So wenden Sie die Methode des kritischen Pfads bei Bauprojekten an

Warum die Critical-Path-Methode verwenden?

In den meisten Branchen ist eine sorgfältige Terminplanung erforderlich, um den Überblick zu behalten – ganz besonders im Bauwesen. Ohne einen guten Plan können selbst die einfachsten Projekte scheitern (und kein Projektmanager möchte einen Misserfolg in seinem Lebenslauf stehen haben). Glücklicherweise gibt es ein bewährtes System, das viele erfolgreiche Projektmanager einsetzen, um sicherzustellen, dass ihre Bauprojekte reibungslos ablaufen.

Dieses System wird als Critical-Path-Methode (CPM) bezeichnet. Manche nennen es auch Critical-Path-Analyse (CPA) oder Critical-Path-Terminplanung.

Unabhängig davon, ob man von einer Methode oder einer Analyse spricht, handelt es sich im Wesentlichen um ein beliebtes Zeitmanagement-Tool, das sich durch seine Einfachheit und Effektivität auszeichnet.

CPM kann gemeinsam mit der Program Evaluation and Review Technique (PERT) eingesetzt werden. Zusammen ähneln die beiden Methoden einer Art To-do-Liste: CPM bildet die Projektdauer ab, während PERT als Netzwerkdiagramm dient. Jede Aufgabe erhält ein Start- und ein Enddatum sowie ein Meilensteindatum. Diese werden entlang des kritischen Pfads bis zum Abschluss des Projekts verfolgt.

Die Critical-Path-Methode erstellt eine visuelle Darstellung eines Projekts und schätzt den Zeit- und Ressourcenaufwand für die Fertigstellung jeder einzelnen Aufgabe. Außerdem identifiziert sie wichtige Maßnahmen, die umgesetzt werden müssen, damit das Projekt termingerecht abgeschlossen werden kann.

Kurz gesagt handelt es sich um ein Verfahren, mit dem die Aktivitäten eines Projekts geplant und effektiv überwacht werden.

Wie CPM im Bauwesen angewendet wird

CPM ist ein häufig eingesetztes und beliebtes Tool im Bauwesen und die bevorzugte Methode von Projektmanagern zur Terminplanung. Besonders geschätzt wird CPM, weil sich damit der Zeitaufwand für Aufgaben berechnen sowie Start- und Endzeiten für bestimmte Aktivitäten festlegen lassen.

Ein Projekt in einzelne Arbeitsschritte zu unterteilen, diese in einem Ablaufdiagramm darzustellen und die Dauer jedes Arbeitsschritts sowie die Gesamtdauer des Projekts zu berechnen – all das gehört zum CPM-Ansatz der Projektplanung und ist für die Projektausführung unerlässlich. Es gibt einen Grund, warum Fachliteratur und erfahrene Projektmanager die Critical-Path-Methode als beste Lösung zur Strukturierung von Projekten nennen – und wir können gut nachvollziehen, warum.

Im Laufe der Jahre wurde CPM zunächst anhand grafischer Darstellungen eingesetzt und später durch Computerprogramme und Software weiterentwickelt. Heute ist CPM-Software problemlos verfügbar. Mithilfe spezieller Algorithmen kann sie Projekte effizient strukturieren und macht es Bauunternehmen dadurch leichter, die Methode einzuführen.

Ein mit CPM erstelltes Diagramm bildet alle verschiedenen Arbeiten und ihre Beziehungen zueinander visuell ab. Dies kann in Form von Diagrammen mit codierten Kreisen und Pfeilen geschehen, die zentrale Projektaspekte wie Arbeiten und Termine darstellen. Dieses komplexe Geflecht wird häufig als Projektnetzwerk bezeichnet.

Wie Sie sich vorstellen können, ist die Critical-Path-Methode im Bauwesen im wahrsten Sinne des Wortes ein entscheidendes Werkzeug.

