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Einsatzmöglichkeiten einer Design-Structure-Matrix im Rahmen des Strategischen Projektmanagements

Studienarbeit 2008 54 Seiten

BWL - Unternehmensführung, Management, Organisation

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

ABBILDUNGSVERZEICHNIS

TABELLENVERZEICHNIS

ABKURZUNGSVERZEICHNIS

ABSTRACT

1. EINLEITUNG

2. DIE DESIGN-STRUCTURE-MATRIX
2.1. Grundlagen der Design-Structure-Matrix
2.1.1. Entstehung und Entwicklung der Design-Structure-Matrix
2.1.2. Aufbau und Anwendung der Design-Structure-Matrix
2.2. Die statische Design-Structure-Matrix
2.2.1. Grundlagen der statischen Design-Structure-Matrix
2.2.2. Die Komponentenbasierte Design-Structure-Matrix
2.2.3. Die teambasierte oder organisatorische Design-Structure-Matrix
2.3. Die zeitbasierte Design-Structure-Matrix
2.3.1. Grundlagen der zeitbasierten Design-Structure-Matrix
2.3.2. aktivitatsbasierte Design-Structure-Matrix
2.3.3. parameterbasierte Design-Structure-Matrix
2.4. Die Multiproject-Design-Structure-Matrix
2.4.1. Motivation
2.4.2. Vorgehen

3. ALGORITHMEN ZUR OPTIMIERUNG EINER DESIGN-STRUCTURE- MATRIX
3.1. Einfuhrung in die Optimierungsalgorithmen
3.2. das Problem
3.3. einfache heuristische Verfahren
3.4. Der genetische Algorithmus (Simpel Genetic Algorithmus)
3.4.1. Vorgehen
3.4.2. Software Tools

4. ANWENDUNG DER DESIGN-STRUCTURE-MATRIX IM STRATEGISCHEN PROJEKTMANAGEMENT
4.1. Terminplanung im Multiprojektmanagement mit Ressourcenbeschrankungen
4.1.1. Multiprojektterminplanung mit einem Simulationsmodell
4.1.2. Multiprojektterminplanung mit einem genetischen Algorithmus
4.2. Anwendung der Design-Structure-Matrix auf der Einzelprojektebene
4.2.1. Modularisierung der Projektmanagements mit der komponentenbasierten Design- Structure-Matrix
4.2.2. Identifizierung integraler Projektaktivitaten
4.2.3. Identifizierung von Schnittstellen zur besseren Projektuberwachung
4.2.4. Soll-Ist Vergleich zur Evaluierung der Flexibilitat

5. ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK

ANHANG

LITERATURVERZEICHNIS

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: (a) Graph eines Systems (b) DSM des Systems

Abbildung 2: Klassifikationen der Disign-Structure Matrix

Abbildung 3: Darstellung der Entstehung von operativen Inseln

Abbildung 4: (a) Graph eines Prozesses mit iterativen Teilprozessen (b) DSM des Systems

Abbildung 5: (a) Graph eines Prozesses bei Anwendung des tearings (b) DSM des Systems

Abbildung 6: Die DSM dreier Projekte unterschiedlicher Gro8>e und verschiedenen Ressourcen

Abbildung 7 : binare Multiproject-DSM bestehend aus drei Projekten

Abbildung 8: Multiproject-DSM mit Ressourcenbeschrankung bestehend aus drei Projekten

Abbildung 9: der vereinfachte Kreislauf der Evolution nach Charles Darwin

Abbildung 10: (a) ursprungliche Anordnung einer DSM und ihr Chromosom (b) Zufallig

erstellte Losung samt Chromosom

Abbildung 11: (a) position-based crossover Version 1 (b) position-based crossover Version 2

Abbildung 12: Ablaufschema eines Simpel Genetic Algorithmus

Abbildung 13: Wahrscheinlichkeit von Nacharbeit fur jede Aktivitat

Abbildung 14: Auswirkung der Nacharbeit von jeder Aktivitat auf seine Nachfolger

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Die drei Moglichkeiten der Beziehungen zwischen Systemkomponenten und ihre Darstellung in der DSM

Tabelle 2: die vier Formen der Interaktion zwischen Komponenten eines Systems

Tabelle 3: Quantifizierungsschema der raumlichen Interaktion

Tabelle 4: Beispiel der Interaktion zwischen zwei Elementen

Tabelle 5: Parameter zur Priorisierung der Projektaktivitaten 33

Abkurzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abstract

Die Design-Structure-Matrix (DSM) ist ein Instrument, das in den sechziger Jahren des 20. Jahrhunderts fur die Systemanalyse entwickelt wurde. Mithilfe dieser Matrix konnen Zusammenhange und Abhangigkeiten innerhalb komplexer Systeme auf einfache und ubersichtliche Weise dargestellt werden. Auf Basis dieser Matrix kann dann auch eine effiziente und kostengunstige Optimierung dieser Systeme anhand bestimmter Kriterien erfolgen.

