Risikomanagement für Projekte

Risikomanagement für Projekte


Berücksichtigung von Unsicherheiten

Zur Analyse und Steuerung von Bauprojekten (insbesondere Großprojekte) werden probabilistische Methoden eingesetzt, die ein Mehr an Information über das individuelle Kosten– und Risikopotenzial des Projekts liefern. Mit diesem Zugang werden Informationen generiert, die es ermöglichen Projekte effizienter und transparenter abzuwickeln.

Eine probabilistische Risiko-Analyse liefert als Ergebnis eine Aussage über das Risiko-Potenzial in beliebigen Werteinheiten (z.B. Euro oder Zeit). Der Vorteil gegenüber deterministischen Standardverfahren ist der deutlich höhere Informationsgehalt, da das Ergebnis eine Verteilungsfunktion mit Unter- bzw. Überschreitungswahrscheinlichkeiten (Value at Risk Information) ist, die eine Bandbreite des Risiko-Potenzials (inkl. Best und Worst Case) abbildet.

Auf dieser Grundlage können dann folgende Fragen beantwortet werden:

  • Wie viel Prozent des aktuellen Kosten-Potenzials sind noch durch das restliche Budget gedeckt? Zeichnet sich eine Unter- oder Überdeckung ab?
  • Wie viel Prozent des aktuellen Kosten-Potenzials sollen durch das Budget gedeckt werden? Wie viel bleibt bewusst ungedeckt?
  • Wie hoch ist das Risiko-Potenzial im Vergleich zu den Basiskosten?
  • Welche Elemente unterliegen der höchsten Schwankung?

RIAAT - Prozess

Der Risikoanalyseprozess für Projektkosten und Bauzeit hat das Ziel Risiken und Unsicherheiten zu identifizieren, die sich zeit- oder kostenmäßig signifikant auf das Projekt auswirken könnten.

    1. Kostenermittlung, Validierung der Basiskostenermittlung unter Berücksichtigung von Unsicherheiten und Aufbau des PSP (Projektstrukturplan).
    2. Risikoanalyse (Bewertung Auswirkungen auf Kosten und Zeit) und Zuweisung in PSP.
    3. Risiken werden mit Vorgängen des Bauzeitplans verknüpft. Anschließend werden Fertigstellung, kritische Wege und Verzögerungen aufgrund von Risiken per Simulation ermittelt.
    4. Ermittlung der Kosten aus Bauzeitverlängerung und Integration in den PSP.
    5. Die Projektkosten inkl. aller Unsicherheiten steht nun auf allen Ebenen des Projektstrukturplans und gegliedert nach Kostenbestandteilen zur Verfügung.

Im ersten Schritt erfolgt die Ermittlung der Basiskosten und deren Validierung sowie die Zuteilung von Bandbreiten zur Berücksichtigung von Mengen- und Preisunsicherheiten. In der praktischen Durchführung wird die Kostenermittlung im Regelfall vom Planungsteam durchgeführt.

Bei Großprojekten sollte diese Kostenermittlung extern validiert werden. Dabei werden Umfang, Mengen und Preise der Kostenermittlung geprüft, die Zuschläge für Unberücksichtigtes validiert und die Ergebnisse mit einer Bandbreite versehen. Diese Bandbreite deckt übliche Mengen- und Preisschwankungen innerhalb des definierten Basisszenarios ab, jedoch keine Unwägbarkeiten aus Risiken.

Die Risikobewertung erfolgt in zwei Schritten. Einerseits wird ein Zuschlag für Unbekanntes nach einem Richtwertverfahren ermittelt, andererseits werden konkrete Risikoszenarien identifiziert, analysiert und hinsichtlich ihrer Kosten- und Bauzeitauswirkung bewertet. Die Kosten finden – wie bereits die Basiskosten – Eingang in den hierarchischen Projektstrukturplan (PSP).

