Planning of construction projects: a managerial approach

Abstract

The construction industry, in contrast to the manufacturing industries, is characterized by an unstable and complex project planning environment. Moreover, construction still is an unsustainable industry, especially focusing on economic and ecological aspects of sustainability. From the economic perspective it was revealed that construction projects are often delayed and over budget, i. e. they suffer poor performance. Poor performance can be traced back to project planning procedures. Main causes for project failures are thereby insufficient scheduling with respect to resource allocation to project activities and the non-availability of material on-site at the time required. Methods applicable to tackle these deficiencies can be found in sophisticated project planning procedures taking resource limitations and the classification of project resources into account and in supply chain management (SCM) known from the manufacturing industries to increase material availability on site. Thereby, these methods had to be adapted to the particularities of the construction industry. With respect to the ecological dimension of sustainability, the construction industry can be regarded as major polluter to the environment due to its high construction and demolition waste accumulation and its high energy intensity. Numerous regulations and guidelines on the handling of construction and demolition (C&D) waste exist, and research has already been undertaken. Regulations mainly refer to the treatment of C&D waste. Research already undertaken addresses the development of methods for the recovery of C&D waste, especially from underground engineering, and architectural and design specifications, for instance, the use of environmentally sound materials, design for deconstruction, the use of renewable energies, and the design of passive houses. Lacks of knowledge exist especially when it comes to the organization of deconstruction projects as well as to the organization of related logistic activities, necessary to establish closed-loop material flows. For the ecologically end-of-life management of construction outputs, models for project planning introduced can be adapted to the particularities of deconstruction projects taking different recovery options in dependency on the deconstruction technique into account. For the organization of the logistic processes from the deconstruction site back to recovery facilities, formal descriptions taken from operations management help to structure and describe the related planning problems in detail.

In der Bauindustrie hat sich, abgesehen von Bestrebungen zur Standardisierung im Sinne von Modulbauten oder Fertigteilhäusern, die Projektorganisation für Jahrhunderte bewährt. Trotz ihrer beeindruckenden Historie zeichnet sich die Bauindustrie jedoch noch nicht durch eine hohe Nachhaltigkeit bezüglich ökonomischer, ökologischer sowie sozialer Faktoren aus. So ist die Bauindustrie auf Grund ihrer zeit- und kostenintensiven Produktionsprozesse hohen Projektrisiken ausgesetzt, d. h. viele Projekte werden sowohl verspätet als auch außerhalb ihres Budgets fertiggestellt. Die Ursachen hierfür liegen hauptsächlich in der verbesserungswürdigen Projektablaufplanung sowie dem damit verbundenen Prozess der Materialbeschaffung. Durch die hohe Energie- und Ressourcenintensität kommt der Bauindustrie zusätzlich eine Schlüsselrolle bei umweltrelevanten Fragestellungen zu. Dies betrifft insbesondere den Umgang mit Bau- und Abbruchabfällen und die damit einhergehenden Projektplanungsaktivitäten. Bestehende Planungsansätze tragen der Komplexität von Projektplanungsproblemen in der Bauindustrie oftmals nicht genügend Rechnung. Aufgrund des Unikatcharakters können zudem standardisierte Planungsprozesse in der Bauindustrie nicht immer Anwendung finden. Die Zielstellung der Arbeit ist es daher, zum einen neue Lösungsansätze für Planungsprobleme bei Bauprojekten zu entwickeln. Zum anderen sind neue Perspektiven für die Reorganisation gegenwärtiger Projektplanungsansätze aufzuzeigen. In der Arbeit soll dabei bewusst auch auf Konzepte, die in anderen Industriebereichen mit Erfolg eingesetzt werden, zurückgegriffen werden, um diese an die Besonderheiten der Bauindustrie anzupassen. Um die bisherigen Mängel von Zeit- und Kostenüberschreitungen in der Projektplanung zu berücksichtigen, wird zunächst ein Schema zur Klassifikation von Projektressourcen entwickelt, welches auf der ABC/XYZ Analyse zur Güterklassifikation aus der Materialwirtschaft aufbaut und zur Einteilung von Projektressourcen in kritische, risikobehaftete sowie nicht-kritische Ressourcen dient. Auf Grundlage dieses Klassifikationsschemas werden Strategien zur Verminderung der Risikoanfälligkeit bestimmter Ressourcen herausgearbeitet, um Unsicherheiten bei der Ressourcenverfügbarkeit zu reduzieren. Für kritische Ressourcen werden - im Gegensatz zu traditionellen Methoden wie der Critical Path Method (CPM) - moderne Projektplanungsansätze mit integrierter Zeit- und Kapazitätsplanung diskutiert. Zur effizienten Gestaltung der Materialbeschaffung werden ausgewählte Konzepte des Supply Chain Management (SCM) aus der Fertigungsindustrie modifiziert. Mit der Anwendung dieser Konzepte in der Bauindustrie wird es möglich, die Materialverfügbarkeit bei gleichzeitiger Lagerkostensenkung zu erhöhen. Für das Management von Bau- und Abbruchabfällen werden sowohl Modelle für die Planung der Rückführlogistik als auch ein Ansatz zur energieorientierten Rückbau- und Verwertungsplanung entwickelt. Um den Projekterfolg auch bei unzureichenden Kapazitäten sicher zu stellen, wird zusätzlich ein integrierter Projekt- und Tourenplanungsansatz erarbeitet. Damit sind zwei Instrumente geschaffen, die dazu beitragen, die negativen Umweltauswirkungen von Bauaktivitäten abzumildern. Während viele Forschungsarbeiten Planungsansätze für die Bauwirtschaft vorstellen, ohne den Blick auf andere Wirtschaftsektoren zu werfen, werden in der vorliegenden Arbeit bewusst Lösungsansätze, welche erfolgreich für andere Industrien entwickelt und angewendet worden sind, einbezogen und modifiziert. Somit repräsentiert diese Arbeit eine Zusammenstellung neuer Lösungsansätzen für ausgewählte Planungsprobleme in der Bauwirtschaft, die zur Steigerung der Nachhaltigkeit von Bauprojekten beitragen können.