Kritischer Pfad im Projektmanagement: berechnen, verstehen und steuern

Der kritische Pfad ist die zeitlich längste Abfolge logisch voneinander abhängiger Vorgänge vom Projektstart bis zum Projektende. Er bestimmt die frühestmögliche Projektdauer unter den Bedingungen des Terminplans. Entscheidend ist die Dauer dieser Kette, nicht die Anzahl ihrer Vorgänge: Auch wenige aufeinander aufbauende Arbeitsschritte können den Projektabschluss bestimmen.

Der englische Fachbegriff lautet critical path. Die zugehörige Berechnungsmethode heißt Critical Path Method (CPM) und gehört zur Netzplantechnik. Sie verknüpft die geschätzten Vorgangsdauern mit den Abhängigkeiten zwischen den Arbeiten. Dadurch lässt sich berechnen, wann einzelne Vorgänge frühestens beginnen und spätestens abgeschlossen sein müssen. Da manche Arbeiten parallel stattfinden können, entspricht die Projektdauer nicht der Summe aller Vorgangsdauern.

Im einfachen CPM-Modell ohne zusätzliche Terminzwänge besitzen Vorgänge auf dem kritischen Pfad einen Gesamtpuffer von null. Dauert einer dieser Vorgänge länger als geplant, verschiebt sich der frühestmögliche Projektabschluss, sofern die Verzögerung nicht ausgeglichen wird. Der kritische Pfad macht damit sichtbar, an welchen Stellen Terminabweichungen unmittelbar auf das Projektende wirken. Diese Information unterstützt die Terminplanung, die Projektsteuerung und die Bewertung zeitlicher Auswirkungen im Risikomanagement.

Voraussetzung ist ein nachvollziehbarer Ablaufplan: Welche Vorgänge sind notwendig, wie lange dauern sie und welche Vorarbeiten müssen jeweils abgeschlossen sein? Daraus entsteht durch die Zuordnung zu konkreten Terminen ein Terminplan. Die Abhängigkeiten müssen ausdrücklich hinterlegt sein. Allein die Position eines Balkens im Gantt-Diagramm sagt noch nicht aus, ob der nächste Vorgang tatsächlich auf dessen Abschluss warten muss.

Im Zusammenhang mit dem kritischen Pfad bezeichnet „kritisch“ die Terminwirkung eines Vorgangs. Die fachliche Bedeutung, die Kosten oder das Risiko einer Aufgabe lassen sich daraus nicht ableiten. Eine aufwendige Entwicklung kann zeitlichen Spielraum besitzen, während eine kurze Freigabe den Projektendtermin bestimmt.

Für Projektleiter ergeben sich daraus zwei unterschiedliche Entscheidungsfragen: 

Welche Vorgänge brauchen Aufmerksamkeit, um den Endtermin zu halten? 

Welche Aufgaben sind für Qualität, Sicherheit oder den vereinbarten Leistungsumfang unverzichtbar? 

Der kritische Pfad beantwortet die erste Frage. Für die zweite müssen zusätzlich fachliche Anforderungen, Risiken, Kosten und verfügbare Ressourcen bewertet werden. Ein positiver Puffer ist deshalb kein Grund, eine Aufgabe wegzulassen oder ihre Qualität zu reduzieren.

Pufferzeit, englisch Float oder Slack, bezeichnet den zeitlichen Spielraum eines Vorgangs im berechneten Terminplan. Wie groß dieser Spielraum ist, hängt von den Dauern, Abhängigkeiten und Terminbedingungen ab. Dabei beantworten Gesamtpuffer und freier Puffer unterschiedliche Fragen: Wie wirkt sich eine Verschiebung auf den Projektabschluss aus? Und ab wann beeinflusst sie die nachfolgenden Arbeiten?

Gesamtpuffer (Total Float)

Der Gesamtpuffer (GP) gibt an, um wie viel sich ein Vorgang aus seiner frühesten Lage verschieben kann, ohne den Projektendtermin oder eine maßgebliche Terminbedingung zu verletzen. Dabei können sich die frühesten Termine seiner Nachfolger bereits verändern. Der Projektabschluss bleibt dennoch erreichbar.

