Elektronischer Leitfaden ELSA

Planungssicherheit und Effizienz beim Erstellen von Software in Automatisierungsprojekten

21.10.2006 | Redakteur: Reinhard Kluger

Nutzen von Anfang an: Einstiegsseite führt zu den Softwareprojektphasen des Softwareprozessmodells.
Nutzen von Anfang an: Einstiegsseite führt zu den Softwareprojektphasen des Softwareprozessmodells.

Wer seine Software in der Automatisierungstechnik planbarer und effizienter gestalten will, dem hilft „ELSA“ weiter, ein elektronischer Leitfaden für die systematische Softwareerstellung in Automatisierungsprojekten. Er ist in interaktiver HTML-Struktur aufgebaut. Das Praktische daran: Er verlinkt zum Abwickeln von Projekten alle notwendigen Informationen und Hilfsmittel – auch wenn sie in unterschiedlichen Ausprägungen vorliegen. Anbieter von Automatisierungstechnik können so ihre Wettbewerbsfähigkeit steigern.

Auch eine 1000-tägige Reise beginnt mit dem ersten Schritt. Wer Software in Automatisierungsprojekten plant und erstellt, fühlt sich dabei eher an eine Last-Minute-Reise als an einen durchorganisierten Business-Trip erinnert. Und wer in dieser Branche arbeitet, der weiß: Alles wird in letzter Minute geplant, man weiß bis zuletzt nicht wo es hingeht und was es kostet. Keiner kann einem bis zuletzt sicher sagen, ob man überhaupt das gewünschte Ergebnis erhält. Damit das Erstellen von Software nicht mehr zu einer Reise mit unbekanntem Ausgang wird, hat die Projektgruppe „Softwareprozessmodell für die Automatisierungstechnik“ des Automation Valley Nordbayern e.V. einen elektronischen Leitfaden entwickelt, der die Besonderheiten der Softwareerstellung in Automatisierungsprojekten gezielt berücksichtigt. ELSA – elektronischer Leitfaden für die systematische Softwareerstellung in Automatisierungsprojekten trägt dazu bei, die Abläufe planbarer und effizienter zu gestalten. Denn um einen systematischen Einsatz verschiedenartigster Ressourcen des Software-Engineering in der Automatisierungstechnik sicherzustellen, bedarf es eines solchen systematisierten Vorgehensmodells. Dies sorgt für ein transparentes Controlling und das rechtzeitige Erkennen von Qualitätsproblemen.

Mit Methode ans System

Der elektronische Leitfaden ist branchenneutral abgefasst und soll dem Anwender helfen, seinen Engineering-Prozess für sein Unternehmen festzulegen und einzuführen. Der Leitfaden basiert auf dem in Europa weit verbreiteten V-Modell sowie auf anerkannte Methoden für das Software-Engineering. Er bietet ein phasenorientiertes Vorgehensmodell, in dem der gesamte Entwicklungsprozess in definierte Abschnitte mit überprüfbaren Ergebnissen unterteilt ist. Mit dem Start des Softwareprojektes gilt es, das V abzuarbeiten, d.h. die Phasen von links oben (Initialphase) nach rechts oben (Einsatz) nacheinander abzuarbeiten.

So sind die Phasen nicht willkürlich festgelegt, sondern durch inhaltliche Ziele bestimmt. Diese gilt es zu erreichen und an den Ergebnissen widerzuspiegeln. Prüfungen (Review) schließen dabei jeden Entwicklungsschritt ab. Neben dem Erstellen der Software (SE) beschreibt der Leitfaden auch weitere Rollen, so die Rollen der Auftraggeber (AG), des Projektmanagements (PM), des Qualitätsmanagements (QM), des Konfigurationsmanagements (KM), der Mechanikerstellung (ME) sowie der Hardwareerstellung (HE). Diesen Rollen sind bestimmte Aufgaben in den verschiedenen Phasen zugeordnet und deren Schnittstellen zur Softwareerstellung sind definiert. In der Praxis heißt das: Notwendige Abstimmungen zwischen Mechanik, Hardware und Automatisierungssoftware werden bereits frühzeitig im Rahmen der Projektplanung berücksichtigt.

Jede Phase gliedert sich in die Abschnitte

? Voraussetzungen,

? Tätigkeiten und

? Ergebnisse.

Deren Inhalte wiederum sind nach den jeweils relevanten Rollen sortiert. Reviews stellt die Software als gesonderte Abschnitte zwischen den Phasen gebündelt dar. Hier sind alle diejenigen Review-Aktivitäten enthalten, die bis zum Ende einer Phase erledigt sein müssen. Die Phasenablauforganisation im Leitfaden bezieht sich ausschließlich auf das Softwareprojekt und dessen Schnittstellen. Der Startzeitpunkt eines Softwareprojektes kann sich vom Startzeitpunkt des Gesamtprojektes unterscheiden.

Mustervorlagen und Checklisten helfen weiter

Der elektronische Leitfaden ist als interaktive HTML-Struktur aufgebaut. Er verlinkt zum Abwickeln der Automatisierungsprojekte die notwendigen Informationen und Hilfsmittel, die firmenspezifisch in unterschiedlichen Formaten und Ausprägungen abgelegt sein können. Er beinhaltet weiterhin eine Grundausstattung an Checklisten, Mustervorlagen und ein Glossar.