Dieses Konzept wurde auch fur den Bereich des Projektmanagements erfolgreich adaptiert und wird dabei zum Beispiel zur Darstellung und Optimierung der inhaltlichen Abhangigkeiten zwischen den einzelnen Projektphasen eines Projektes genutzt. Das Ziel ist dabei die Projektzeit zu minimieren und Mehrarbeit durch Informationsmangel zu vermeiden. Das Potenzial der DSM reicht dabei weit uber dem Bereich der Bearbeitung nur eines Projektes hinaus. Aufgabe dieser Arbeit ist es, die Einsatzmoglichkeiten der DSM auch fur den Bereich des strategischen Projektmanagements zu untersuchen und mogliche Losungen und Anwendungen zu entwickeln.

Es lassen sich dabei grundsatzlich vier Arten von DSM unterscheiden, welche in verschiedenen Bereichen des Projektmanagements und daruber hinaus Anwendung finden. Diese vier Formen werden genau beschrieben und deren Anwendungsmoglichkeiten im Bereich des strategischen Projektmanagements genauer untersucht. Die verschiedenen Arten der Optimierung einer DSM werden dabei ebenfalls erlautert. Daruber hinaus werden neue Ansatze aus der Fachliteratur erlautert, welche eine neue Form der DSM speziell fur die Bedurfnisse des Ressourcenmanagements im strategischen Projektmanagement behandeln.

Es lieften sich im Rahmen dieser Arbeit verschiedene Anwendungen der DSM im Rahmen des strategischen Projektmanagements identifiziert. Dies geschieht einerseits durch die Anwendung der herkommlichen vier Arten der DSM auf die speziellen Fragen des strategischen Projektmanagements. Andererseits lasst sich mit der neuen hier vorgestellten Form der DSM, auch die Ressourcenverteilung zwischen verschiedenen Projekten, verschiedener Prioritat optimieren. Die DSM hat sich somit als brauchbares Werkzeug auch fur das strategische Projektmanagement erwiesen.

1. Einleitung

Im Rahmen des strategischen Projektmanagements stellt sich eine Situation dar, bei der eine steigende Anzahl von Projekten uberblickt und bearbeitet werden muss. Solche Projekte stehen dabei unweigerlich im Wettbewerb um Ressourcen, oder weisen komplexe inhaltliche und zeitliche Abhangigkeiten untereinander auf.[1] Es entsteht in einem Unternehmen also ein komplexes Geflecht das es zu verstehen und zu organisieren gilt. Der Definition nach ist Komplexitat:

„... eine Eigenschaft eines Systems bzw. Objekts, die die Berechnungen seines Gesamtverhaltens erschwert, selbst wenn man vollstandige Informationen uber seine Einzelkomponenten und deren Wechselwirkungen besitzt.“[2]

Eine solche Entwicklung verlangt folglich nach Anwendungen und Techniken, welche in der Lage sind solch komplexe Systeme[3] einerseits sinnvoll in einzelne Komponenten (z.B. Teams) zu zerlegen oder zusammenzusetzen und anderseits den Prozessablauf[4] zu optimieren. Das heiftt erstens, dass man Systeme in ubersichtliche und kontrollierbare (handhabbare) Komponenten zerlegen oder zu handhabbaren Komponenten zusammenfuhren konnen muss. Und zweitens soll der Arbeitsablauf zwischen diesen Komponenten moglichst reibungsfrei funktionieren. Dies soll mit Hilfe einer Design-Structure-Matrix ermoglicht werden.

Eine auf der Design-Structure-Matrix basierende Darstellung eines Systems bietet dabei die Moglichkeit viele verschiedene Arten von Systemen und Prozessen adaquat darzustellen. Fur die Design-Structure-Matrix werden dabei in der Literatur analog auch Bezeichnungen wie Dependency-Structure-Matrix, Task-Structure- Matrix[5] oder, Dependency-map verwendet. Im Folgenden wird die Design-Structure- Matrix mit DSM abgekurzt.