Im einfachen CPM-Modell ohne zusätzliche Terminzwänge gilt: Gesamtpuffer null kennzeichnet kritische Vorgänge. Ein positiver Wert zeigt vorhandenen Spielraum. Ein negativer Gesamtpuffer bedeutet, dass die berechneten Termine mit einem vorgegebenen Zieltermin oder einer anderen Terminbedingung nicht vereinbar sind. Er zeigt somit Handlungsbedarf im Terminplan an.

Freier Puffer (Free Float)

Der freie Puffer (FP) gibt an, um wie viel sich ein Vorgang aus seiner frühesten Lage verschieben kann, ohne den frühesten Start eines direkten Nachfolgers zu verzögern. Hat ein Vorgang mehrere Nachfolger, ist derjenige mit dem frühesten Start maßgeblich.

Diese einfache Formel setzt einen einheitlichen Arbeitskalender voraus. Bei anderen Abhängigkeitstypen, Zeitabständen oder unterschiedlichen Kalendern muss die Berechnung entsprechend angepasst werden.

Beispiel: Ein Vorgang hat fünf Tage Gesamtpuffer, aber nur zwei Tage freien Puffer. Verschiebt er sich um zwei Tage, bleiben die frühesten Starttermine seiner Nachfolger unverändert. Bei einer Verschiebung um drei Tage muss mindestens ein Nachfolger später beginnen. Der Projektendtermin kann trotzdem eingehalten werden, weil der Gesamtpuffer noch nicht ausgeschöpft ist.

Kein freier Puffer bedeutet daher nicht automatisch „kritisch“. Ein Vorgang kann seinen Nachfolger unmittelbar verzögern und trotzdem noch Gesamtpuffer besitzen. Für die Einordnung als kritisch ist im einfachen CPM-Modell der Gesamtpuffer entscheidend.

Puffer entlang einer Vorgangskette dürfen zudem nicht einfach addiert werden. Mehrere Vorgänge können denselben zeitlichen Spielraum nutzen. Verbraucht ein Vorgänger einen Teil davon, bleibt seinen Nachfolgern entsprechend weniger Spielraum.

Für einen Website-Relaunch müssen zunächst die Anforderungen feststehen. Anschließend können Design, technische Vorbereitung und Inhaltsüberarbeitung parallel beginnen. Die Umsetzung des Frontends baut auf dem Designkonzept auf, die Backend-Integration auf der technischen Basis. Der Gesamttest beginnt erst, wenn Inhalte, Frontend und Backend fertig sind. Danach folgt der Go-live.

1. Vorwärtsrechnung: früheste Termine berechnen

Die Vorwärtsrechnung beginnt beim Projektstart und folgt den Abhängigkeiten bis zum Projektende. Sie liefert für jeden Vorgang den frühesten Anfangszeitpunkt (FAZ) und den frühesten Endzeitpunkt (FEZ). Dabei wird angenommen, dass jeder Vorgang so früh wie möglich beginnt.

FEZ = FAZ + Dauer

Bei mehreren Vorgängern gilt: 

FAZ = größter FEZ der direkten Vorgänger

Vorgang A startet bei Zeitpunkt 0 und dauert drei Arbeitstage: FEZ(A) = 0 + 3 = 3. B, C und D können deshalb frühestens bei Zeitpunkt 3 beginnen. Aus ihren jeweiligen Dauern ergeben sich die frühesten Endzeitpunkte: B endet bei 7, C bei 8 und D bei 9. Anschließend endet E nach weiteren fünf Tagen bei 12; F endet nach weiteren vier Tagen ebenfalls bei 12.

An Vorgang G laufen die drei Zweige zusammen. Der Gesamttest muss auf alle direkten Vorgänger D, E und F warten. Deshalb zählt der größte ihrer frühesten Endzeitpunkte: FAZ(G) = max(9, 12, 12) = 12. Der dreitägige Test endet bei 15. Mit dem anschließenden eintägigen Go-live H ergibt sich eine frühestmögliche Projektdauer von 16 Arbeitstagen.

