Netzplantechnik

Die Netzplantechnik dient insbesondere der Planung und Steuerung von Projekten. Dabei werden einzelne Teilschritte des Projektes als Knoten dargestellt und gemäß Ihrer zeitlichen Abhängigkeit voneinander als Netz verbunden.

Dieser Abschnitt zeigt dir, warum die Netzplantechnik wichtig ist und was man genau darunter versteht. Außerdem zeigen wir dir anhand eines Beispiels, wie die Netzplantechnik angewendet wird. Zum Schluss stellen wir dir noch einige Übungsaufgaben zur Lernkontrolle zur Verfügung.

Synonym: Schedule Network Analysis

Warum ist die Netzplantechnik wichtig?

Die Netzplantechnik dient als eine leicht anzuwendende Methode zur Planung von Projekten und Prozessen. Besonders häufig findet sie in der Beschaffung und der Produktion Anwendung.

Sie stellt ein einfaches Hilfsmittel dar, um einzelne Schritte in Prozessen oder Projekten strukturiert zu planen und zu organisieren. So kann der gesamte Ablauf des Projekts oder des Prozesses optimiert werden.

Die Netzplantechnik bringt insbesondere folgende Vorteile:

• In der Projektplanung kann das gesamte Projekt mit allen notwendigen Einzeltätigkeiten übersichtlich visualisiert werden.
• Kritische Prozesse und Teilschritte lassen sich leicht identifizieren.
  Für die Planungssicherheit können Pufferzeiten direkt in den Projektplan integriert werden.
• Einzelne Schritte lassen sich bereits im Vorfeld genau planen.
  Ressourcen und Kapazitäten können zeitgerecht geplant und zur Verfügung gestellt werden.
• Verschiedene Beteiligte können gemeinsame Termine planen und koordinieren.
  Die zeitlichen Abläufe des Projekts lassen sich leicht planen und überwachen.

Anhand der stetigen Berechnung von Anfangszeiten und Endzeiten einzelner Schritte und Teilaufgaben können Verzögerungen und deren Auswirkungen auf nachgelagerter Schritte schnell erkannt werden. So können gegebenenfalls entsprechende Gegenmaßnahmen eingeleitet werden.

Ebenso lässt sich frühzeitig erkennen, ob einzelne Verzögerungen negative Auswirkungen auf den Endtermin des Gesamtprojektes haben können (Kritischer Pfad).

Außerdem kann durch die Netzplantechnik bereits in der Planungsphase eines Projekts ein geregelter Kommunikationsplan entworfen werden, nachdem die Berichterstattung und Information unter den einzelnen Beteiligten ablaufen soll.

Was versteht man unter der Netzplantechnik?

Bei der Netzplantechnik wird das zu betrachtende Projekt in Form eines Netzes graphisch dargestellt, indem die einzelnen Schritte als Knoten aufgezeigt werden und in der jeweiligen Abhängigkeit zueinander durch das Netz verbunden werden.

Dies schafft eine Übersicht über die Reihenfolge der auszuführenden Tätigkeiten. Gleichzeitig visualisiert der Netzplan die Aufgaben, die unabhängig von anderen ausgeführt werden können. Zur Anwendung der Netzplantechnik müssen bereits im Vorfeld gewisse Voraussetzungen geschaffen werden.

Voraussetzungen für die Anwendung der Netzplantechnik:

• eine klare Definition des Auftrags
• eine klare Definition des zu erreichenden Ergebnisses
• die Aufstellung der einzelnen Schritte zur Erreichung des Ergebnisses

Vor der Aufstellung des Netzplanes im Rahmen der Netzplantechnik sollte die grobe Planung des Projektes also bereits vollzogen sein.

Hierbei helfen unter anderem:

• Methoden der Zielplanung, beispielsweise die SMART-Methode
• Kreativitätstechniken, wie das Brainstorming
• Methoden der Prozessanalyse

Erst anschließend können die einzelnen Arbeitsschritte tabellarisch aufgeführt werden, um sie entsprechend in den Netzplan zu übertragen.

Einzelne Elemente der Netzplantechnik

Um die Technik des Netzplans korrekt anwenden zu können, müssen die einzelnen Elemente bekannt sein, die bei dieser Methode eine Rolle spielen.

