Optimierung in der Arbeitsvorbereitung

Das Bauen ist in etwa so alt wie die Menschheit selbst. Von Beginn an strebten Menschen danach Bauwerke zu errichten und diese für Ihre Zwecke zu nutzen und von Beginn an entwickelten sich Bauprozesse, Technologien und Materialen weiter, um immer komplexer werdende Bauvorhaben verwirklichen zu können. Historisch betrachtet kann also durchaus festgestellt werden, dass im Bauwesen eine kontinuierliche Verbesserung der Baumethoden stattgefunden hat, da man in der Lage war immer anspruchsvollere Bauwerke zu errichten.

Bei näherer Betrachtung einzelner bautechnischer Entwicklungen fällt jedoch auf, dass vielfach der Zufall die Finger im Spiel hatte und weniger eine gezielte strukturierte Vorgehensweise für den späteren Erfolg verantwortlich war. So ist die Entstehung von Beton als Baustoff, oder auch seine spätere Verwendung als Stahlbeton, je nachdem auf welche Quellen man sich bezieht, vermutlich auf einen Zufall zurückzuführen. Wobei nicht alles dem Zufall überlassen wurde, wie die Fülle an Regelwerken zeigt, die die Abwicklung von Bauvorhaben anleiten, was uns zu gezielter Arbeitsvorbereitung führt.

Arbeitsvorbereitung im Bauwesen
Bauvorhaben sind oftmals durch eine weitestgehend nicht ortsfeste Fertigung von Unikaten über teilweise mehrjährige Dauern geprägt. Um diese innerhalb der projektbezogenen Randbedingungen hinsichtlich Termine, Kosten und Qualität abwickeln zu können, ist eine hohe Qualität der erforderlichen Fertigungsprozesse von zentraler Bedeutung. Hier tritt die sogenannte Arbeitsvorbereitung auf den Plan, welche mit ausführlich formulierten Prozessschritten und Rechenmethoden bereits eine breite Anwendung im Bauwesen gefunden hat. Es existiert eine große Anzahl einschlägiger Literatur, die die Planung der Arbeitsschritte im Bauwesen detailliert beschreibt, um Termine zu kalkulieren, Kapazitäten zu berechnen und Mengen ermitteln zu können, wobei an dieser Stelle Baubetrieb von Bauer als Beispiel genannt werden sollte. Die Berechnung der Bauzeit und Darstellung dieser Termine in einem übersichtlichen Plan, oder die Ermittlung der erforderlichen Geräteanzahl zur Abwicklung einer bestimmten Menge in der vorgegebenen Zeit, stellen beispielsweise weitestgehend bekannte Methoden für die Planung einer optimalen Ausführung von Bauprojekten dar.

Werden diese Prozesse anhand der Beschreibungen der jeweiligen Regelwerke angewandt, müsste man davon ausgehen können, dass das betreffende Bauprojekt nach dem Stand der Technik geplant und ausgeführt werden kann und somit optimal abgewickelt wird. Soweit die Annahme. Tatsächlich muss man jedoch feststellen, dass vor allem komplexe Projekte im Bauwesen häufig von Kostenüberschreitungen, Terminverzügen und Qualitätsmängeln geprägt sind und das, trotz der Anwendung jener Methoden, die dem Stand der Technik entsprechen, was eine gewisse Lücke erkennen lässt.

Ergänzung der Arbeitsvorbereitung durch Lean Methoden und Techniken
In der an der TU Graz erstellten Forschungsarbeit werden eben jene bereits im Bauwesen gängigen Prozesse der Arbeitsvorbereitung mit Lean Methoden kombiniert, um das Ausmaß einer möglichen Optimierung quantifizieren zu können. Exemplarisch werden im Sinne des PDCA-Zyklus, der kontinuierlichen Verbesserung und dem gezielten Vermeiden von Verschwendung zur Erhöhung der Wertschöpfung, Prozesse der Arbeitsvorbereitung mehrfach durchlaufen und hinsichtlich deren Kosten und Dauern optimiert.

