosten und Qualität.