Maschine und Software aus einem Guss

Maschine und Software aus einem Guss
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[Symbolbild: Fotolia]
26.06.2015 | Viele kleine- und mittelständische Maschinen- und Anlagenbauer halten keine eigene Software-Entwicklung vor und greifen daher bei Neu- oder Weiterentwicklungen auf externe Dienstleister zurück. Unterschätzte Komplexität und mangelndes Controlling können zu hohen Kosten führen. Im KTI-Projekt «SoVeCo», federführend betreut von der Hochschule Luzern Technik & Architektur, geht es um die Entwicklung eines innovativen interdisziplinären Kooperationsmodells inklusive Tools zur Unterstützung.

Im klassischen Anlagenbau wird alle paar Jahre eine neue Generation von Maschinen entwickelt, auf deren Basis in den Folgejahren kundenspezifische Anlagen gebaut werden. Weil jede Anlage eine andere Grösse und im Detail andere Abläufe hat, führt dies insbesondere bei der Software zu laufenden Anpassungen, Ergänzungen und Zusatzentwicklungen. Die Software hat an der Basisentwicklung einen Anteil von rund 50 Prozent.


Diese Prämisse gilt auch für die Profin Progressive Finish AG, die seit über 40 Jahren in der Oberflächen- und Entgrat technologie tätig ist. Mit Maschinen, Prozesstechnologien und Dienstleistungen bedient das Unternehmen als technologischer Marktleader eine vielseitige Kundschaft. Unter anderem ist man Alleinanbieter des neu entwickelten Prozesses «Flakkotieren».


Profin hat bei der Entwicklung der letzten Maschinengenerationen bei Vergabe, Entwicklung und Pflege der Software schlechte Erfahrungen gemacht: Es mussten massive Verspätungen und daher ein Mehraufwand von über 1 Mio. Franken in Kauf genommen werden.


Im Rahmen des KTI-Projekts «SoVeCo» (Software-Vergabe bei Hard- und Software-Co-Entwicklung), federführend betreut von der Hochschule Luzern Technik & Architektur, Horw, ist nun ein generalisiertes Vorgehen bei Software-Vergabe und Co-Entwicklung erstellt worden. Zudem wurden Werkzeuge erarbeitet, die dieses Vorgehen unterstützen. Ein Vertragsmodell, das diesem Vorgehen gerecht wird und die Co-Entwicklungspartner in ihren Rollen unterstützt, hilft, den für beide Seiten anspruchsvollen Weg rechtlich abzusichern.


In der Konstellation Auftraggeber/Software-Dienstleister ergeben sich in der Regel zwei nicht triviale Herausforderungen:

  1. Wissensdefizite: Maschinen- oder Anlagenbauer haben in der Regel kaum eigenes Know-how, was die Methoden und Vorgehensweisen der Software-Entwicklung angeht. Umgekehrt haben Software-Entwickler in der Regel kaum Domänenwissen im spezifischen Anwendungsgebiet der Maschinen oder Anlagen ihres Auftraggebers.
  2. Komplexität: Die Entwicklung von Maschinen und Anlagen ist nicht nur anspruchsvoll und kompliziert, sie ist komplex: Entwurfsprobleme sind inhärent unscharf, und sie lassen sich nicht linear durch Sammeln und Zusammenführen von Informationen lösen.

Unter diesen Voraussetzungen ist ein klassisches sequenzielles Vorgehen nicht zielführend. Der Zukauf von Software-Entwicklungskompetenz und -kapazität reicht nicht, um erfolgreich neue Produkte zu entwickeln. Das Lastenheft lässt sich nicht vollständig formulieren, und eine genaue Planung ist nicht möglich, weil weder die konkrete Lösung noch der nötige Entwicklungsweg bekannt sind.


Das heisst natürlich nicht, dass Lastenheft und Planung obsolet sind. Es bedeutet aber, dass im Vorfeld die benötigte Funktionalität nur grob skizziert werden kann und entsprechend auch der Realisierungsaufwand anfänglich nur grob abgeschätzt werden kann. Lastenheft und Planung sind daher nicht in Stein gemeisselt, sondern müssen entsprechend dem Wissenszuwachs im Projektverlauf nachgeführt werden.


Für eine erfolgreiche Co-Entwicklung brauchen Auftraggeber und -nehmer ein minimales gegenseitiges Verständnis. Profin Progressive Finish AG hat dafür inzwischen ein eigenes kleines Software-Team auf gebaut. Zudem braucht es Mechanismen, die in der spezifischen Projektsituation von Hard- und Software-Co-Entwicklung die Zusammenarbeit und Kommunikation der Projektpartner unterstützen und verbessern.


Bei dieser Co-Entwicklung stellen Planung und Controlling eine besondere Herausforderung dar: Der Projektfortschritt lässt sich oft nur schwer ermitteln, da die Software wenig greifbar ist und auch noch gegenseitige Abhängigkeiten zwischen Maschine und Software bestehen. Software-Controlling ist Blindflug bis zum ersten lauffähigen Prototyp.


Eine gemeinsame Projektsteuerung ist deshalb nur möglich, wenn ein gemeinsames Projektverständnis aufgebaut wird, welches den fundamentalen Unterschied zwischen dem Controlling von Hardware- und Software-Projekten überbrückt. Wirklich messen lässt sich der Projektfortschritt einer Co-Entwicklung nur an sogenannten Hardware/Software-Rendez-vous, also gemeinsamen Meilensteinen am Ende der Entwicklungsabschnitte. Aus Controlling-Sicht ist es von höchster Bedeutung, dass an diesen Punkten sowohl lauffähige Software als auch geeignete Funktionsmuster der Maschine entstehen und so möglichst früh realitätsnah die Funktionalität demonstriert und getestet werden kann.


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Empfehlenswert ist eine mehrstufige Vorgehensweise mit Meilensteinen, die Hard- und Software betreffen. [Bild: HSLU]

Damit ein aussagekräftiges Controlling und eine effektive Projektsteuerung möglich wird, muss das Projekt folglich geeignet strukturiert und geplant werden. Am erfolgversprechendsten ist ein mehrstufiges Verfahren:

  1. Die Rahmenplanung legt möglichst bei Projektstart die wesentlichen Meilensteine inhaltlich und zeitlich fest und dient der Grobplanung für den Kosten- und Ressourcenrahmen der Partner.
  2. Eine rollende Planung bezogen jeweils auf den nächsten Meilenstein. 3. Laufende Abstimmung zwischen Maschinen- und Anlagenbau sowie Software, um das Hard-ware/Software-Rendez-vous am Meilenstein sicherzustellen.

 

Profin Progressive Finish AG 6014 Luzern-Littau,

Tel. 041 329 29 50, info@profin.ch


Hochschule Luzern Technik & Architektur, 6048 Horw,

Tel. 041 349 33 11, technik-architektur@hslu.ch

 

Autor: Prof. Martin Jud Hochschule Luzern Technik & Architektur


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Rubriken: Maschinenbau

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