Prozesse in Excel simulieren: was geht, wo die Wand steht
In Excel lassen sich Auslastung je Schritt, eine Kingman-Näherung für die Wartezeit und mit Zufallszahlen sogar eine Monte-Carlo-Ziehung nachbauen. Drei Dinge gehen nicht: Warteschlangen, die sich über Tage aufstauen und wieder abbauen, die Verkettung der Schritte (ein Schritt sieht nie mehr als der langsamste vor ihm durchlässt) und Kalender mit Schichten und Sammelläufen. Genau diese drei bestimmen bei Verwaltungsprozessen das Ergebnis. Für eine Überschlagsrechnung genügt die Tabelle; sobald ein Business Case daraus wird, braucht es ein Werkzeug mit echter Ereignissimulation.
Inhaltsverzeichnis
Was in Excel tatsächlich funktioniert
Nicht wenig. Wer die folgenden drei Rechnungen aufsetzt, ist weiter als die meisten Prozessprojekte.
1. Auslastung je Schritt
ρ = (Menge je Tag × Bearbeitungsdauer) ÷ (Personen × produktive Stunden × 60)
Eine Spalte je Schritt, absteigend sortiert. Der höchste Wert ist Ihr Engpass. Alles über 85 % ist ein Alarmwert. Das ist die wichtigste Zahl im ganzen Vorhaben, und sie kostet zehn Minuten.
2. Wartezeit als Näherung
Die Kingman-Formel lässt sich als Zelle schreiben:
Wq ≈ (ρ / (1 − ρ)) × ((ca² + cs²) / 2) × te
Mit ca und cs als Variationskoeffizienten (Standardabweichung ÷ Mittelwert) und te als mittlerer Bearbeitungsdauer. Für einen einzelnen Schritt mit stabilem Eingang liefert das eine brauchbare Grössenordnung und zeigt sofort, warum 85 % Auslastung teuer sind.
3. Monte Carlo von Hand
Eine Zeile je simuliertem Vorgang, Dauern mit ZUFALLSZAHL() aus einer Verteilung gezogen, tausend Zeilen, dann QUANTIL() für P10, P50 und P90. Damit bekommen Sie eine Verteilung statt eines Mittelwerts. Das ist ein grosser Schritt gegenüber der üblichen Punktrechnung.
Mit Zusatzwerkzeugen (@RISK, Crystal Ball, ModelRisk) wird das komfortabler, aber am Prinzip ändert sich nichts.
Die drei Wände
Wand 1: Die Warteschlange über die Zeit
Kingman rechnet einen eingeschwungenen Zustand. Was in der Tabelle nicht vorkommt: dass sich am Monatsersten ein Rückstau bildet, der zwei Wochen braucht, um sich abzubauen, denn zum Abbau steht nur die Differenz zwischen Kapazität und Zulauf zur Verfügung, nicht die volle Kapazität.
Konkret: Ein Prozess mit 71 % Auslastung im Jahresmittel und 148 % in der Spitzenwoche hat Durchlaufzeiten von 9 Tagen im ruhigen Quartal und 46 Tagen danach. Die Tabelle rechnet 71 % und sagt „gesund“.
Wand 2: Die Verkettung
Ein Schritt sieht nie mehr Vorgänge, als der langsamste Schritt vor ihm durchlässt.
Solange die Prüfung bei 114 % steht, wirkt die Freigabe dahinter entspannt. Sie bekommt eine gedrosselte Menge. Lösen Sie die Prüfung, trifft die Freigabe die volle Menge und wird selbst zum Engpass. Eine Tabelle rechnet jeden Schritt für sich und sieht diese Bewegung nicht.
Das ist der häufigste Grund, warum Business Cases aus Tabellen im Betrieb nicht eintreten: Die versprochene Ersparnis wurde am gelösten Engpass gerechnet, während die Wirkung am nächsten hängen bleibt.
Wand 3: Kalender
Sammelläufe zweimal die Woche, Freigaben nur wochentags, Urlaub ohne Vertretung, Schichtübergaben. Jedes davon erzeugt Wartezeit, die keine Formel abbildet, weil sie nicht aus Auslastung entsteht, sondern aus Zeitpunkten.
Der Test: brauchen Sie mehr als Excel?
Fünf Fragen. Ein „ja“ genügt.
- Liegt in irgendeinem Schritt die Auslastung über 80 %?
- Schwankt Ihr Eingang deutlich, etwa zum Monatsende, saisonal oder durch Kampagnen?
- Wollen Sie eine Änderung bewerten, die einen Engpass löst?
- Gibt es Sammelläufe, Schichten oder Freigaben, die nur zu bestimmten Zeiten stattfinden?
- Muss jemand die Zahl unterschreiben, der nachfragen wird?
Bei fünfmal „nein“ ist die Tabelle das richtige Werkzeug, und alles andere ist Aufwand ohne Ertrag.