2. Rückwärtsrechnung: späteste Termine berechnen

Die Rückwärtsrechnung beginnt beim Projektende und folgt den Abhängigkeiten zurück zum Start. Sie ermittelt den spätesten Endzeitpunkt (SEZ) und den spätesten Anfangszeitpunkt (SAZ) jedes Vorgangs, ohne den errechneten Projektabschluss zu verschieben. Für unser Beispiel wird das späteste Projektende auf den zuvor berechneten Zeitpunkt 16 gesetzt.

SAZ = SEZ − Dauer

Bei mehreren Nachfolgern gilt: 

SEZ = kleinster SAZ der direkten Nachfolger

H muss bei 16 enden und daher spätestens bei 15 beginnen. G muss entsprechend bis 15 abgeschlossen sein. Bei drei Tagen Dauer liegt sein spätester Anfang bei SAZ(G) = 15 − 3 = 12. D, E und F müssen somit alle spätestens bei 12 enden.

Daraus ergeben sich unterschiedliche späteste Startzeitpunkte: D kann bei sechs Tagen Dauer spätestens bei 6 beginnen, E bei fünf Tagen Dauer spätestens bei 7 und F bei vier Tagen Dauer spätestens bei 8. Weiter rückwärts gerechnet müssen B und C spätestens bei 3 beginnen.

A hat drei direkte Nachfolger: B, C und D. Ihre spätesten Anfangszeitpunkte liegen bei 3, 3 und 6. Damit keiner davon zu spät startet, muss A bereits zum kleinsten dieser Werte abgeschlossen sein: SEZ(A) = min(3, 3, 6) = 3. Bei drei Tagen Dauer ergibt sich wieder SAZ(A) = 0.

3. Gesamtpuffer berechnen und kritische Vorgänge erkennen

Jetzt werden die Ergebnisse beider Rechnungen verglichen. Der Gesamtpuffer ergibt sich aus der Differenz zwischen spätestem und frühestem Anfang beziehungsweise Ende: 

GP = SAZ − FAZ = SEZ − FEZ

Für D gilt: GP(D) = 6 − 3 = 3 Arbeitstage. D kann also bis zu drei Arbeitstage später beginnen, ohne den Projektabschluss zu verschieben. Bei E stimmen frühester und spätester Anfang dagegen überein: GP(E) = 7 − 7 = 0. Die folgende Übersicht zeigt die berechneten Werte aller Vorgänge. Die zusammenhängenden Vorgangsketten mit Gesamtpuffer null bilden die kritischen Pfade.

D dauert zwei Tage länger: Der Puffer fängt die Verzögerung auf

Die Inhaltsüberarbeitung D dauert acht statt sechs Arbeitstage. Bei unverändertem Start bei Zeitpunkt 3 endet sie nun bei 11 statt 9. Der Gesamttest G kann weiterhin bei 12 beginnen, da Frontend E und Backend F erst dann fertig sind. Der Projektabschluss bleibt bei 16 Arbeitstagen; der Gesamtpuffer von D sinkt von drei auf einen Arbeitstag.

Für die Projektleitung: Die Verzögerung verändert den Endtermin noch nicht. Der verbleibende Spielraum ist jedoch kleiner: Dauert D nochmals länger, kann auch dieser Zweig terminbestimmend werden.

E dauert zwei Tage länger: Der Projektabschluss verschiebt sich

Die Frontend-Umsetzung E dauert sieben statt fünf Arbeitstage und endet damit bei 14 statt 12. G beginnt erst bei 14 und endet bei 17. Der anschließende Go-live H verschiebt den Projektabschluss auf 18 Arbeitstage. Jetzt bestimmt allein der Pfad A → B → E → G → H die Projektdauer.

Für die Projektleitung: Soll der ursprüngliche Endtermin gehalten werden, müssen insgesamt zwei Arbeitstage auf dem nun längsten Pfad eingespart werden. Eine Beschleunigung ausschließlich im Backend-Zweig über F würde den verspäteten Abschluss von E nicht ausgleichen.