Risiken mit Bauzeitauswirkung werden darüber hinaus mit Vorgängen des Bauzeitplans verknüpft, um das Fertigstellungsdatum, Bauzeitverzögerungen und den kritischen Weg unter Berücksichtigung der identifizierten Risikoszenarien ermitteln zu können. Das Ergebnis der Bauzeitsimulation (Abweichung vom Zieldatum) wird in den Projektstrukturplan verknüpft und mit zeitgebundenen Kosten verknüpft. Damit werden die Kosten aus Bauzeitverzögerungen im Gesamtergebnis berücksichtig.

Ergebnisse Terminplan

Der kritische Weg wird aufgrund der Unschärfen im Modell mittels Monte Carlo Simulation ermittelt.

Jede Farbe kennzeichnet einen kritischen Weg. Vorgänge mit mehr als einer Farbe liegen auf mehreren der möglichen (und wahrscheinlichen) kritischen Wege, der Vorgang „Ausschreibung, Vergabe“ setzt sich beispielsweise aus fünf Farben zusammen, er kommt auf allen vier maßgebenden kritischen Wegen vor. Der Vorgangsbalken ist zu 100% in Farbe dargestellt, er enthält keine grauen Anteile mehr, das zeigt, dass der Vorgang zu 100% am kritischen Weg liegt.

Der kritische Weg im Beispielprojekt wird mit einer Wahrscheinlichkeit von 60% (blau + gelb) über die TBM-Vortriebe im Süden laufen. Der rote und der grüne kritische Weg zeigen an, dass es aber auch eine Wahrscheinlichkeit von etwa 25% gibt, dass die TBM-Nordvortriebe kritisch werden. Der NÖT-Vortrieb, der am Nordportal beginnt, hat nur eine Chance von 12% kritisch zu werden. Das würde der Fall sein, wenn sich im Zuge der Ausführung zeigt, dass die Störungszone bei km 2.0 länger ist als in der Prognose.

Ein Ergebnis ist die Prognose des Fertigstellungstermins und die Abweichung zum ursprünglichen Zieldatum. Die Abweichung kann wiederum einzelnen Risikosphären zugeordnet werden.

Ergebnisse Kosten

Das Bandbreitendiagramm ist im Grunde eine detaillierte ABC-Analyse, welches die möglichen Auswirkungen der im Projekt enthaltenen Risiken in Bandbreiten gegenüberstellt. Die farbigen Blöcke definieren, mit Ausnahme der Randbereiche, je einen Wertebereich mit einer Wahrscheinlichkeit von 10%.

Unter der Berücksichtigung von Basiskosten, Risiken (inkl. Kosten aus Verzögerungen) und Vorausvalorisierung ergeben sich im Beispielprojekt Gesamtrohbaukosten in der Höhe von €446 Mio (VaR50) bzw. €463 Mio (VaR80), die Deltakosten (Differenz zwischen deterministischen Basiskosten und Projektkosten unter Berücksichtigung aller Kostenbestandteile) betragen €164 Mio (VaR80).

Risikobewirtschaftung

Mit zyklischer Verfolgung der Risikoentwicklung zu festen Stichtagen kann das Projekt während der Ausführung über ein Controlling, welches die Vorteile der Probabilistik für Prognosen nutzt, fortlaufend überwacht werden. Das Ziel des Controllings besteht zum einen darin, eine sich abzeichnende Budget-Über- oder Unterdeckung und deren Ursachen frühzeitig zu identifizieren und zum anderen in der Erarbeitung effektiver Maßnahmen zur fortlaufenden Gewährung einer Kostenstabilität.

Als Unterstützung der Risikokommunikation werden Diagramme verwendet, die auf den Informationsbedarf der jeweiligen Entscheidungsträger abgestimmt sind. Unten stehende Abbildun zeigt beispielhaft eine historische Verfolgung des Risikopotenzials während der Ausführungsphase.

