PERT: Program Evaluation and Review Technique

Der Begriff „PERT“ ist eine Abkürzung aus dem englischen Sprachraum. Ausgeschrieben bedeutet es „Program Evaluation and Review Technique“. Bei PERT handelt es sich um ein Verfahren zur Bewertung und Überprüfung oder Überwachung eines Vorhabens. Bekannt ist diese Methode aus der Netzplantechnik, wo sie Ereignisknoten-Netzplan (EKN) genannt wird.

Angewendet wird diese Form der Darstellung bei Planungen, bei denen es nicht möglich ist, den Zeitbedarf näher zu bestimmen – also insbesondere bei innovativen Ansätzen, bei denen beispielsweise technologisches Neuland betreten wird. PERT ist eine Methode, um die Dauer bis zum Abschluss eines Projekts dennoch realistisch abzuschätzen. Berücksichtigt werden dabei aus statistischer Sicht die Wahrscheinlichkeiten des Auftretens denkbarer Hemmnisse und Verzögerungen.

Auslöser für die Entwicklung von PERT

PERT ist 1958 in den USA entstanden, im Rahmen des Polaris-Projekts. Bei diesem handelte es sich um die Entwicklung von ballistischen Raketen, die von U-Booten aus gestartet werden. Der gesamte Innovationsprozess wurde an Zulieferfirmen vergeben: von der Forschung und Entwicklung bis hin zur Herstellung aller Bauteile und der Erprobung der montierten Anlagen und Gerätschaften.

Damit waren weder die Kosten noch der Zeitrahmen von den Initiatoren des Projekts einigermaßen konkret zu bestimmen. Alle mit Teilaufgaben betrauten Unternehmen wurden deshalb dazu aufgefordert, den jeweiligen Zeitbedarf zum Erreichen von Meilensteinen abzuschätzen. Daraus ergab sich, dass der Termin für den Projektabschluss nur auf Wahrscheinlichkeiten beruhte.

Dieser Ansatz war von Erfolg gekrönt: Aus heutiger Sicht scheint klar, dass PERT als Methode dafür maßgeblich war, dass die Entwicklungsdauer der Polaris-Rakete um zwei Jahre verkürzt werden konnte – gegenüber der ursprünglich veranschlagten Dauer bedeutete dies eine Halbierung des Zeitaufwands.

Einsatzmöglichkeiten

PERT ist eine Methode der Netzplantechnik, um größere bzw. große innovative Projekte zu planen und zu organisieren. Charakteristisch für solche Projekte ist das Vorhandensein von teils erheblichen Unsicherheiten aufgrund fehlender Erfahrungswerte oder Fall- bzw. Anwendungsbeispiele. Daraus ergibt sich zwangsläufig, dass auch der Zeitaufwand nicht mit hinreichender Sicherheit bestimmt werden kann. PERT greift stattdessen auf Auftretenswahrscheinlichkeiten und statistische Verfahren zurück, um den nötigen Zeitbedarf abzuschätzen. Mit diesem Ansatz ist es möglich, vielschichtige Abläufe wie die in Forschung und Entwicklung zu steuern.

Bei komplexen Projekten ist die Darstellung des Verlaufs als Vorgangsknoten-Netzplan weit verbreitet. Dabei werden zeitlich definierte Abläufe wie Projektphasen oder Arbeitspakete auf einer Zeitachse in Beziehung zueinander gesetzt. Der Ereignisknoten-Netzplan dagegen fokussiert auf den Eintritt eines bestimmten Zustands. Der dafür benötigte Zeitraum wird nicht exakt definiert.

Die Unterschiede der beiden Ansätze werden an einem Beispiel aus der Bauwirtschaft klar: Hier wird ein Netzplan aufgestellt, der den Bau eines Hauses abbildet. Ein Knoten im Vorgangsknoten-Netzplan ist beispielsweise der Vorgang „Bau eines Daches“. In einem Ereignisknoten-Netzplan ist dieser das Ereignis „Fertigstellung des Daches“.

