Hofmann, Stephan: Methodik zur Durchführung konsistenter Soll-Ist-Vergleiche als Grundlage für ein Controlling von Planungsprozessen im Bauwesen / Stephan Hofmann

Taunusstein : Driesen, 2008 (Driesen Ingenieurwissenschaften). 229 S.; 19 cm. Zugl.: Berlin, Technische Universität, Dissertation, 2008. ISBN 978-3-86866-107-1 Softcover, 29,00 Euro.
Aufgrund steigender Anforderungen an alle Planungsbeteiligten hält das vernetzt-kooperative Planen verstärkt Einzug in deren täglichen Arbeitsprozess. Speziell dem Projektmanagement, das die ganzheitliche Verantwortung für die Effizienz des Projektablaufes trägt, kommt hier eine entscheidende Rolle zu, da es nicht nur verantwortlich ist für Funktion und Qualität des Bauwerkes, sondern zudem auch für die Einhaltung der vereinbarten Termine und des Kostenrahmens. Die Überwachung und Steuerung des Projektverlaufes mit Hilfe von Soll-Ist-Vergleichen ist daher heute unabdingbar. Während sich die Fragestellung jedoch, was zweckmäßigerweise verglichen wird, bisher überwiegend an empirischen Daten orientiert, entwickelt sich der Untersuchungsansatz gegenwärtig hin zu den Fragestellungen, was insgesamt vergleichbar ist und auf welchen methodischen Grundlagen verglichen werden kann.
Stephan Hofmann erarbeitet eine formale und strukturierte Analyse der Vergleichbarkeit eines vollständigen, konsistenten Sollprozess-Modells mit einem konsistenten, nicht redundanten Istprozess-Modell auf einer einheitlichen mathematischen Basis und ermittelt die Ergebnisse seiner Analyse sowohl methodisch als auch in Form einer Teilmengenbildung. Die hergeleiteten Methoden dienen als konsistente Grundlage zur Durchführung der Projektbearbeitung, -verfolgung und -steuerung im Rahmen des Bauplanungsprozesses. Hierdurch kann eine Verbesserung der Koordination aller Projektbeteiligten sowie deren Kommunikation innerhalb des Projektes erreicht werden. Des Weiteren kann die konsistente Beschreibung der Soll-Ist-Vergleiche zu Projektanalysen herangezogen werden, deren Ergebnisse über bisherige Analysen hinausgehen. Die Möglichkeiten dieser Methoden und Werkzeuge stellt der Autor anhand eines Beispiels aus dem Bereich der Hochbauplanung dar.
Der Autor: Jahrgang 1976; Abitur in Eisenach; Studium des Bauingenieurwesens mit der Studienrichtung Bauinformatik an der Bauhaus-Universität Weimar, berufsbegleitendes Doktorat an der Technischen Universität Berlin. Stephan Hofmann ist seit 2001 in der Industrie als technischer IT-Berater  und Systemmanager tätig.