E dauert zwei Tage kürzer: Der Projektabschluss bleibt unverändert

Die Frontend-Umsetzung E dauert drei statt fünf Arbeitstage und endet bereits bei 10 statt 12. G muss dennoch bis 12 warten, weil das Backend F vorher nicht fertig ist. Der Projektabschluss bleibt bei 16 Arbeitstagen. Der Pfad A → C → F → G → H ist weiterhin kritisch; E erhält zwei Arbeitstage Gesamtpuffer.

Für die Projektleitung: Die frühere Fertigstellung schafft Spielraum im Frontend-Zweig, verkürzt aber nicht das Gesamtprojekt. Für einen früheren Abschluss müsste auch der weiterhin kritische Backend-Zweig verkürzt oder ein gemeinsamer Vorgang wie der Gesamttest beschleunigt werden.

Verändern Sie die Vorgangsdauern im Website-Relaunch-Beispiel oder wählen Sie eines der drei Szenarien. Das Gantt-Diagramm und die Terminwerte aktualisieren sich automatisch. So erkennen Sie, welche Vorgänge den Projektabschluss bestimmen, wie viel Puffer bleibt und ob Ihre Änderung die Projektdauer beeinflusst.

Der kritische Pfad verändert sich mit dem Projektfortschritt. Entscheidend ist während der Umsetzung, welche noch ausstehenden Arbeiten den voraussichtlichen Abschluss bestimmen. Dafür muss der Terminplan den tatsächlichen Stand abbilden: abgeschlossene Vorgänge, begonnene Arbeiten und die geschätzte Restdauer. Berechnen Sie den kritischen Pfad deshalb im regelmäßigen Statusprozess und nach wesentlichen Änderungen neu.

Fortschritt erfassen und Restdauer neu einschätzen

Eine Fortschrittsangabe allein reicht für eine belastbare Terminprognose nicht aus. „Zu 80 Prozent erledigt“ bedeutet nicht automatisch, dass nur noch 20 Prozent der ursprünglich geplanten Dauer benötigt werden. Offene Prüfungen, Rückfragen oder Nacharbeiten können länger dauern als erwartet. Fragen Sie deshalb konkret: 

Welche Arbeit fehlt noch?

Was blockiert den Arbeitsfortschritt?

Wie viele Arbeitstage werden voraussichtlich bis zum Abschluss benötigt?

Aktualisieren Sie auch geänderte Abhängigkeiten, verfügbare Arbeitszeiten und externe Termine. Vergleichen Sie den neu berechneten Endtermin anschließend mit dem freigegebenen Basisplan. Dieser hält den vereinbarten Planstand fest und macht Abweichungen sichtbar. Würde er bei jeder Verzögerung überschrieben, wäre der Vergleich mit der ursprünglichen Planung nicht mehr möglich.

Nahezu kritische Vorgänge rechtzeitig erkennen

Near-critical oder nahezu kritische Vorgänge und Pfade besitzen nur wenig Gesamtpuffer. Sie können bereits durch kleine Verzögerungen kritisch werden. Eine allgemeingültige Grenze gibt es dafür nicht: Ein verbleibender Arbeitstag ist bei einer kurzen Freigabe anders zu bewerten als bei einer mehrwöchigen Entwicklung mit unsicherer Restdauer.

Legen Sie deshalb passende Beobachtungsschwellen fest, etwa in Arbeitstagen oder im Verhältnis zur Vorgangsdauer. Betrachten Sie außerdem den Pufferverbrauch im Zeitverlauf: Ein Vorgang, dessen Spielraum von fünf auf einen Tag sinkt, verdient Aufmerksamkeit, obwohl er noch nicht kritisch ist. Das PMI empfiehlt entsprechend, bei der Aktualisierung des Terminplans auch Veränderungen von Gesamtpuffer und freiem Puffer zu prüfen.