Vorgehensweise

Vor dem eigentlichen Projektstart, dem „Kick-off“, an dem die Arbeiten beginnen, wird sinnvollerweise ein Plan zur Darstellung des Ablaufs und der Meilensteine aufgestellt. Bei Anwendung der Methode PERT wird die Form eines Ereignisknoten-Netzplans gewählt.

Zum Schluss werden die noch ausstehenden Angaben zu Ereignissen und Aufgaben in den Netzplan eingetragen. Dazu gehören insbesondere die berechneten Expected Times.

Die Darstellung des Ereignisknoten-Netzplans mit PERT bietet so einen leicht verständlichen Überblick über die Kosten, die Ressourcen und den Zeitrahmen des Projekts. Dies ermöglicht eine einfache Bewertung und Überprüfung von Abläufen: Relevante Ereignisse lassen sich zu einem kritischen Pfad zusammenstellen, zeitliche Puffer werden sichtbar. PERT wird damit zu einem praktischen Hilfsmittel bei der professionellen Projektsteuerung.

Als Beispiel für einen ausgearbeiteten Ereignisknoten-Netzplan wird die mit der PERT-Methode angefertigte Darstellung eines Hausbauprojekts aufgezeigt:

Wie bei Netzplänen üblich, werden einfache grafische Symbole benutzt, um die Ereignisse und ihre gegenseitigen Beziehungen übersichtlich darzustellen. Ereignisse sind Knotenpunkte, die als Kreise visualisiert werden. Jeder Knoten kann ausführliche Angaben zur Aufgabe enthalten. Dazu gehören beispielsweise beteiligte Personen oder Institutionen, eingesetzte Werkzeuge, Maschinen oder Anlagen, Materialien, Mengenangaben und voraussichtliche Kosten. Die Beziehungen zwischen den Knoten bzw. die zwischen ihnen bestehenden Abhängigkeiten werden durch Pfeile, sogenannte Vektoren, abgebildet. Sie verbinden die Ereignisse miteinander.

Eines der Grundelemente ist die Verbindung zweier Ereignisse über einen Zeitpfeil:

Um den Netzplan aufzustellen, wird das Projekt zunächst in einzelne Abläufe, Aufgabenpakete, Phasen oder Teilprojekte untergliedert. Deren Ende ist jeweils ein definiertes Ergebnis – etwa das Erreichen eines Meilensteins als Ereignis. Um solche wichtigen (Teil-)Abschlüsse im Projekt identifizieren zu können, sollte bei Festlegung des Gesamtumfangs des Projekts klar herausgearbeitet werden, welche Schritte in welchen Phasen und welche Arbeiten problematisch sind – und welche Wahrscheinlichkeiten dafür bestehen. Denn diese „kritischen Pfade“ können das Projekt verzögern oder gefährden.

Der Netzplan besteht aus Knoten, die die einzelnen Ereignisse repräsentieren, und Pfeilen, die die zu lösende Aufgabe angeben. Die Knoten sind in einer logischen und zeitlichen Reihenfolge miteinander verbunden. Sichtbar werden so für jeden Knoten die vorangehenden und die auf diesen folgenden Ereignisse. Start- und Endpunkt werden „Terminator“ genannt; der Plan wird hier „terminiert“, da es bei diesen Knoten weder einen Vorgänger noch einen Nachfolger als Ereignis gibt. Im Gegensatz dazu können alle anderen Knoten nicht nur einen, sondern auch mehrere Vorgänger bzw. Nachfolger haben. Dadurch können Verzweigungen und Wiedervereinigungen entstehen; daran wird deutlich, dass Abläufe auch parallel stattfinden können. Gibt es im Netzplan mehrere dieser Parallelitäten, kann ein „kritischer Pfad“ – rot gekennzeichnet – bestimmt werden. Dieser beinhaltet alle Ereignisse, die für die Zielerreichung essenziell sind. Sie müssen stattgefunden haben, um auf dieser Basis den nächsten Meilenstein erreichen zu können.

