Prozessanalyse, Simulation und Process Mining

Es gibt drei Wege, Kennzahlen eines Prozesses zu bekommen. Die analytische Rechnung bestimmt Durchlaufzeit, Kosten und Auslastung aus geschätzten Zeiten und Mengen, sofort und nachvollziehbar. Eine Simulation schickt viele einzelne Fälle durch ein Modell und zeigt, wie Warteschlangen aus Überlast entstehen. Process Mining wertet die Protokolle von IT-Systemen aus und misst den tatsächlichen Ablauf. Welcher Weg passt, hängt vor allem davon ab, welche Daten es gibt.

Analytische Rechnung aus Schätzungen

Die Rechnung, die diese App beim Zeichnen ausführt, gewichtet über die Wege: Jeder Schritt erhält die mittlere Zahl seiner Durchläufe je Fall und zählt mit seiner typischen Zeit. Daraus folgen Bearbeitungszeit, Liegezeit, Durchlaufzeit, Kosten und Auslastung. Gleiche Eingaben ergeben immer dieselben Zahlen, und jede Kennzahl lässt sich Schritt für Schritt nachrechnen. Wie das bei Verzweigungen und Schleifen funktioniert, zeigt Verzweigungen und Schleifen richtig rechnen.

Im Lehrbeispiel „Rechnungsprüfung“ ergibt die Rechnung eine Durchlaufzeit von 1.229,5 Minuten Arbeitszeit je Rechnung, Kosten von 17,04 € je Fall und eine Auslastung der Kreditorenbuchhaltung von 101 %. Diese Zahlen entstehen, sobald Zeiten, Anteile und Fallzahl eingetragen sind, ohne weiteren Aufbau.

Was die Sofortrechnung nicht kann

Die analytische Rechnung übernimmt Liegezeiten so, wie die Beteiligten sie angeben. Sie berechnet nicht, wie lange ein Vorgang wartet, weil die Bearbeiterin gerade andere Fälle abarbeitet. Eine Bahn mit 101 % Auslastung wird mit wachsendem Rückstand ausgewiesen, im Lehrbeispiel 10 Fälle im Monat, und ist dort zugleich der Engpass. Wie lang die Schlange davor im Lauf der Wochen wird und wie stark die Durchlaufzeit dadurch steigt, zeigt die Rechnung nicht. Die App kennzeichnet die Durchlaufzeit deshalb mit „gilt nur ohne Rückstand“, sobald eine Bahn über 100 % ausgelastet ist: Sie ist dann ein Mindestwert.

Die Ergebnisse sind deshalb eine Schätzung, keine Simulationsstudie. Für die meisten Fragen einer Prozessanalyse reicht das: Wo liegt der Vorgang? Was kostet er? Reicht die Besetzung? Was bringt eine Maßnahme? Wie Auslastung und Rückstand gerechnet werden, beschreibt Engpass erkennen.

Typischer Wert und Mittel der Spanne

Die Sofortrechnung nimmt für jeden Schritt den typischen Wert, also die Zeit, die er meistens dauert. Das ist die Zahl, die Beteiligte im Gespräch nennen und in der Rechnung wiedererkennen; kürzeste und längste Zeit gehen in die Spanne der Durchlaufzeit ein.

Liegt eine Spanne nicht gleichmäßig um den typischen Wert, weil einzelne Fälle viel länger dauern, liegt ihr Mittel darüber. Über viele Fälle fällt im Mittel genau diese Arbeit an. Für Personalbedarf, Auslastung und Kosten je Jahr ist das Mittel deshalb die vorsichtigere Zahl. Die App nimmt dafür wie die Simulation ein Dreieck aus kürzester, typischer und längster Zeit. Weicht das Ergebnis merklich ab, steht die Zahl „mit Mittel der Spannen“ als zweite Zahl neben Auslastung, Personalbedarf und Kosten. Die Simulation mit Streuung rechnet im Mittel genauso; deshalb kann sie einen anderen Engpass finden als die Sofortrechnung.

Ein Beispiel mit eigener Annahme: Im Lehrbeispiel „Rechnungsprüfung“ dauert „Rechnung erfassen“ meist 6 Minuten, mindestens 4 und höchstens 14. Das Mittel ist (4 + 6 + 14) ÷ 3 = 8 Minuten. Mit dem typischen Wert braucht die Kreditorenbuchhaltung 266,7 Stunden im Monat, mit dem Mittel 300 Stunden. Bei 264 Stunden Kapazität sind das 101 % statt 114 % Auslastung, ein Rückstand von 10 gegen 120 Rechnungen im Monat und 1,82 statt 2,05 Vollzeitstellen. Die Kosten je Fall steigen von 17,04 € auf 18,88 €. Die typische Zeit beschreibt den Normalfall, das Mittel die Last über alle Fälle.