Vorwort
Die vorliegende Arbeit entstand parallel zu meiner Tätigkeit als Unternehmensberater in einem Beratungsunternehmen für das Bauhaupt-und Nebengewerbe, sowie als Systembetreuer in einem Zulieferunternehmen der Automobilindustrie
Während der Anfertigung der Dissertation habe ich mit vielen Menschen zusammengearbeitet, die mich motiviert und unterstützt haben. Bei diesen möchte ich mich bedanken. Wesentliche Anregungen zu dieser Arbeit kamen aus einem an der Bauhaus-Universität Weimar begonnenen Forschungsprojekt zur Strukturierung von Prozessen, welches dann an der Technischen Universität Berlin bis heute weiter voran getrieben wird
Herrn Prof. Dr.-Ing. habil. Wolfgang Huhnt von der Technischen Universität Berlin danke ich für die Übernahme des Gutachtens, sowie seine stetige Unterstützung und sein reges Interesse, was die Grundvoraussetzung für das Gelingen dieser Arbeit war
Bei Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Bernd Kochendörfer von der Technischen Universität Berlin möchte ich mich ebenfalls für die Übernahme des Gutachtens sowie für die wertvollen, den Abschluss der Arbeit betreffenden, Hinweise und Anregungen bedanken
Für die Übernahme des externen Gutachtens möchte ich Herrn Prof. Dr.-Ing. Karl Beucke von der Bauhaus-Universität Weimar meine Dank aussprechen, der mir sowohl in meinen akademischen als auch beruflichen Vorhaben wertvolle Unterstützung gewährt hat
Herrn Prof. Dr. sc. techn. M. Schlaich von der Technischen Universität Berlin möchte ich ebenfalls meinen Dank für die Übernahme des Vorsitzes des Promotionsausschusses aussprechen
Frau Bauassessorin Dipl.-Ing. Architekt Katrin Fischer danke ich für die fachlichen Diskussionen rund um die Bauplanung und für die Unterstützung bei der Erarbeitung des Anwendungsbeispieles zum Ende dieser Arbeit
Herrn Torsten Ferge M.A. danke ich für die interessanten Gespräche und Hinweise, die es mir ermöglichten, auch komplexe Zusammenhänge in verständlicher Weise zu beschreiben
Für die freundliche Aufnahme in seinem Büro und die vielen interessanten Diskussionen während meiner Aufenthalte an der TU-Berlin möchte ich mich bei Herrn Dipl.-Ing. Felix Enge bedanken
Auch für die, des Öfteren in Anspruch genommene, Gastfreundschaft in Berlin möchte ich mich bei Herrn Dr. rer. nat. Michael Lohnherr bedanken
Meiner Tochter Angelina und meiner Frau Anja Hofmann danke ich für den intensiv in Anspruch genommenen privaten Rückhalt, der den erfolgreichen Abschluss dieser Arbeit erst ermöglicht hat
Freiberg a.N., den 17. November

Kurzfassung

Die heutige Planung komplexer Bauvorhaben muss trotz steigender Anforderungen an alle Planungsbeteiligten in engen Kosten-und Zeitrahmen durchgeführt werden. Aufgrund dessen hält das vernetzt-kooperative Planen immer mehr Einzug in den täglichen Arbeitsprozess des planenden Ingenieurs, was weitere Konsequenzen für die Planungsbeteiligten impliziert. Speziell dem Projektmanagement, das die ganzheitliche Verantwortung für die Effizienz des Projektablaufes trägt, kommt hier eine entscheidende Rolle zu, da es verantwortlich für Funktion und Qualität des Bauwerkes sowie die Einhaltung der vereinbarten Termine und des Kostenrahmens zeichnet. Die Überwachung und Steuerung des Projektverlaufes mit Hilfe von Soll-Ist-Vergleichen ist heute Stand der Technik
Die Fragestellung, was zweckmässigerweise verglichen wird, hat sich bis dato empirisch entwickelt. Hiervon abweichend ist der Ansatz zu untersuchen, was insgesamt vergleichbar ist und auf welcher methodischen Grundlage verglichen werden kann. Die Erarbeitung eines methodisch abgesicherten Fundamentes steht im Fokus dieser Arbeit. Die Grundlage dieser Arbeit ist die formale und strukturierte Analyse der Vergleichbarkeit eines vollständigen, konsistenten Sollprozess-Modells mit einem konsistenten, nicht redundanten Istprozess-Modells auf einer einheitlichen mathematischen Basis. Die Ergebnisse der Analyse sind methodisch ermittelt und in Form einer Teilmengenbildung strukturiert. Die Eigenschaften der betrachteten Teilmengen sind vollständig mathematisch beschrieben. Hierbei wurde auf die theoretischen Grundlagen der Prädikatenlogik und der Relationenalgebra zurückgegriffen. Die hergeleiteten Methoden dienen als konsistente Grundlage zur Durchführung der Projektbearbeitung, -verfolgung und -steuerung im Rahmen des Bauplanungsprozesses. Hierdurch kann eine Verbesserung der Koordination aller Projektbeteiligten sowie deren Kommunikation innerhalb des Projektes erreicht werden. Des Weiteren kann die konsistente Beschreibung der Soll-Ist-Vergleiche zu Projektanalysen herangezogen werden, deren Ergebnisse über die bisheriger Analysen hinausgehen
Für die Verifizierung der im Rahmen der Arbeit entwickelten Methoden wurde ein bestehendes Softwaresystem um umfangreiche Funktionen erweitert. Die zur Demonstration der erarbeiteten Modelle und Methoden entwickelten Werkzeuge ermöglichen sowohl die Spezifikation des Ist-Modelles unter Beachtung eines im Vorfeld erarbeiteten Regelwerkes als auch die Berechnung und Darstellung der Teilmengenbildung innerhalb interaktiver Oberflächen. Sie bilden die Grundlage für die Konsistenz aller durchgeführten Analysen, wodurch die teilweise manuelle Zusammenführung von Teilergebnissen beispielsweise nach Änderungen im Soll-Modell entfällt. Die Möglichkeiten der entwickelten Methoden und Werkzeuge wurden anhand eines Beispiels aus dem Bereich der Hochbauplanung aufgezeigt