Die Elemente sind:

• Der Vorgang
• Die Zeitpunkte bei Vorgängen
• Die Netzknoten
• Die Pufferzeiten

Der Vorgang

Ein im Rahmen des Projekts abzuarbeitender einzelner Teilschritt wird im Rahmen der Netzplantechnik als Vorgang bezeichnet. Zur Aufstellung des Netzplanes muss zudem die logische Reihenfolge der einzelnen Vorgänge beachtet werden.

So können einige Vorgänge beispielsweise erst ausgeführt werden, wenn die jeweiligen vorhergehenden Vorgänge vollständig abgeschlossen sind. Beispielsweise kann die Endmontage eines Fahrzeugs erst erfolgen, wenn alle benötigten Teile hergestellt bzw. eingekauft sind.

Die Zeitpunkte bei Vorgängen

Jeder Vorgang verfügt über bestimmte Zeitpunkte:

• der früheste Anfangszeitpunkt (FAZ)
• der früheste Endzeitpunkt (FEZ)
• der späteste Anfangszeitpunkt (SAZ)
• der späteste Endzeitpunkt (SEZ)

Die Netzknoten

Die einzelnen Schritte innerhalb des Projekts werden im Rahmen der Netzplantechnik als Netzknoten bezeichnet, wobei sie entsprechend ihrer Abhängigkeiten untereinander durch das Netz verbunden sind.

In einem Netzknoten werden folgende relevante Größen dargestellt:

• die Zeitpunkte des Vorgangs
• die laufende Nummer des Projektschritts
• die Bezeichnung des Vorgangs
• die Dauer des Vorgangs
• der Gesamtpuffer
• der freie Puffer

Dementsprechend wird ein Netzknoten folgendermaßen dargestellt:

Die Pufferzeiten

Im Zuge der Planung des Projekts und der einzelnen Vorgänge bieten Pufferzeiten einen erhöhten zeitlichen Spielraum bei der Durchführung einzelner Teilaufgaben.

Dabei können vier verschiedene Arten von Zeitpuffern unterschieden werden:

• Gesamtpuffer:

  Gibt an, wie weit ein einzelner Vorgang verschoben werden kann, ohne den Endzeitpunkt des gesamten Projekts zu überschreiten

• freie Puffer:

  Zeit zwischen dem frühestmöglichen Endzeitpunkt des vorhergehenden Schritts und dem frühestmöglichen Anfangszeitpunkts des nachfolgenden Schritts

• Rückwärtspuffer:

  Zeit zwischen den spätestmöglichen Endzeitpunkts des vorhergehenden Vorgangs und den spätestmöglichen Anfangszeitpunkts des nachfolgenden Vorgangs

• unabhängige Puffer:

  gibt an, wie weit ein Vorgang verschoben werden kann, wenn alle vorhergehenden Vorgänge spätestmöglich enden und die nachfolgenden Vorgänge alle frühestmöglich beginnen.

Beispiel: Aufstellen eines Netzplans

Wie die Netzplantechnik angewendet wird, erläutern wir dir an dem folgenden Beispiel:

Die “Zuckerbäcker AG” stellt Süßwaren und Gebäck her. Im Rahmen der Einführung eines neuen Früchte-Schoko-Müsli-Keks soll ermittelt werden, wie lange die Produktionszeit ist. Hierzu soll die Netzplantechnik genutzt werden.

1. Schritt: Aufstellen der einzelnen Vorgänge und deren Beziehung zueinander

Zuerst werden die einzelnen Tätigkeiten tabellarisch aufgelistet und deren Vorgänger-Nachfolgerbeziehungen bestimmt:

Anschließend werden die Tätigkeiten entsprechend ihrer Abhängigkeiten voneinander als Netz graphisch dargestellt. Ausgehend vom Startpunkt sehen wir, dass Vorgang A und B keine Vorgänger haben und deshalb gleichzeitig beginnen können. Der aufzustellende Netzplan verzweigt sich an dieser Stelle also in zwei Wege.

Die Vorgänge C und D können erst begonnen werden, wenn ihre jeweiligen Vorgänger A und B erfolgreich abgeschlossen sind. Um die Aufgabe E zu beginnen, müssen ebenfalls A und B abgeschlossen sein. Um einen entsprechenden Pfad im Netzplan zu erhalten, wird an dieser Stelle die Scheinaufgabe S eingesetzt.

