- IT&Production - https://www.it-production.com -

Anforderungswissen für Entwicklungsprozesse vorhalten

'Single Source of Truth'-Datenhaltung

Anforderungswissen für Entwicklungsprozesse vorhalten

Die ursprünglichen Kundenanforderungen für ein Anlagen- oder Maschinenbauvorhaben können im Projektverkauf leicht im Gewirr von separaten XLS-Dateien oder Product Lifecycle Management-Strukturen untergehen. Um so herausfordernder ist es für die Beteiligten, den Kundenwunsch im Auge zu behalten und etwa überhöhten Antriebsauslegungen, teuren Missverständnisse oder verspäteten Inbetriebnahmen vorzubeugen. Funktionales Engineering und eine einheitliche Datenbasis können dabei helfen, die Übersicht zu behalten.

Bild: iStock

Ganz vorne im Engineering-Prozess für Maschinen und Anlagen, weit bevor irgendeine Materialnummer greifbar ist, stehen die ursprünglich geäußerten Anforderungen des Kunden. Meist wird in Word-Dokumenten oder Excel-Listen festgehalten, was genau gebraucht wird: Zum Beispiel wie schnell ein Transportband welche Massen in welcher Form über welche Strecke transportieren soll. Doch diese Daten haben im Engineering-Prozess und in herkömmlichen Werkzeugen häufig keinen Platz. Das kann dazu führen, dass die Informationen als ‚tote‘ Dateien in den IT-Systemen des Herstellers abgelegt werden. Im Laufe der Entwicklung jedoch bauen in der Regel Ingenieure an verschiedenen Stellen und in verschiedenen Planungsstufen die eine oder andere Sicherheit ein, so dass am Ende beispielweise ein Motor nicht selten doppelt so stark ausgelegt ist wie ursprünglich angefordert, jedenfalls ein deutliches Zuviel an Sicherheitsmarge hat.

‚Engineering follows function‘

Der Verlust von grundlegenden Informationen und das Anlegen überflüssiger und damit zu teurer Leistungen können sich sich in den meisten Fällen vermeiden lassen, wenn Engineering-Informationen in einer zentralen Datenbank vorgehalten werden. Eine derartige ‚Single Source of Truth‘ für datenbankbasiertes Engineering findet sich zum Beispiel in der Software-Plattform Engineering Base (EB) von Aucotec. Die zentrale Datenspeicherung sichert das Wissen über die ursprünglichen Kundenanforderungen. Diese Informationen sind für die Projektbeteiligten über den gesamten Entwicklungs-Zyklus hinweg verfügbar. Mit der anforderungsorientierten Arbeitsweise des Systems werden Anforderungen als beinahe ‚erlebbare‘ Funktionen wie Greifen, Heizen oder Transportieren zur übergreifenden Gruppierung von Bauteilen genutzt und entsprechend bearbeitet. So werden mit jeder Funktion die beteiligten Geräte unter der Funktion zusammengefasst. Diese Gruppierung kann dem Verständnis von Auftraggeber und -nehmer von Projektbeginn an zuträglich sein und durch vermiedene Missverständnisse Zeit einsparen.

Informationsbasis für simultane Entwicklungsarbeit

Durch die funktionsorientierte ‚Klammer‘ um mehrere Bauteile und die gemeinsame Datenbasis können alle Beteiligten Bauteile mit identischen Zielvorstellungen bearbeiten. Dabei ist es gleich, dass ein Bestandteil für einen Konstrukteur vorne, für den anderen hinten platziert ist. ‚Links‘, ‚Rechts‘, ‚Vorne‘ oder ‚Hinten‘ sind in diesem Fall relative Begriffe, wenn sich Nutzer und Entwickler einer Maschine im buchstäblich gegenüberstehen. Bei Pneumatik und Elektrik können bestimmte Komponenten in den verschiedenen Plänen aus unterschiedlichen Perspektiven dargestellt sein und entsprechende Verwechslungen nach sich ziehen, die oft erst beim Bau bemerkt werden. Existiert hingegen nur eine Informationsquelle, können Entwickler unterschiedlicher Disziplinen simultan auf den Daten aufbauen, die Kollegen der vorgelagerten Abteilung bereits erarbeitet haben. In der Engineering-Lösung des Anbieters beginnt der Workflow mit der Aufnahme der Kunden-Anforderungen, deren Natur häufig eher funktional – also real erlebbar ist. Sie werden anschließend in eine Liste von Funktionen wie Heizen oder Greifen übertragen, die in der Datenbank der Anwendung gehalten wird. Auch Preise lassen sich hierbei zuordnen und entsprechend anbieten oder anpassen. Ändert der Abnehmer seine Wünsche, zum Beispiel in einen schnelleren Antrieb oder einen kleineren Greifer, kann die Funktions-Sicht dazu beitragen, dass kein von der Änderung betroffenes Teil vergessen wird.