Abstract
In spite of increasing demands on all planning participants, today\'s planning of complex building prospects has to be carried out within tight budget and time frames. For that reason, net-cooperative planning increasingly finds it\'s way into the daily working process of planning engineers, which brings further consequences for all planning participants. Especially project management, which is holistically responsible for the efficiency of the project sequence, plays a decisive role, because it is responsible for the function and quality of the building as well as compliance with the agreed schedule and budget. Today, the supervision and control of the project course with the help of target performance comparisons is state of the technology
The question of what would be appropriate to compare has up to now developed empirically. Differing from that is the approach to examine what is comparable overall and on which methodical basis a comparison is possible. The development of a methodically secured foundation is the focus of this thesis. The basis of this thesis is the formal and structuredanalysis of the comparability of an entire, consistent target process model with a consistent, non-redundant actual process model on a uniform mathematical base. The results of the analysis have been determined methodically, and are structured in form of a subset generation. The properties of the considered subsets are described entirely mathematically. At this, it was reverted to the theoretical bases of the quantification theory and the theory of relations. The derived methods serve as a consistent basis for the realisation of the project treatment, project pursuit and project control within the scope of the building design process. Through this, an improvement of the coordination of all project partners as well as their communication within the project can be achieved. Furthermore, the consistent description of target performance comparison can be used for project analysis, the results of which can exceed results of available methods
For the verification of the methods developed within the scope of the thesis, an existing software system was extended by comprehensive functions. The developed tools for demonstration of the compiled models and methods allow the specification of the actual model considering a set of rules compiled in the approach, as well as the calculation and representation of the subset education within interactive surfaces. They form the basis for the consistency of all executed analyses by which the partly manual desegregation of partial results is cancelled, for example, after changes in the target model. The possibilities of developed methods and tools were indicated with the help of an example from the area of structural engineering planning