Zusammen mit C bildet E nach Beendigung den Vorgänger für die Tätigkeit F. Entsprechende Pfeile werden im Netzplan angelegt. Um G auszuführen, müssen D und F abgeschlossen sein. Es bildet sich also wieder ein neuer Knoten. Für das Auftragen der Schokoglasur (H) müssen C, F und G beendet sein. Da C und F bereits in früheren Schritten abgeschlossen wurden, kann der Pfeil direkt von G ausgehend gezeichnet werden.

2. Schritt: Die Vorwärtsterminierung

Zur Ermittlung der Gesamtdauer des Projekts oder Prozesses, in unserem Fall der Produktionszeit, und des kritischen Pfads wird anschließend die Vorwärtsterminierung genutzt. Hierfür wird zuerst der frühestmögliche Anfangszeitpunkt eines jeden Vorgangs ermittelt. Somit kann das frühestmögliche Ende des Projekts ermittelt werden. In der graphischen Darstellung geben wir dazu die Dauer der einzelnen Tätigkeiten sowie das Maximum der eingehenden Pfeile an den jeweiligen Knotenpunkten an.

Zu Beginn ist dies sehr einfach: Aufgabe a dauert 6 Minuten. Dementsprechend erhält der folgende Knoten den Wert 6. Aufgabe B wird ebenso behandelt. Folgen wir dem Pfeil nach Aufgabe A weiter, so ergibt sich: A + C = 12. Allerdings ist für die nächste Aufgabe auch der Pfad B + E zu erfüllen, was 16 ergibt.

B + D = 18, wohingegen der Maximalwert über den Pfad über B + E + F = 20 ergibt. Demnach bekommt dieser Knoten den Wert 20 zugwiesen. Die restlichen Knotenpunkte lassen sich wieder einfach hinzuaddieren.

So erhalten wir folgende Darstellung in der Vorwärtsterminierung:

Wir wissen nun also, dass die Produktion des neuen Früchte-Schoko-Müsli-Keks mindestens 40 Minuten dauert.

3. Schritt: Die Rückwärtsterminierung

Mit Hilfe der Rückwärtsterminierung kann der spätestmögliche Anfangszeitpunkt eines Vorgangs bestimmt werden, unter dem trotzdem noch die eben ermittelte kürzeste Dauer eingehalten wird. Da wir bei der Vorwärtsterminierung jeweils das Maximum der eingehenden Pfeile berücksichtigt haben, müssen wir nun das Minimum der ausgehenden Pfeile beachten.

Gestartet wird am Ende des Netzes. Da die Gesamtdauer 40 Minuten beträgt und der Vorgang H 6 Minuten dauert, subtrahieren wir 40-6 und erhalten 34, was den Wert des nächsten Knotens ergibt. Das gleiche wird beim nächsten Knoten durchgeführt. Für Pfeil F ebenso.

Als nächstes betrachten wir den Knoten vor den Pfeilen E und D. Hier ergibt sich: 16-6= 10 (Pfeil E) und 20-8= 12 (Pfeil D). Da wir das Minimum suchen, verwenden wir 10 als Wert für den Knoten. Auch bei der Betrachtung von Pfeil c ergibt sich 16-6 = 10. Hier unterscheidet sich das erste Mal in unserem Netz der Wert der Rückwärtsterminierung von dem aus der Vorwärtsterminierung. Für die restlichen Pfade hin zum Startpunkt ist es wieder eindeutig.

So erhalten wir folgende Darstellung:

4. Schritt: Die ermittlung der Pufferzeiten

Anhand der durchgeführten Vorwärts- und Rückwärtsterminierung können nun die Pufferzeiten der einzelnen Vorgänge ermittelt werden. Hierzu starten wir wieder bei Vorgang A. Das späteste Ende der Tätigkeit liegt bei 10. Der früheste Anfangszeitpunkt bei 0.

Die Dauer des Vorgangs bei 6. Die Rechnung lautet also:

Spätester Endzeitpunkt – frühester Anfangszeitpunkt – Dauer des Vorgangs = Pufferzeit

10 – 0 – 6 = 4.

Für die anderen Pfeile werden die gleichen Rechnungen durchgeführt, wodurch wir Folgendes erhalten:

Anhand dieser Darstellung lässt sich auch der kritische Pfad ablesen. Er ergibt sich aus den Pfeilen, bei denen die Pufferzeit null beträgt. Verzögerungen auf diesem Pfad haben eine direkte Auswirkung auf den Endzeitpunkt des Projektes.

Übungsfragen