Aus Terminabweichungen konkrete Entscheidungen ableiten

Klären Sie bei einer drohenden Verzögerung zunächst die Ursache. Fehlende Informationen erfordern andere Maßnahmen als eine technische Störung oder eine überlastete Schlüsselperson. Prüfen Sie außerdem, ob die für kritische Arbeiten benötigten Mitarbeiter tatsächlich verfügbar sind. Eine rechnerisch mögliche Parallelisierung hilft wenig, wenn dieselbe Person beide Aufgaben übernehmen muss.

Klären Sie im Statusgespräch vier Fragen:

Welcher Termin ist gefährdet?

Welche Maßnahme wird beschlossen?

Wer verantwortet sie?

Wann wird ihre Wirkung überprüft?

So wird der kritische Pfad zur Grundlage nachvollziehbarer Steuerungsentscheidungen. Ob eine Maßnahme ausreicht, zeigt die erneute Berechnung des Terminplans.

Crashing: kritische Vorgänge beschleunigen

Beim Crashing wird die Dauer eines Vorgangs durch zusätzlichen Ressourceneinsatz verkürzt. Denkbar sind beispielsweise 

externe Spezialisten

zusätzliche Testkapazitäten

leistungsfähigere technische Ausstattung.

Die Reihenfolge der Vorgänge bleibt dabei grundsätzlich bestehen. Häufig entstehen zusätzliche Kosten.

Mehr Personal bedeutet allerdings nicht automatisch kürzere Dauer. Die Arbeit muss sinnvoll aufteilbar sein, und zusätzliche Mitarbeiter benötigen möglicherweise Einarbeitung. Eine behördliche Bearbeitungsfrist oder eine technisch notwendige Wartezeit lässt sich durch mehr Personal meist nicht verkürzen. Prüfen Sie deshalb, wie viel Zeit eine Maßnahme tatsächlich spart und welche zusätzlichen Kosten pro eingespartem Arbeitstag entstehen.

Für die Verkürzung des Gesamtprojekts muss die Maßnahme auf den aktuell terminbestimmenden Pfaden wirken. Berechnen Sie den Plan nach jeder Änderung neu: Ein zuvor kürzerer Pfad kann zum neuen begrenzenden Faktor werden und weitere Beschleunigungen an anderer Stelle erforderlich machen.

Fast Tracking: Vorgänge überlappen

Beim Fast Tracking werden Arbeiten ganz oder teilweise parallel ausgeführt, die ursprünglich nacheinander geplant waren. Der Zeitgewinn entsteht durch eine veränderte Ablaufplanung. Die Dauer der einzelnen Vorgänge muss dafür nicht sinken.

Beispiel: Das Team beginnt mit der Umsetzung bereits freigegebener Frontend-Komponenten, während die Gestaltung anderer Seiten noch abgestimmt wird. Voraussetzung ist, dass die verfügbaren Teilergebnisse für einen sinnvollen Arbeitsbeginn ausreichen. Fachlich oder technisch zwingende Abhängigkeiten lassen sich nicht beliebig aufheben.

Die Überlappung erhöht das Risiko von Nacharbeit: Ändern sich später grundlegende Designentscheidungen, müssen bereits umgesetzte Komponenten möglicherweise angepasst werden. Legen Sie deshalb fest, welche Teilergebnisse verbindlich sind, welche Annahmen noch gelten und wer Änderungen freigibt. Zusätzlicher Abstimmungsaufwand und mögliche Nacharbeit können den erwarteten Zeitgewinn wieder aufzehren.

Critical Path Method (CPM), Critical Chain Project Management (CCPM) und agile Vorgehensweisen setzen unterschiedliche Schwerpunkte. CPM und CCPM dienen der Terminplanung und Projektsteuerung. Agile Ansätze organisieren darüber hinaus, wie Teams Ergebnisse schrittweise entwickeln, überprüfen und an veränderte Anforderungen anpassen.

Kritischer Pfad und kritische Kette: Was ist der Unterschied?