Inhaltsverzeichnis


1 Einleitung
1.1 Problemstellung
1.2 Zielstellung und Aufbau der Arbeit
1.3 Umfang der Arbeit
2 Fachliche Grundlagen
2.1 Einleitung
2.2 Die Bauplanung
2.2.1 Der Begriff: Bauplanungsprojekt
2.2.2 Der Planungs-und Steuerungsprozess: Bauplanung
2.2.3 Planung eines Bauvorhabens
2.3 Systemwissenschaftliche Grundlagen
2.3.1 Der Systembegriff
2.3.2 Systemanalyse des Bauplanungsprozesses
2.3.3 Modellierung des Bauplanungsprozesses \'
2.4 Projektcontrolling
2.4.1 Allgemeine Inhalte und Ziele
2.4.2 Allgemeine Aufgaben und Aufgabenträger
2.4.3 Voraussetzungen
2.4.4 Vorgehensweise in der Bauplanung
2.4.5 Zusammenfassung
3 Mathematische Grundlagen
3.1 Einleitung
3.2 Logik
3.2.1 Aussagenlogik
3.2.2 Prädikatenlogik
3.3 Mengenlehre
3.3.1 Menge
3.3.2 Relation
3.4 Graphen
3.4.1 Schlichte Graphen
3.4.2 Bipartite Graphen
3.4.3 Hierarchische Graphen
4 Sollvorgaben
4.1 Einleitung
4.2 Modellierungsansatz
4.2.1 Spezifikation der Kernmengen und -relationen
4.2.2 Modellierung von Qualitäten
4.3 Ermittlung der Projektvorgaben
4.3.1 Berechnung von Vorschlagswerten
4.3.2 Endgültige Projektvorgaben
4.4 Aufbereitung für ein Projektcontrolling
4.4.1 Erarbeitung kalendarischer Vorgaben
4.4.2 Erarbeitung kostenrelevanter Vorgaben
4.5 Zusammenfassung
5 Verlaufsmodellierung und -strukturierung
5.1 Einleitung
5.2 Verlaufsdokumentation
5.2.1 Konzept der Ergebnisorientierung
5.2.2 Konzept der Aufgabenorientierung
5.2.3 Vergleich und Auswahl
5.3 Modellierung des Prozessverlaufes
5.3.1 Relationenbildung
5.3.2 Relationenbewertung
5.3.3 Zusammenfassung
5.4 Spezifikation und Aufbereitung
5.4.1 Modellspezifikation
5.4.2 Relationale Strukturierung
5.4.3 Konstruktion von Teilgraphen
5.5 Analyse des Gesamtmodelles
5.5.1 Gesamtheitliche Betrachtung von Soll und Ist
5.5.2 Konstruktion des Gesamtgraphen
5.6 Zusammenfassung
6 Soll-Ist-Vergleiche
6.1 Einleitung
6.2 Ableitbare Informationen
6.2.1 Ableitung von Informationen
6.2.2 Strukturierung
6.3 Aufbereitung der Soll-Vorgaben
6.3.1 Aufgabenbearbeitung
6.3.2 Datenverfügbarkeit
6.3.3 Werkzeugeinsatz
6.3.4 Vergleichsmengenbildung
6.3.5 Vergleichszeitpunkt
6.4 Berechnung von Soll-Ist-Vergleichen
6.4.1 Projektstand
6.4.2 Terminabweichungen
6.4.3 Kostenabweichungen
6.4.4 Auswirkungen und Aktivitätensteuerung
6.4.5 Berechnungsablauf
6.5 Zusammenfassung
7 Anwendung und Interpretation
7.1 Methodik
7.2 Anwendungsbeispiel
7.3 Verlaufsdokumentation
7.3.1 Dokumentation der Werkzeugverfügbarkeit
7.3.2 Dokumentation der Projektaktivitäten
7.4 Durchführung des Soll-Ist-Vergleiches
7.4.1 Projektstandsermittlung
7.4.2 Analyse der Terminsituation
7.4.3 Daten-und Kostenentwicklung
7.4.4 Analyse des Prozessgraphens
7.4.5 Ergebnisdokumentation
7.5 Übersicht über die Pilotimplementierung
7.6 Zusammenfassung
8 Zusammenfassung und Ausblick
8.1 Zusammenfassung
8.2 Ausblick
Literaturverzeichnis
A Verwendete Soll-Vorgabe
A.1 Auszuführende Projektaufgaben:
A.2 Projektdaten:
A.3 Eingesetzte Projektbearbeiter:
A.4 Benötigte Projektwerkzeuge:
A.5 Projekttermine/Projektschritte:
A.6 Berechneter Ablauf der Projektaufgaben
A.7 Berechneter Einsatz der Projektbearbeiter
A.8 Berechneter Ersteinsatz der Projektwerkzeuge