Schauen wir uns das genauer an

Projektmanager und Bauleiter benötigen einige zentrale Informationen, um ein CPM-Projektmodell zu erstellen. Sehen wir uns an, worum es dabei geht:

• Eine Liste der Aktivitäten ist erforderlich, um CPM vollständig nutzen zu können. Ein Projektmanager muss alle Aktivitäten kennen, die für den Abschluss eines Projekts notwendig sind. Auch wenn sich der Ablauf ändern kann, ist es wichtig, die grundlegenden Aktivitäten aufzulisten. Einer der größten Vorteile der CPM-Methode besteht darin, dass sie flexibel ist und angepasst werden kann. Eine Möglichkeit, diese Aktivitäten zusammenzutragen, besteht darin, dass sich der Projektmanager mit den Teammitgliedern abstimmt. Häufig halten Manager mithilfe eines Projektstrukturplans alle Maßnahmen und deren Ausführungszeitpunkte fest.
• Der Projektstrukturplan (PSP) bildet das Rückgrat der CPM-Methode. Er dient dazu, große Verantwortungsbereiche in kleine, überschaubare Aufgaben zu unterteilen. Diese Aufgaben werden anschließend hierarchisch geordnet – beginnend mit der Aufgabe, die zuerst abgeschlossen werden muss. Diese Priorisierung verhindert, dass sich Teammitglieder auf Dinge konzentrieren, die erst viel später anstehen und aktuell noch keine Aufmerksamkeit erfordern. Wie Sie sehen, kann ein Projekt dadurch schneller abgeschlossen werden, da die Aufgaben in einer geordneten Struktur abgearbeitet werden.
• Die Dauer jeder Aktivität wird benötigt, damit der Projektmanager den Gesamtzeitplan des Projekts bestimmen kann. Wenn die Dauer nicht festgehalten wird, lässt sich unmöglich ermitteln, wie lange die Fertigstellung des Projekts dauern wird. Manager und Bauleiter können PERT nutzen, um eine genaue Schätzung der Gesamtdauer jeder Aktivität zu erhalten. Wie sich zeigt, ist die gemeinsame Anwendung von CPM und PERT für den Projekterfolg äußerst vorteilhaft.
• Die verschiedenen Abhängigkeiten zwischen den Aktivitäten müssen von Projektmanagern oder Bauleitern berücksichtigt werden. Bestimmte Aufgaben müssen abgeschlossen sein, bevor andere Tätigkeiten beginnen können, da diese sonst gar nicht erst aufgenommen werden könnten. Diese Abhängigkeiten müssen bei der Projektplanung berücksichtigt werden. Geschieht dies nicht, versuchen Mitarbeiter möglicherweise, eine Aktivität zu früh zu beginnen, was sich negativ auf das Ergebnis auswirkt. Letztlich dient dies als Schutzmaßnahme gegen Verzögerungen und Fehlschläge.
• Meilensteine und Liefergegenstände muss der Projektmanager kennen, da von ihnen verschiedene Faktoren abhängen. Der Projektmanager muss wissen, wann das Projekt abgeschlossen sein soll und wie das Endergebnis aussehen muss, um beurteilen zu können, wann eine Arbeit oder Aktivität abgeschlossen ist. Da viele Subunternehmer auf Basis ihrer Liefergegenstände bezahlt werden, ist es außerdem entscheidend, genau zu verstehen, wie das jeweilige Ergebnis aussehen soll.

Mit diesen Faktoren im Blick können Manager die Critical-Path-Methode effektiv zur Planung ihrer Projekte einsetzen. Um das System zu nutzen, braucht es lediglich die Bereitschaft, Ordnung zu schaffen und zunächst herauszuzoomen, um das große Ganze zu betrachten, bevor man ins Detail geht. Denken Sie daran, dass sich im Projektverlauf Änderungen ergeben können. Umso wichtiger ist es, vor dem Start eine solide Grundlage zu schaffen.

Lassen Sie sich nicht einschüchtern

Auch wenn die Critical-Path-Methode auf den ersten Blick einschüchternd wirken kann, ist sie tatsächlich recht unkompliziert – und eine hervorragende Methode, um Projekte reibungslos umzusetzen.

Zwar können einige kleinere Bauprojekte spontan geplant werden. Bei größeren Projekten würde dies jedoch wahrscheinlich im Chaos enden, da es zu viele bewegliche Teile gibt, die im Blick behalten werden müssen. Hier ist CPM Ihr Verbündeter.