Die Critical Path Method ermittelt den kritischen Pfad anhand der Vorgangsdauern und logischen Abhängigkeiten. In ihrer Grundform setzt sie voraus, dass die für den berechneten Ablauf benötigten Ressourcen verfügbar sind. Sind beispielsweise zwei parallele Aufgaben auf denselben Spezialisten angewiesen, kann der rein logisch berechnete Terminplan praktisch nicht umsetzbar sein.

Die kritische Kette berücksichtigt zusätzlich solche Ressourcenabhängigkeiten. Müssen Aufgaben wegen einer gemeinsam benötigten Ressource nacheinander stattfinden, fließt diese Einschränkung in die Planung ein. Critical Chain bündelt außerdem Sicherheitsreserven in einem Projektpuffer zum Schutz des Abschlusstermins und in Zubringerpuffern an den Übergängen nichtkritischer Vorgangsketten zur kritischen Kette. Der Pufferverbrauch dient als Signal für die Steuerung.

Ein ressourcenorientierter Terminplan ist jedoch nicht automatisch eine Critical-Chain-Planung. Auch eine CPM-basierte Planung kann durch Ressourcenabgleich ergänzt werden. CCPM verbindet die Ressourcenbetrachtung mit einem eigenen Pufferkonzept und Regeln zur Arbeitssteuerung, etwa zur Begrenzung von Multitasking.

Welche Rolle spielt der kritische Pfad in agilen Projekten?

Agile Teams konkretisieren ihre Arbeit schrittweise und passen die Planung anhand neuer Erkenntnisse an. Eine detaillierte Vorgangskette für die gesamte Entwicklung wäre deshalb häufig schnell überholt. Trotzdem bestehen auch in agilen Projekten Abhängigkeiten außerhalb des Teams, etwa zu externen Lieferanten, Sicherheitsprüfungen, Systemintegrationen oder verbindlichen Abnahmeterminen.

Beispiel: Ein Team entwickelt eine Anwendung iterativ. Vor der Veröffentlichung müssen jedoch eine externe Sicherheitsprüfung und die Freigabe des Betreibers abgeschlossen sein. Eine CPM-Analyse kann zeigen, wann die prüfbare Version spätestens vorliegen muss und welche nachfolgenden Schritte den Veröffentlichungstermin bestimmen.

In hybriden Projekten lässt sich deshalb ein übergreifender Terminplan mit agiler Teamplanung verbinden. Der Terminplan bildet verbindliche Ergebnisse, Übergaben und externe Abhängigkeiten ab. Die konkrete Umsetzung plant das Team weiterhin in seinen Iterationen. Entscheidend ist, beide Planungsebenen regelmäßig abzugleichen, damit der Gesamtterminplan auf aktuellen Prognosen beruht.

Der Basisplanvergleich und der aktuelle kritische Pfad beantworten dabei zwei unterschiedliche Fragen: 

Wo weicht die Planung vom vereinbarten Stand ab?

Welche Vorgangskette bestimmt den jetzt prognostizierten Projektabschluss? 

Zusammen liefern sie eine Grundlage für das Projektcontrolling und die Abstimmung notwendiger Maßnahmen.

Projektleiter können Terminabweichungen einordnen und ihre Aufmerksamkeit auf die aktuell terminbestimmenden Arbeiten richten. Das erleichtert die Entscheidung, wo zusätzliche Unterstützung oder eine veränderte Ablaufplanung sinnvoll sein kann.

Projektmitarbeiter erkennen die Abhängigkeiten ihrer Aufgaben und sehen, welche nachfolgenden Arbeiten auf ihre Ergebnisse warten. Dadurch lassen sich Übergaben und notwendige Abstimmungen gezielter vorbereiten.

Auftraggeber und weitere Beteiligte erhalten eine nachvollziehbare Grundlage für Statusgespräche: Welche Termine haben sich verändert, welche Auswirkungen hat das auf den Abschluss und wo besteht noch Spielraum?

Wie BCS die methodische Projektplanung mit automatischer Terminberechnung und der Darstellung des kritischen Pfads unterstützt, erläutert auch die Seite zu IPMA und GPM.