Eine DSM veranschaulicht die Beziehungen (Abhangigkeiten) zwischen den Systemkomponenten in einer kompakten, plakativen und analytisch vorteilhafte Form.[6] Daruber hinaus ist die DSM neben der einfachen Darstellung des Ist- Zustands auch ein Hilfsmittel zur Optimierung des Systems. Dabei werden die Abhangigkeiten in einem Prozess oder System untersucht.

Allein durch diese Untersuchung und ohne dass dabei bereits eine Optimierung stattfand, lassen sich verschiedene Zusammenhange in einem solchen System oder Prozess erkennen. Dies fuhrt bereits zu einem hoheren Verstandnis uber das zu untersuchenden Objekt.[7]

Im Bereich des strategischen Projektmanagement wurden einige Problemfeld identifiziert, wie das Fehlen von Informationen uber die Projektlandschaft eines Unternehmens. Schlecht ausgestaltete Prozesse fuhren zu Fehlentscheidung und damit zu erheblichen Kosten fur die Unternehmen. Durch falsche oder schlechte Planung werden Ressourcen verschwendet und Synergiepotentiale liegen brach. Es wird in dieser Arbeit zu Prufen sein, inwieweit sich eine DSM, welches bislang vorrangig fur Einzelprojekte Verwendung fand, auch fur die Anwendung im Rahmen des Strategischen Projektmanagements eignet, um die oben gennannten Probleme zu losen.

Dafur werden im Abschnitt 2 die verschieden Formen der DSM dargestellt. Von den klassischen Formen einer statischen bzw. zweitbasierten DSM bis hin zu einem Multiprojektmodell einer DSM. Im dritten Abschnitt soll auf die Verschiedenen Algorithmen eingegangen werden und insbesondere das Verfahren mit genetischen Algorithmen naher betrachtet werden. Im vierten Abschnitt soll dann direkt auf den Einsatz der DSM im Rahmen des strategischen Projektmanagements eingegangen werden. Dabei wird unterschieden, zwischen dem direkten Einsatz der DSM zu Darstellung von Projektportfolios und dem indirekten Einsatz auf der Ebene des Einzelprojektmanagement.

2. Die Design-Structure-Matrix

2.1. Grundlagen der Design-Structure-Matrix

2.1.1. Entstehung und Entwicklung der Design-Structure-Matrix

In Wissenschaft und Technik wird die Darstellung von Abhangigkeiten innerhalb von Systemen, Prozessen und Netzwerken mit Hilfe einer Matrix bereits seit langerem angewandt.[8]

Entwickelt wurde dieses Hilfsmittel 1967 von Donald V. Steward im Rahmen der Konstruktion eines Atomkraftwerkes. Steward stellte dabei fest, dass man die Strukturen eines Systems und den Fluss der Informationen durch das System wahrend der Entwicklung studieren sollte, um auf einem systematischen Weg an Einblick in das System zu gewinnen.[9] Dieser Einblick sollte dann der Systementwicklung zu gute kommen.

Mit der Veroffentlichung 1968 durch Steward wurde diese Anwendung uber das Systemengineering hinaus, sowohl von anderen Ingenieurswissenschaften als auch der Wirtschaftswissenschaft adaptiert. So verwendete man eine entsprechende matrixbasierte Anwendung um beispielweise chemische Prozesse zu optimieren.[10] In der Informatik wurde das Software- und Systemdesign mit Hilfe einer DSM optimiert.[11] In der Betriebswirtschaft fand diese Technik beispielsweise im Bereich Organisation Anwendung, um die Informationsnetzwerke in einem Unternehmen zu dokumentieren.[12]

2.1.2. Aufbau und Anwendung der Design-Structure-Matrix

Eine DSM ist eine quadratische Matrix[13]. An die linke Seite der Matrix schreibt man gemeinhin den Namen bzw. ein Kurzel der System- oder Prozesskomponenten. Gleiches gilt fur die Oberseite der Matrix (siehe Abbildung 1). Es werden also in einer DSM alle Systemkomponenten miteinander in Verbindung gesetzt. Dabei entsteht eine Diagonale, bei der sich zwei gleiche Systemkomponenten gegenuberstehen.

Die Abhangigkeit der einzelnen Systemkomponenten wird dabei durch Eintrage in die Zellen jenseits der Diagonale dargestellt. In die Diagonale werden keine Eintrage eingefugt, da eine Systemkomponente nicht von sich selbst Abhangig sein kann. Oblicherweise werden dort Platzhalter eingesetzt, um die Lesbarkeit der DSM zu verbessern.