Unter dem Überbegriff »Erhöhung der Flusseffizienz«, was unter anderen durch die Reduktion der Losgröße und dem Eliminieren von Flaschenhälsen innerhalb der Prozesskette erreicht werden kann, zeigt ein Beispiel zum Herstellen einer Stahlbetonwand auf, dass die Prozessdauer bei schrittweiser Optimierung um 58 % reduziert werden kann. Die schrittweise Aufarbeitung in dem zugehörigen Kapitel vermittelt, dass durch eine rein intuitive Vorgehensweise das Einsparpotential wahrscheinlich nur bei 33 % liegen würde. Eine weitere Anwendung zeigt, dass durch die Reduktion von Überproduktion, einer der Verschwendungsarten im Lean Management, die wirksame Bauzeit einer Linienbaustelle im Ausmaß von 56 % reduziert werden kann.

Entgegen jeglicher intuitiven Herangehensweise durch die Verminderung der Leistung und Kapazität einzelner eingesetzter Ressourcen und die dadurch stattfindende Synchronisation in der Prozesskette im Leitungsbau, entsteht ein aus theoretischer Sicht optimaler Arbeitsprozess. Dass durch die gleichzeitige Ausführung von Leistungen eine Reduktion der Bauzeit resultiert, ist gängiges Mittel in der Planung und Prognose von Bauabläufen. Dass jedoch auch die Reduktion einer einzelnen Leistung und damit Verminderung der eingesetzten Ressourcen, zu einer gesamtheitlichen Verkürzung der Bauzeit beitragen kann, ist als weniger gängig anzusehen.

Gezielte Optimierung anstelle intuitiver Verbesserung
Letztendlich zeigen die in der Masterarbeit angeführten Optimierungen und das dabei quantifizierte Potential, einen theoretischen Ansatz, bei dem sich bereits etablierte Herangehensweisen aus der Arbeitsvorbereitung mit gezielten Methoden aus dem Lean Management vermischen. Da bei Bauprozessen und der dabei stattfindenden Prototypen-Fertigung, Vergleichsstudien schwer durchzuführen sind, da hier kein 1:1 Abgleich möglich ist, lässt sich jedoch nicht restlos belegen, dass eine gezielte Anwendung einer einzelnen Methode sicher zu einem spezifischen Ergebnis führt. Es lässt sich jedoch mit einer gewissen Sicherheit argumentieren, dass Bauprozesse ohne eine standardisierte Arbeitsweise, stark von der Erfahrung und dem Wissen der eingesetzten Mitarbeiter abhängig sind und demnach das zu erwartende Ergebnis und die Qualität der ausgewählten Bauprozesse, eher zufällig ist. Werden Prozesse jedoch mit gezielten standardisierten Methoden analysiert und schrittweise verbessert, entsteht eine Arbeitsweise, die für eine gleichbleibende und nachhaltige Qualität der Prozesse sorgt.

Das tatsächliche Ausmaß der Verbesserung ist neben der argumentierten Standardisierung der Prozesse, jedoch auch von weiteren, teilweise nicht beeinflussbaren Faktoren abhängig, was die teils starke Schwankung des ermittelten Potentials in der Masterarbeit zeigt. Es kann jedoch grundsätzlich aufgezeigt werden, dass die Anwendung von Lean Methoden und Techniken zu einer strukturierten Verbesserung der Prozesse führt und es sich dabei nicht um reine eine Glaubensfrage hinsichtlich der Wirksamkeit der Lean Philosophie handelt.

Tipp
Masterarbeit »Optimierung in der Arbeitsvorbereitung mit Lean Methoden«, Manuel Pagitsch, Institut für Baubetrieb und Bauwirtschaft der TU Graz; betreut von Prof. Gottfried Mauerhofer.