Die Einstiegsseite zur Phasenabwicklung zeigt die im Softwareprozessmodell für die Automatisierungstechnik definierten Softwareprojektphasen auf. (Siehe Phasenmodell zum Abwickeln von Projekten.) Was in den einzelnen Phasen und den Reviews zwischen den Phasen zu tun ist, definieren die einzelnen Phasenbeschreibungen. Sie lassen sich im Leitfaden direkt anklicken.

Besonders nützlich für den Anwender sind die in ELSA abgelegten Mustervorlagen für die wichtigsten Dokumente, die im Rahmen des Automatisierungsprojektes erforderlich sind. Dazu gehören z.B. Mustervorlagen für Lastenheft, Pflichtenheft, Projektplan, QM-Plan usw. Solche Checklisten unterstützen die Mitarbeiter beim Abwickeln einzelner Arbeitsschritte, sie sollen dazu dienen, die Reproduzierbarkeit sowie Qualität und Effizienz der in den Phasen durchgeführten Tätigkeiten sicherzustellen.

Übergreifende Prozesse, die unabhängig von der aktuellen Projektphase gelten, lassen sich mit entsprechend übergreifenden Prozessbeschreibungen regeln. Diese sind firmenspezifisch auszuprägen und gelten als Vorgabe für die inhaltlichen Aufgaben der Rollen im Leitfaden. Dazu gehören z.B. Prozessbeschreibungen für das Qualitätsmanagement, Dokumentenlenkung, Projektmanagement, Ressourcenmanagement usw.

Ganz wichtig und eine wesentliche Herausforderung im Automatisierungsprojekt ist, dass alle Beteiligten aus den Bereichen Mechanik, Hardware und Automatisierungssoftware zusammenarbeiten. Da gilt es, alle verwendeten Begriffe zu definieren und zu vereinheitlichen. Nur so verstehen alle Teilnehmer das Gleiche und können ihre Aufgabe über die Bereiche hinweg umsetzen. So listet der Leitfaden ausführliche Begriffsdefinitionen aus der Automatisierungstechnik. Der Anwender bekommt Hinweise zum Tailoring – Anpassen – im Hinblick auf die firmen- und projektspezifische Anwendung des Leitfadens.

Rollen repräsentieren Teildisziplinen

Wer Software in der Automatisierungstechnik erstellt, für den gilt auch die klassische Automatisierungspyramide. Die einzelnen Ebenen dieser Automatisierungspyramide grenzen sich durch die eingesetzte Hardware, die Kommunikation zwischen den verschiedenen Hardwarekomponenten sowie die spezifischen Funktionen, die über die Automatisierungssoftware realisiert werden, voneinander ab. Die Aufgaben der Automatisierungstechnik müssen hierbei meist durch eine Kombination aus Mechanik, Hardware und Automatisierungssoftware realisiert werden. Diese Teildisziplinen repräsentieren beim Abwickeln eines Projektes im Leitfaden die Rollen: Mechanikerstellung, Hardwareerstellung und Softareerstellung. Definition: Die Mechanik dient der technischen Realisierung des technologischen Prozesses. Als Hardware gelten elektrische und elektronische Geräte, die man zum automatischen Messen, Steuern und Regeln sowie zum Bedienen und Beobachten eines technologischen Prozesses benötigt. Automatisierungssoftware definiert sich wie folgt: Sie läuft auf den Hardwarekomponenten und dient zum Realisieren von Mess-, Steuerungs- und Regelungsfunktionen sowie von Funktionen zum Bedienen und Beobachten.

Unter Tailoring ist sowohl das Anpassen an die bestehenden Prozesse und Begriffe in einem Unternehmen zu verstehen als auch das Anpassen der Phasen und die universellen Bedürfnisse eines Automatisierungsprojektes. Dies beinhaltet das Zuschneiden – Tailoring – der Vorgaben aus dem Leitfaden auf die eigenen Belange eines Unternehmens als auch die Auswahl der in den Phasen zu bearbeitenden Aufgaben entsprechend der Größe und der Inhalte eines Automatisierungsprojektes.

ELSA gilt als eines der ersten Projekte im Automation Valley

Als eines der ersten Projekte im Automation Valley gilt „Softwareprozessmodell für die Automatisierungstechnik“. Im Juli 2005 gründete sich eine Projektgruppe mit dem Ziel einer Definition eines adaptiven Software- und Prozessmodells für System- und Applikationsentwicklung in der Automatisierung. Derzeit arbeiten vier Personen aktiv in der Projektgruppe mit: N.N. Goik, Schaeffler KG, Sondermaschinenbau; N.N. Graf, Arbeitsgemeinschaft Knowhow Transfer e.V.; Dr. N.N. Löwen, Siemens AG, Corporate Technologie sowie Stefan Angele, infoteam Software GmbH (Koordination).Das Team stellte im Mai 2006 das erste große Etappenziel vor: die Version ELSA V1.0. Aktuell gilt es, ELSA mithilfe von ausgewählten Pilotanwendern aus dem Bereich Automation zu validieren.

Der elektronische Leitfaden will und muss sich an der Tauglichkeit in der praktischen Anwendung messen lassen! Aufgerufen sind deshalb Unternehmen aus dem Bereich der Automatisierungstechnik, an dem Projekt mitzuarbeiten: sei es als Pilotanwender einer maßgeschneiderten Version des elektronischen Leitfadens oder als aktives Mitglied in der Projektgruppe.

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