In einer DSM zeigt eine Zeile an, von welchen anderen Systemkomponenten sie abhangt. So hangt in Abbildung 1 die Systemkomponente F von den Systemkomponenten B und D ab. Die Spalte der DSM zeigt hingegen an, welche Systemkomponenten unterstutzt werden. Im Beispiel von Abbildung 1 unterstützt die Systemkomponente B also E und F.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1[14]: (a) Graph eines Systems (b) DSM des Systems

In diesem Beispiel wurde eine binare Darstellung der Abhangigkeit gewahlt. Mit einen „X“ wird dabei zum Ausdruck gebracht, dass eine Abhangigkeit besteht, unabhangig davon wie bedeutend diese Abhangigkeit ist. Es ist ohne weitere moglich eine skalierte Darstellungsweise zu wahlen (0 bisl, 1 bis 10, etc.).[15]

Grundsatzlich unterscheidet man zwei verschiedene Typen von DSM. Einerseits die statische DSM und andererseits die zeitbasierte DSM. Diese Typen lassen sich nach Browning[16] wiederrum in je zwei weitere Arten einer zeitbasierten bzw. statischen DSM unterteilen (siehe Abbildung 2). Diese vier Arten der DSM sollen im Folgenden vorgestellt werden.

Fur die Belange des Multiprojektmanagements wurde aus den „klassischen“ Formen der DSM von Yassine und Browning die s.g. Multiproject-DSM entwickelt. Diese soil im Abschnitt 2.4. behandelt werden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Klassifikationen der Disign-Structure Matrix[17]

2.2. Die statische Design-Structure-Matrix

2.2.1. Grundlagen der statischen Design-Structure-Matrix

2.2.1.1. Einfuhrung

Eine statische DSM zeichnet sich dadurch aus, dass sie ein System zu einem bestimmten Zeitpunkt betrachtet.Grundbedingung ist dabei, dass alle Elemente des Systems zu diesem Zeitpunkt existieren.[18] Ziel ist es also, die Abhangigkeiten in einem System zu einem bestimmten Zeitpunkt zu erfassen. Die bereits erwahnte Unterteilung der statischen DSM in die Komponentenbasierte und team- oder organisationsbasierte DSM ruhrt von den unterschiedlichen Untersuchungsobjekten her.

Im Rahmen der komponentenbasierten DSM soll der Aufbau oder die Architektur eines Systems (z.B. eines Produkts) untersucht und optimiert werden. Dies geschieht anhand der Bestimmung der Beziehungen unter den Systemkomponenten. Dabei werden verschiedenen Messgroften verwendet, die in diesem Kapitel noch naher beschrieben werden.

Die team- oder organisationsbasierte DSM stellt die Beziehungsstruktur zwischen Menschen oder Teams innerhalb einer Organisation dar. Dabei wird der Informationsfluss zwischen den Teams oder Menschen als Messgrofte verwendet.

2.2.1.2. Das allgemeine Vorgehen

Das Vorgehen bei beiden Arten der DSM ist dabei prinzipiell gleich. Nach Pimmler und Eppinger besteht diese Methode grundsatzlich aus drei Schritten:[19]

1. Das Zerlegen des Systems in seine Elemente
2. Das Dokumentieren der Interaktionen zwischen den Elementen des Systems
3. Das Gruppieren (Clustern) der Elemente zu Systemgruppen

Das genaue Vorgehen bei der Erstellung der komponentenbasierten bzw. team- oder organisationsbasierten DSM wird im Folgenden noch explizit behandelt. Hier dient diese Aufzahlung als Ausgangspunkt fur die Erlauterung einiger allgemeiner Sachverhalte beim Erstellen einer statischen DSM. Dabei soll besonders die Frage der Systemzerlegung im folgenden Abschnitt genauer behandelt werden.

2.2.1.3. Grundlagen der Systemzerlegung

Dem ersten Schritt im Vorgehen zur Erstellung einer DSM liegt dabei der Ansatz zugrunde, dass ein komplexes Problem durch das Zerlegen in kleine Subprobleme einfacher zu handhaben ist.[20] Da es gemeinhin keine allgemeingultigen Regeln zur korrekten Zerlegung eines Systems gibt, stellt sich folglich die Frage nach einer „intelligenten Zerlegung“[21].