Für jede einzelne Aufgabe, die zwischen zwei Ereignissen bearbeitet wird, wird dann die Zeit berechnet, die für deren Durchführung notwendig ist. Da die Ermittlung dieser Zeiten in der Regel mit großen Unsicherheiten behaftet ist, werden jeweils drei verschiedene Angaben berechnet. Die Spannweite für die Zeitermittlung ergibt sich als Betrachtung des Best Case, des Most Likely Case und des Worst Case. Benannt werden die entsprechenden Zeiten dann Optimistic Time (O), Most Likely Time (M) und Pessimistic Time (P):

• Die Optimistic Time (O) ist die minimale Dauer (d_min) für die Erledigung einer Aufgabe. Sie gibt den kleinstmöglichen Zeitraum an, in dem die Arbeit abgeschlossen werden kann.
• Die Most Likely Time (M) ist die nach bestem Wissen geschätzte Dauer (d_norm). Dabei handelt es sich um die begründete Annahme eines Zeitrahmens, in der die Aufgabe mit größter Wahrscheinlichkeit ohne Hemmnisse und Verzögerungen erledigt werden kann.
• Die Pessimistic Time (P) ist die maximale Dauer (d_max) für die Erledigung einer Aufgabe. Angegeben wird der größtmöglich erforderliche Zeitbedarf für die Aufgabenbewältigung.

Aus den drei Zeiten O, M und P wird dann die Expected Time (E) als mittlere Dauer (d_mittel) berechnet. Sie gibt die Zeit an, die unter einer realistischen Perspektive bei Berücksichtigung der möglichen Schwierigkeiten tatsächlich für die Lösung der Aufgabe benötigt wird:

Kern der PERT-Methode ist damit die Berechnung der Zeit bis zum Erreichen eines Meilensteins oder bis zum Projektende als Wahrscheinlichkeit. Grundlage für diese Abschätzung der drei Zeiten ist die sogenannte Beta-Verteilung. Über die Standardabweichung (σ) kann zudem ermittelt werden, wie wahrscheinlich die Zielerreichung zur berechneten Expected Time ist: Je kleiner σ, desto realistischer ist E. Berechnet wird die Standardabweichung nach diesen Gleichungen:

Zum Schluss werden die noch ausstehenden Angaben zu Ereignissen und Aufgaben in den Netzplan eingetragen. Dazu gehören insbesondere die berechneten Expected Times.

Die Darstellung des Ereignisknoten-Netzplans mit PERT bietet so einen leicht verständlichen Überblick über die Kosten, die Ressourcen und den Zeitrahmen des Projekts. Dies ermöglicht eine einfache Bewertung und Überprüfung von Abläufen: Relevante Ereignisse lassen sich zu einem kritischen Pfad zusammenstellen, zeitliche Puffer werden sichtbar. PERT wird damit zu einem praktischen Hilfsmittel bei der professionellen Projektsteuerung.

Als Beispiel für einen ausgearbeiteten Ereignisknoten-Netzplan wird die mit der PERT-Methode angefertigte Darstellung eines Hausbauprojekts aufgezeigt:

Vor- und Nachteile der PERT-Methode

Vorteile von PERT sind:

• PERT ist sehr gut geeignet bei innovativen Projekten mit vielen Abhängigkeiten zwischen den Beteiligten und großen zeitlichen Unbestimmtheiten.
• Aufgabenfolge und Meilensteine werden übersichtlich und detailliert dargestellt.
• (Zeit-)kritische Abläufe, der kritische Pfad und Pufferzeiten werden visualisiert.
• Der Plan kann zur Steuerung von Projekten genutzt werden, da er eine Entscheidungsgrundlage für ein effektives Zeitmanagement bietet und den Einsatz von Ressourcen aufzeigt.

Nachteile von PERT sind:

• Ereignisknoten-Netzpläne, also PERT-Diagramme, sind aufwendig in der Erstellung.
• Das Aufstellen des PERT-Plans sollte vor Projektbeginn erfolgen – unter Umständen ohne genaue Kenntnis der Projektpartner.
• PERT entfaltet seine Vorteile erst bei großen bis sehr großen Projekten.