Vorteile der Einführung der Critical-Path-Methode

Sie ist leicht zugänglich:

Einer der größten Vorteile der Critical-Path-Methode besteht darin, dass sie für alle Teammitglieder leicht verständlich ist. Da das gesamte Projekt auf nachvollziehbare Weise abgebildet wird, kann jeder Beteiligte sehen, wie sich die einzelnen Aufgaben auf die Gesamtdauer des Projekts auswirken. Wenn eine Aufgabe aus irgendeinem Grund verschoben werden muss, wissen alle Beteiligten, welche Auswirkungen dies auf den gesamten Ablauf hat. Da dieses System außerdem so transparent ist, gibt es nur wenig Spielraum für Unklarheiten … Kein Teammitglied muss sich fragen, warum eine Frist nicht eingehalten wurde oder wer wofür verantwortlich ist. Dieser Vorteil geht daher über das Projektmanagement hinaus und steigert auch die Zufriedenheit der Mitarbeiter und des gesamten Teams.

Sie ist überschaubar:

Einen komplexen Prozess in kleine, überschaubare Aufgaben zu zerlegen, ist eine der einfachsten und effektivsten Möglichkeiten, eine Aufgabe anzugehen. Im Bauwesen können Projekte aus zahlreichen großen, miteinander verknüpften Bereichen bestehen, die aufgeteilt und gesteuert werden müssen. Durch die Darstellung kleiner Aufgaben nimmt CPM den Teammitgliedern das Gefühl der Überforderung, da kleine Aufgaben leichter zu bewältigen wirken als große. Die Aufteilung mithilfe von CPM macht potenzielle Verzögerungen – ob kritisch oder nicht – schnell sichtbar und stellt zugleich sicher, dass Kontrolle und Überblick erhalten bleiben.

Sie ist flexibel:

Aufgrund der sich ständig verändernden Rahmenbedingungen von Bauprojekten ist es wichtig, einen Plan erstellen zu können, der sich bei Bedarf anpassen lässt. Es kann zu ganz unterschiedlichen Verzögerungen und Rückschlägen kommen. Deshalb ist es entscheidend, flexibel zu bleiben und auf die aktuellen Umstände zu reagieren. Die Critical-Path-Methode macht dies einfach, da sie von vornherein auf Veränderbarkeit ausgelegt ist. Damit sie angepasst werden kann, muss ein Projektmanager den Prozess kontinuierlich aktualisieren und überwachen, um seine Wirksamkeit sicherzustellen.

Sechs Schritte zur Anwendung von CPM

Kommen wir nun zur praktischen Umsetzung. Hier sind einige Möglichkeiten, die Theorie in die Praxis umzusetzen:

1. Aktivitäten identifizieren

Erstellen Sie zunächst eine Liste der Projektaktivitäten. Diese können Sie dem Projektstrukturplan oder dem Projektumfang und den Projektdetails entnehmen. Anschließend werden die Reihenfolge und die Dauer ergänzt. Aktivitäten werden mit einem Namen, einem Codierungssystem, einer Kontierungsnummer oder einem anderen Identifikator versehen. Außerdem müssen sie eine Dauer oder – im Fall von Meilensteinen – ein Zieldatum haben. Dies sollte Ihr erster Schritt sein, damit Sie einen vollständigen Überblick über alle anstehenden Aufgaben erhalten.

Hier sehen Sie einige Beispielaktivitäten und deren erwartete Dauer

2. Die Reihenfolge der Aktivitäten bestimmen

Damit das Projekt reibungslos abläuft, ist es entscheidend, die Reihenfolge der abzuschließenden Aktivitäten festzulegen. Um die in der vorherigen Phase erstellte Liste der Aktivitäten zu ordnen und miteinander zu verknüpfen, benötigen Sie ein vollständiges und gründliches Verständnis der Reihenfolge. Um die richtigen Verbindungen im Terminplan darzustellen, muss der Projekt- oder Bauleiter zunächst die miteinander verknüpften bzw. voneinander abhängigen Arbeitsabläufe verstehen. Auftragnehmer übersehen diese Zusammenhänge häufig, was zu Projektverzögerungen und weiteren Problemen führen kann.