Die Alternativen, nach Fall sortiert
| Ihr Fall | Passende Alternative |
|---|---|
| Sie brauchen nur bessere Streuung, kein Warteschlangenmodell | Monte-Carlo-Zusatz für Excel (@RISK, Crystal Ball) |
| Ihr Team schreibt Python | SimPy, Salabim oder Ciw: quelloffen, volle Ereignissimulation |
| Sie legen Anlagen aus | Simulationslabor: Arena, Simul8, FlexSim, Simio, Plant Simulation |
| Sie modellieren ohnehin in BPMN | Bizagi Modeler, Signavio, ARIS: Simulationsumfang je Edition prüfen |
| Sie brauchen eine Entscheidung zu einem Verwaltungsprozess, in Euro | Schlankes Entscheidungswerkzeug wie FlowVisual |
Der Übergang, praktisch
Was Sie aus Ihrer Tabelle mitnehmen, ist mehr, als Sie denken:
- Die Schrittliste: meist schon fünf bis zehn Zeilen, genau die richtige Grösse.
- Mengen und Kapazitäten: die Spalten, die Sie ohnehin gepflegt haben.
- Die Bearbeitungszeiten: jetzt aber als Spanne statt als Mittelwert. Fragen Sie drei Bearbeitende getrennt und nehmen Sie die Spanne aus deren Antworten.
Was neu dazukommt: Spitzenfaktor am Eingang, Kalender, Abbruchquote. Rechnen Sie mit zwanzig Minuten für die Übertragung.
Die Gegenprobe zum Schluss, und die gilt in Excel wie im Simulator: Bestand zählen, durch den Tagesdurchsatz teilen (Little's Law), mit der gerechneten Durchlaufzeit vergleichen. Liegt die gemessene deutlich darüber, fehlt eine Warteschlange im Modell.
Was Sie in Excel behalten sollten
Nicht alles gehört migriert. Die Kostenrechnung (Vollkostensätze, Mengengerüst, Jahreshochrechnung) ist in einer Tabelle gut aufgehoben und für jeden Controller prüfbar. Die typischen Fehler dabei stehen in Prozesskosten in Excel.
Was nicht in die Tabelle gehört, ist die Durchlaufzeit. Sie entsteht aus Warteschlangen, und Warteschlangen sind genau das, was eine Tabelle nicht kann.
Häufige Fragen
Kann man Prozesse in Excel simulieren?
Bis zu einem Punkt. Auslastung je Schritt, eine Kingman-Näherung für die Wartezeit und eine Monte-Carlo-Ziehung mit Zufallszahlen lassen sich nachbauen. Nicht abbilden lassen sich Warteschlangen über die Zeit, die Verkettung der Schritte und Kalender mit Sammelläufen. Genau diese drei bestimmen bei Verwaltungsprozessen das Ergebnis.
Reichen @RISK oder Crystal Ball als Ersatz für ein Simulationswerkzeug?
Sie lösen ein Problem: Sie machen aus Punktwerten Verteilungen und liefern P10–P90 statt eines Mittelwerts. Was sie nicht ändern, ist die Struktur der Rechnung: Auch mit Zusatzwerkzeug addiert die Tabelle Bearbeitungszeiten, statt Vorgänge vor belegten Schritten warten zu lassen. Für Kostenrechnungen mit Unsicherheit sind sie gut, für Durchlaufzeiten nicht ausreichend.
Woran merke ich, dass meine Excel-Rechnung zu optimistisch ist?
An Little's Law. Zählen Sie die heute wartenden Vorgänge und teilen Sie durch den Tagesdurchsatz. Liegt die so gemessene Durchlaufzeit deutlich über der gerechneten, fehlt in Ihrer Tabelle die Wartezeit, was praktisch immer der Fall ist, sobald ein Schritt über 80 % Auslastung läuft.
Was ist der wichtigste Unterschied zu einem Simulationswerkzeug?
Die Verkettung. Eine Tabelle rechnet jeden Schritt einzeln, ein Simulator lässt Vorgänge durch alle Schritte laufen. Deshalb sieht die Tabelle nicht, dass ein Schritt hinter dem Engpass nur deshalb entspannt wirkt, weil er gedrosselt wird, und dass er nach Lösung des Engpasses selbst zum Engpass wird.
Lohnt der Umstieg für ein einzelnes Projekt?
Wenn eine Entscheidung mit nennenswerter Summe daran hängt: ja, weil der Aufwand bei einem halben Tag liegt und die Tabelle systematisch zu optimistisch rechnet. Wenn es um eine Überschlagsrechnung geht, deren Ergebnis niemand unterschreiben muss: nein. Die Tabelle ist dann ehrlicher, weil sie nicht so tut, als wäre sie ein Modell.
Rechnen Sie es an Ihrem eigenen Prozess durch
FlowVisual macht aus den Zahlen dieses Artikels ein Modell, das läuft, mit Ihren Mengen, Ihren Kapazitäten, Ihrer Spanne.
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