Abbildungsverzeichnis
1.1 Strukturierung der Projektabwicklung
2.1 Allgemeines Sender-Empfänger-Modell
2.2 Sender-Empfänger-Modell am Beispiel
2.3 Schematischer Planungs-und Projektablauf eines Hochbaues
2.4 Modellüberführung
2.5 Projektcontrolling
2.6 Soll-Ist-Vergleich als Regelkreis
3.1 Mengenoperationen
4.1 Projektstruktur
4.2 Aufbau des Soll -Modells
4.3 Relationen zwischen den Aufgaben
4.4 Ressourcenverteilung
4.5 Datenentwicklung
4.6 Werkzeugeinsatz
4.7 Projektstrukturierung mit kalendarischem Bezug
5.1 Konzept der ergebnisorientierten Dokumentation
5.2 Konzept der aufgabenorientierten Dokumentation
5.3 Aufbau des Ist -Modells
5.4 Aufgabenspezifische Ereignisdokumentation
5.5 Konstruktion der Teilgraphen GA
5.6 Konstruktion des Gesamtmodellgraphen Gh
6.1 Planerspezifische Aufgabenbearbeitung
6.2 Planerspezifische Datenverfügbarkeit
6.3 Planerspezifische Werkzeugverwendung
6.4 Betrachtung relevanter Teilmengen
6.5 Ausschnitt der Ablaufstruktur des Soll-Ist-Vergleiches
6.6 Ablaufstruktur des Soll-Ist-Vergleiches
6.7 Ablauf des Soll-Ist-Vergleiches
7.1 Dokumentation der Werkzeugverfügbarkeit
7.2 Ereignisorientierte Prozessdokumentation
7.3 Einteilung der Projektaufgaben
7.4 Einteilung der Projektbearbeiter
7.5 Einteilung der Projektdaten
7.6 Einteilung der Projektwerkzeuge
7.7 Einteilung der Projekttermine
7.8 GANTT-Diagramm der Aufgabenbearbeitung
7.9 Abweichungsanalyse für die Projektaufgaben
7.10 GANTT-Diagramm der aktiven Datenbearbeitung
7.11 Abweichungsanalyse für die Projektdaten
7.12 Abweichungsanalyse für die Projektbearbeiter
7.13 Abweichungsanalyse für die Projekttermine
7.14 Abweichungsanalyse für die Projektwerkzeuge
7.15 Entwicklung der Projektdaten
7.16 Qualitäts-und Kostenverlauf eines Projektdatums
7.17 Abweichungsanalyse der Kostenentwicklung der Projektdaten
7.18 Abweichungsanalyse der Kosten der Projektaufgaben
7.19 Projektkostenentwicklung
7.20 Abweichungsanalyse der Prozessschrittkosten
7.21 Beispielhafte Darstellung des Projektmodells
7.22 Analysebeispiele
7.23 Ergebnisdokumentation
7.24 Implementierte Werkzeuge
A.l Berechneter Ablauf der Projektaufgaben
A.2 Berechneter Einsatz der Projektbearbeiter
A.3 Berechneter Ersteinsatz der Projektwerkzeuge

Tabellenverzeichnis
3.1 Häufig verwendete Junktoren
6.1 Zusammenfassung definierter Teilmengen
6.2 Zusammenfassung definierter Relationen
6.3 Teilmengen der Projektstandsanalyse
6.4 Relationen der Projektstandsanalyse
6.5 Teilmengen der Abweichungsanalyse
6.6 Relationen der Abweichungsanalyse
6.7 Teilmengen der Auswirkungsanalyse
6.8 Relationen der Auswirkungsanalyse