3. Das Netzwerk erstellen

In diesem Schritt entsteht das eigentliche Spinnennetz. Bei CPM werden die beschriebenen Aktivitäten zusammengefasst und gleichzeitig ihre gegenseitigen Abhängigkeiten dargestellt. Alle wichtigen Aufgabenfolgen müssen logisch koordiniert und geplant werden. Die grundlegende Planungseinheit sollte auf Kalendertagen basieren. Arbeitstage sollten in einem CPM-Terminplan vermieden werden, da sie eher zu Verwirrung und Fehlern führen können.

4. Die Fertigstellungszeit der Aktivitäten schätzen

Jetzt ist der richtige Zeitpunkt für den Projektmanager, seine bisherigen Erfahrungen zu nutzen und die Zeitspanne für jede Aktivität zu bestimmen. Sobald Sie den Zeitrahmen für jede Aktivität kennen, erhalten Sie ein klares Bild von der Gesamtdauer des Projekts.

5. Den kritischen Pfad identifizieren

Jetzt wird es wirklich interessant. Schauen wir uns das im Detail an.

Die Critical-Path-Methode ist ein wesentlicher Bestandteil des Planungsprozesses. Die Aktivitäten auf diesem Pfad können nicht verschoben werden, ohne dass sich dies auf den restlichen Projektverlauf auswirkt.

Um den Pfad einer Aktivität zu identifizieren, sehen wir uns zunächst einige wichtige Begriffe an:

• Frühester Anfangszeitpunkt (Early Start, ES) → Der frühestmögliche Zeitpunkt, zu dem eine Aktivität beginnen kann.
• Frühester Endzeitpunkt (Early Finish, EF) → Der frühestmögliche Zeitpunkt, zu dem eine Aktivität abgeschlossen werden kann.
• Spätester Anfangszeitpunkt (Late Start, LS) → Der spätestmögliche Zeitpunkt, zu dem eine Aktivität beginnen kann, ohne das gesamte Projekt zu verzögern.
• Spätester Endzeitpunkt (Late Finish, LF) → Der spätestmögliche Zeitpunkt, zu dem eine Aktivität abgeschlossen sein muss, ohne das gesamte Projekt zu verzögern.

Sehen wir uns nun anhand einiger Schritte an, wie Sie diese Parameter nutzen können, um den kritischen Pfad zu ermitteln.

Schritt 1 – Vorwärtsrechnung

Mit dieser Technik ermitteln wir den frühesten Endzeitpunkt (EF) jeder Aktivität und bestimmen die Gesamtdauer des Projekts.

Für die Berechnung des EF verwenden wir folgende Formel:

Frühester Endzeitpunkt (EF) = Frühester Anfangszeitpunkt (ES) + Dauer der Aktivität

Im folgenden Diagramm sehen wir den Zusammenhang zwischen EF und ES. Die ersten Aktivitäten A und B beginnen bei 0. Der früheste Anfangszeitpunkt der nachfolgenden Aktivitäten C und F entspricht dem frühesten Endzeitpunkt von A bzw. B.

„Zur Klarstellung: Der ES der Aktivität C beträgt 5, der ES der Aktivität F 4.“

Der früheste Anfangszeitpunkt der Aktivität C liegt bei 5 Tagen, der ES der Aktivität F bei 4 Tagen

Wichtig ist: Wenn eine Aktivität von mehreren Vorgängern abhängt, wie etwa Aktivität D von den Vorgängern C und B, müssen Sie den Vorgänger mit dem höchsten frühesten Endzeitpunkt auswählen.

In diesem Fall wäre das Aktivität D mit dem Wert 10. Dasselbe gilt für Aktivität J: Sie hängt von den drei Vorgängern H, I und G ab. Der korrekte EF-Wert ist daher der von H, also 25.

Schritt 2 – Rückwärtsrechnung

Mit dieser Technik bestimmen wir den spätesten Anfangszeitpunkt (LS) jeder Aktivität.