Simulation

Eine Simulation, genauer eine ereignisdiskrete Simulation, erzeugt einzelne Fälle zu bestimmten Zeitpunkten, lässt jeden Fall seinen Weg durch das Modell nehmen und bei jeder Rolle anstehen, bis jemand frei ist. Fälle, an denen eine Rolle schon gearbeitet hat, kommen dabei vor neuen dran, mit derselben Annahme „Angefangenes zuerst“ wie im Rückstand der Sofortrechnung. Bearbeitungszeiten streuen dabei zufällig um die angegebenen Werte. Am Ende stehen Durchlaufzeiten als Mittelwert und Streuung, Schlangenlängen und der Bestand an offenen Fällen über die Zeit.

Die App enthält eine solche Simulation im Analysebereich. Sie lässt Fälle gleichmäßig oder zufällig eintreffen, streut die Bearbeitungszeiten innerhalb der eingegebenen Spanne und vergleicht Varianten wie eine Person mehr je Bahn oder halbierte Rückfragequoten mit denselben Zufallszahlen. „Besser“ oder „schlechter“ heißt eine Variante nur, wenn der Unterschied größer ist als die Schwankung zwischen den Läufen; sonst steht „nicht unterscheidbar bei diesen Durchgängen“; liegt der Unterschied über der Mindestgröße, können mehr Durchgänge entscheiden. Zeigt eine Entlastung, etwa eine Person mehr, sicher mehr offene Fälle, heißt sie „messbar gegenläufig“. Das ist keine Zufallsschwankung, sondern eine Folge davon, dass offene Fälle gezählt werden und nicht die Arbeit darin; wie das zustande kommt, erklärt Personalbedarf und Auslastung.

Der Vorteil: Wartezeit aus Überlast entsteht von selbst und muss nicht geschätzt werden. Der Preis: Die Simulation braucht mehr Angaben, etwa wie Fälle über den Tag eintreffen, und mehrere Läufe, damit Zufallsschwankungen nicht mit echten Unterschieden verwechselt werden. Ihre Ergebnisse sind schwerer zu erklären als eine Rechnung, die man nachvollziehen kann.

Process Mining

Process Mining geht den umgekehrten Weg. Es beginnt nicht mit einem Modell, sondern mit den Ereignisprotokollen der IT-Systeme: Jeder Eintrag sagt, welcher Vorgang wann welchen Schritt durchlaufen hat. Daraus rekonstruiert die Software den tatsächlichen Ablauf mit allen Varianten und misst Durchlaufzeiten statt sie zu schätzen.

Voraussetzung sind Systemdaten mit Vorgangsnummer, Schritt und Zeitstempel. Genau die fehlen häufig dort, wo eine Prozessanalyse ansetzt: vor einer ERP-Einführung, in Prozessen mit Papier, E-Mail und Telefon oder an jeder Stelle, an der zwischen Systemen abgetippt wird. Was außerhalb der Systeme geschieht, sieht Process Mining nicht.

Die drei Verfahren im Vergleich

Wann welches Verfahren passt

• Es gibt noch kein System oder viel Papier und E-Mail: analytische Rechnung aus der Ist-Aufnahme.
• Die Frage ist „Was kostet der Prozess, wo liegt er, was bringt die Maßnahme?“: analytische Rechnung.
• Eine Rolle ist nahe an der Vollauslastung, die Last schwankt stark, und es geht darum, wie lang die Schlange wird: Simulation.
• Der Prozess läuft vollständig in einem System mit sauberen Protokollen, und es geht um tatsächliche Varianten und Abweichungen: Process Mining.

Von der Schätzung zu gemessenen Werten

Ein häufiger Ablauf in Projekten: Vor einer Software-Einführung wird der Prozess mit den Beteiligten aufgenommen und mit geschätzten Zeiten durchgerechnet, wie in Ist-Aufnahme vor der ERP-Einführung beschrieben. Die Kennzahlen dienen als Vergleichsbasis für das Soll-Konzept. Läuft der Prozess danach im neuen System, liefern dessen Protokolle gemessene Durchlaufzeiten.

Weichen gemessene und geschätzte Werte stark voneinander ab, ist das ein Befund und kein Fehler der Methode: Entweder waren die Schätzungen zu optimistisch, oder der Prozess läuft im System anders als geplant. Beides ist eine wichtige Rückmeldung für die Beteiligten. Tragen Sie die gemessenen Werte in das Modell ein, bleibt die Rechnung mit Rollen, Kosten und Maßnahmen weiter nutzbar.

Häufige Fragen

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