Dabei wird das ermittelte Risikopotenzial zu jedem Stichtag (hier: Quartal) inklusive Unsicherheiten in Säulenform (orange Bandbreiten) dargestellt. Es ist eine Verringerung der Unsicherheiten (kleiner werdende Säulen) mit zunehmendem Baufortschritt zu beobachten, was auf den steigenden Wissensgewinn zurückzuführen ist. Ebenso ist ein Abschmelzen des Risikopotenzials zu den Zusätzlichen Kosten (Zusatzaufträge = eingetretene Risiken) zu beobachten. Die Gesamtkosten aus Risiken (blau) ermitteln sich aus dem prognostizierten Risikopotenzial (rot) und den Zusätzlichen Kosten (grün). Die Gesamtkosten sind in diesem Projekt sehr konstant, was auch das Ziel wäre.

Software

Der vorgestellte Prozess ist für die Umsetzung mit der Software RIAAT optimiert. RIAAT verfügt über eine hierarchische Projektstruktur und verwendet Verteilungen zur Berücksichtigung von Unsicherheiten. Neben einer Schnittstelle zu MS Excel für den Datenimport/-export stehen umfangreiche Modellierungsmöglichkeiten (z.B. Ereignis- und Fehlerbäume) und Visualierungsmöglichkeiten zur Klassifikation von Risiken zur Verfügung.

Das Alleinstellungsmerkmal liegt im integrierten Bauzeitplan (Schnittstelle zu MS Project und Oracle Primavera), dem Risiken aus dem Risikoregister mittels drag & drop zugeordnet werden. Die Kosten- und Risikoanalyse wird dadurch zu einer integralen Kosten- und Bauzeitanalyse.

Produktbeschreibung RIAAT_de.pdf


Referenzen

Risk-Based Integrated Cost and Schedule Analysis for Infrastructure Projects

SANDER P., ENTACHER M., REILLY J., BRADY J.: Artikel, Tunnel Business Magazine, August 2017, S. 43-37, 2017

Artikel aus TBM Magazine (hier zur Webversion) und PDF mit erhöhter Qualität der Grafiken

Mehr Veröffentlichungen

2017_Integrated Cost and Schedule Analysis.pdf
2017_Integrated Cost and Schedule Analysis_Better Graphs.pdf

Auszug Projekte

  • Brennerbasistunnel (64km Hochgeschwindigkeits Eisenbahntunnel)
  • Koralmbasistunnel (32,9km Hochgeschwindigkeits Eisenbahntunnel)
  • NAGRA (Nationale Genossenschaft für die Lagerung radioaktiver Abfälle), Schweiz
  • MTA New York City Transit - Canarsie Tunnel (U-Bahn Tunnel zwischen Manhattan und Brooklyn)
  • California Water Fix Project (ca. 100km Frischwassertunnel)
  • Ottawa Light Rail Transit Project (12,5km neue Stadtbahn in Ottawa mit 13 Stationen)
  • Rader Hochbrücke (A7 über den Nordostseekanal in Schleswig-Holstein)
  • GKI (Gemeinschaftskraftwerk Inn)
  • Kraftwerk Spullersee (Speicherkraftwerk mit ca. 46,7 GWh pro Jahr)
  • Kraftwerk Tauernmoos (Pumpspeicherkraftwerk als Verbindung zwischen zwei Stauseen)
  • Unterinntaltrasse (40km Eisenbahnstrecke, davon 32km unter der Oberfläche)
  • Stadttunnel Feldkirch (Straßentunnel mit insg. 6.400m und 4-armigen Kreisverkehr)
  • Kraftwerk Illspitz (Wasserkraftwerk mit ca. 25,5 Mio. kWh pro Jahr)
  • Regionalkraftwerk Mittlerer Inn (Flusskraftwerk mit ca. 21 MW)
  • Rheinbrücke Duisburg A40 (verbindet das Ruhrgebiet mit der Region Niederrhein)
  • U4 Erweiterung Wien (Verlängerung der U-Bahnlinie 4)
  • Aeropuerto Internacional Jorge Chávez, Lima/Peru (airport development program)
  • BART Extension BVS Phase II (U-Bahn, Sillicon Valley, San José, USA)



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