Für die Berechnung des LS verwenden wir folgende Formel:

Spätester Anfangszeitpunkt (LS) = Spätester Endzeitpunkt (LF) – Dauer der Aktivität

Im folgenden Diagramm müssen wir von rechts nach links vorgehen. Der anfängliche späteste Endzeitpunkt entspricht der gesamten Projektdauer (30), während der späteste Endzeitpunkt aller anderen Aktivitäten im Diagramm dem spätesten Anfangszeitpunkt des jeweiligen Vorgängers entspricht.

Bei der Rückwärtsrechnung entspricht der LF einer Aktivität bei mehreren Vorgängern dem niedrigsten LS-Wert der jeweils vorhergehenden Aktivität. Aktivität E hängt beispielsweise von den Aktivitäten H und I ab, deren LS-Werte 20 bzw. 23 betragen. Der LF von Aktivität E beträgt daher 20.

Die Rückwärtsrechnung beginnt beim spätesten Endzeitpunkt der Aktivität J

Schritt 3 – Pufferzeiten berechnen

Nachdem wir die oben genannten Parameter ermittelt haben, können wir mit dieser Technik den Gesamtpuffer und den freien Puffer bestimmen. Beide sind entscheidend für die Ermittlung des kritischen Pfads in unserem Planungsprozess.

Gesamtpuffer

Der Gesamtpuffer bezeichnet den Zeitraum, um den eine einzelne Aktivität verschoben werden kann, ohne das gesamte Projekt zu verzögern.

Zur Berechnung des Gesamtpuffers können wir eine von zwei Formeln verwenden:

Gesamtpuffer (TF) = Spätester Endzeitpunkt (LF) – Frühester Endzeitpunkt (EF)

Gesamtpuffer (TF) = Spätester Endzeitpunkt (LF) – Frühester Endzeitpunkt (EF)

Das Ergebnis beider Formeln sollte identisch sein. Falls nicht, müssen Sie die Schritte 1 und 2 erneut überprüfen.

Freier Puffer

Der freie Puffer bezeichnet den Zeitraum, um den eine Aktivität verschoben werden kann, bevor sich dies auf eine nachfolgende Aktivität auswirkt.

Zur Berechnung des freien Puffers verwenden wir folgende Formel:

Freier Puffer (FF) = der niedrigste früheste Anfangszeitpunkt (ES) des Vorgängers – der EF der Aktivität

Hier sehen Sie den Gesamtpuffer und den freien Puffer für jede rot markierte Aktivität

Schritt 4 – Den kritischen Pfad ermitteln

Der kritische Pfad eines Projekts bezeichnet die Abfolge von Aktivitäten, die nicht verzögert werden dürfen, wenn das Projekt termingerecht abgeschlossen werden soll. Der Gesamtpuffer aller Aktivitäten auf dem kritischen Pfad muss null betragen.

Im folgenden Diagramm haben die Aktivitäten F, G und I einen Gesamtpuffer größer als null und können daher nicht Teil des kritischen Pfads sein.

Hier sehen Sie den rot markierten kritischen Pfad

6. Das CPM-Diagramm bei Bedarf aktualisieren

Sie können den kritischen Pfad im Projektverlauf anpassen. Sobald alle bereits abgeschlossenen Aktivitäten eingetragen wurden, lässt sich möglicherweise ein neuer kritischer Pfad erstellen. Ein anderer Pfad kann sich als sinnvoll erweisen, und alternative Lösungen können das Projekt entweder beschleunigen oder im Zeitplan halten. In Ausnahmefällen kann es notwendig sein, Änderungen und zusätzliche Aufgaben aufzunehmen, die ursprünglich nicht Teil des kritischen Pfads waren.

Das Wichtigste in Kürze

Letztlich ist die Critical-Path-Methode ein hervorragendes System, das von vielen Projektmanagern in der Baubranche zur Planung ihrer Projekte eingesetzt wird. Sie schützt vor Verzögerungen und Rückschlägen und lässt zugleich Raum für notwendige Änderungen und Aktualisierungen. Auch wenn die Methode zunächst komplex wirken kann, lässt sie sich auf einige grundlegende Prinzipien herunterbrechen, die jeder befolgen kann. Im Kern ist sie einfach ein effektives und hilfreiches Zeitmanagement-Tool, das ein Bauunternehmen benötigt, um erfolgreich zu sein.