So legt von Hippel dar, dass die Fahigkeit, komplexe Probleme zu losen, auch von der Qualitat der Zerlegung in einzelne Aufgaben abhangt.[22] Daruber hinaus kann dieses Vorgehen noch den Vorteil haben, dass man Moglichkeiten identifiziert Subprobleme parallel zu bearbeiten, um so Zeit zu sparen.[23]

Der Vorgang der Systemzerlegung bedeutet naturlich keinesfalls, dass man Einzelheiten der Problemlosung vollig unabhangig voneinander bearbeiten konnten. Man muss dabei immer die Anforderungen und Ziele des Gesamtsystems im Blick behalten.

Dabei stellt sich folglich die Frage, inwieweit ein System dabei uberhaupt zerlegbar ist. Steward beschreibt, dass man ein System naturlich mit „Sprengstoff“ in kleinste Teile zerlegen kann.[24] Die Auswertung der entstehenden Einzelteile wird dabei allerdings Probleme bereiten. Ein solches Trummerteil reprasentiert ublicherweise weder ein bedeutendes Element des Systems, noch liefte sich seine Beziehung zu anderen Trummerteilen rekonstruieren. Und eben diese finale Rekonstruktion nach der Analyse ist ja gerade das Ziel.

Betrachtet man also zu kleine Teile eines Systems, so lauft man Gefahr, lediglich unbedeutende Teile des Systems zu untersuchen. Daruberhinaus besteht die Gefahr, diese Teile dann nicht einmal mehr zu einem „Gesamtbild“ zusammensetzten zu konnen. Somit wurden die eigenen Arbeitsbemuhungen zunichte gemacht.

Eine erfolgreiche Systemzerlegung erfordert folglich, dass die dabei entstehenden Elemente eine, fur das Gesamtsystem bedeutende, Aufgabe ubernehmen und das man die Elemente wieder zu einen Gesamtsystem zusammensetzten kann. Es ist also notwendig, sowohl die Details als auch das grofte Ganze im Auge zu behalten.[25]

[...]


[1] Vgl. Dammer und Gemunden et al. (2005)

[2] Hartl (2007) S. 24

[3] Nach DIN 19 266 Teil 1 (1994), S. 3 ist ein System „eine in einem betrachteten Zusammenhang gegebene Anordnung von Gebilden, die miteinander in Beziehung stehen.

Diese Anordnung wird aufgrund bestimmter Vorgaben gegenuber ihrer Umgebung abgegrenzt.“

[4] Nach DIN 19 266 Teil 1 (1994), S. 3 in ein Prozess „eine Gesamtheit von aufeinander einwirkenden Vorgangen in einem System, durch die Materie, Energie oder auch Information umgeformt, transportiert oder auch gespeichert wird.“

[5] Baldwin und Clark (2000)

[6] Vgl. Browning (2001)

[7] Vgl. Yassine und Whitney et al. (2000), S. 2

[8] Vgl. Steward (1981b)

[9] Vgl. Steward (1981b) preface

[10] Kehat und Schacham (1973)

[11] Lano (1979)

[12] Lorsch und Lawrence (1972)

[13] Spalten- und Zeilendimension sind identisch

[14] Quelle: jeweils eigene Darstellung

[15] Vgl. Pimmler und Eppinger (1994), S. 4; Helmer und Yassine et al. (2008), S. 10

[16] Browning (1998b), S. 99

[17] Vgl. Browning (1998b), S. 105

[18] Vgl. Browning (2001), S. 292

[19] Vgl. Pimmler und Eppinger (1994), S. 3

[20] Vgl. Pimmler und Eppinger (1994), S. 80; Ulrich und Eppinger (1995) S. 82

[21] Vgl. Browning (1998b), S.101

[22] Vgl. von Hippel (1990), S. 18

[23] Vgl. Pimmler und Eppinger (1994), S. 1

[24] Steward (1981b), S. 5

[25] Vgl. Clark und Fujimoto (1991), S. 25

Details

Seiten
54
Jahr
2008
ISBN (eBook)
9783640618309
ISBN (Buch)
9783640618637
Dateigröße
896 KB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v150352
Institution / Hochschule
Technische Universität Berlin – Institut für Technologie und Management: Fachgebiet Technologie- und Innovationsmanagement
Note
1,3
Schlagworte
Design-Structure-Matrix strategisches Projektmanagement Ressourcenmanagement Projektmanagement Betriebswirtschaftlehre Systemtheorie

Autor

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