Die Datenbank der Konstruktionsanwendung Engineering Base von Aucotec arbeitet nach dem ‚Single Source of Truth‘-Prinzip. Wird zudem im Entwicklungsprojekt ein ‚Denken nach Anfforderungen‘ praktiziert, kann das Werkzeug als führendes Product-Livecycle Management-System eines Fertigungsbetriebes dienen. Bild: Aucotec AG

Komplexe Projekte stemmen

Mit der steigenden Anzahl komplexer Produkte, wie sie im Kontext von Industrie 4.0-Konzepten verstärkt gefordert werden dürften, wird auch der prüf- und verfolgbare Blick auf Kunden-Anforderungen zunehmend wichtiger. Die Engineering-Plattform mit ihrer funktionsorientierten Sicht im Objektmodell und der Mehrschicht-Architektur mit integriertem SQL- sowie Application-Server ist darauf auslegt, ein möglichst durchgängiges Projekt-Management zu unterstützen: Dafür werden Anforderung zunächst als Funktion angelegt. Erst grob, für die Funktion Transportieren beispielsweise mit Angaben zu Menge, Material, gewünschter Geschwindigkeit und Streckenlänge. In der darauf folgenden Phase der technischen Umsetzung wird weiter detailliert, indem zum Beispiel festgelegt wird, für die Strecke Transportbänder zu verwenden. Weitere Detaillierungsstufen könnten definieren, mehrere Bänder hintereinander zu schalten oder die Ausfallsicherheit durch parallel laufende Bänder zu erhöhen. Auch wenn Planer eine Transportanforderung in acht Bänder mit 16 Antrieben umsetzen und dies in Teilfunktionen strukturieren, sind diesen Motoren nach wie vor die Daten für die Zielerreichung entsprechend den Anforderungen zugeordnet. Erst am Ende der Umsetzungen werden der Hersteller – falls nicht vom Abnehmer bereits vorgegeben – und die Materialnummer des Antriebs festgelegt.

Änderungsinformationen sichtbar hinterlegen

Bei wiederholter Bestellung derselben Maschine lassen sich auf Basis einer funktionsorientierten Sichtweise auf das Engineering kleine Abweichungen hinterlegen, wenn etwa eine Maschine für ein anderes Werk mit anderer Spannung benötigt wird. Der Ansatz soll verhindern, dass Details mühsam und zeitraubend aus einer Anforderungsbeschreibung herausgefiltert werden müssen, insofern die Änderungsinformation überhaupt an der richtigen Stelle im System hinterlegt wurde: Es soll schon Fälle gegeben haben, in denen bei der ersten Inbetriebnahme einer Anlage sofort alle Lichter ausgingen, die Motoren zerstört waren und der Mehraufwand wegen verzögerter Inbetriebnahme samt der Lieferstrafe deutlich höher ausfielen als der Wert der Motoren.

Mit zentraler Datenhaltung Missverständnissen vorbeugen

Mit dem Anforderungswissen aus der Auftragsdokumentationen sind meist vor allem die Mechanik-Fachleute eines Projektes in vollen Umfang vertraut. Bei Dokumentationen mit einem Umfang von 100 Seiten kann die Übersicht schon einmal verloren gehen. Um dem vorzubeugen, stehen in Engineering Base die Informationen zur Umsetzung einer Anforderung den Mechanikern und Elektrotechnikern für ihr jeweiliges Projekt unmittelbar zur Verfügung. Das können auch Parameter wie Umgebungstemperaturen, Luftfeuchtigkeit oder andere Umwelteinflüsse sein, die im Betrieb auf die Anlage einwirken werden. Jedes eingeplante Gerät ist dem Konzept der Konstruktionsanwendung entsprechend einer definierten Anforderung zugeordnet, da die Einheit ihre Leistung später in der vorgegebenen physische Welt erbringen muss. Durch dieses Vorgehen können Änderungen bis zu jedem zugeordneten Detail einer Funktion nachvollzogen werden. Die Grundlage dafür liefert das zentrale Datenmodell der Lösung, die dadurch gleichzeitig simultanes Arbeiten von Konstrukteuren unterstützen kann. Zudem bietet die granulare Sicht auf den Planungsstand den Vorteil, dass vielen Missverständnissen und Fehlbestellungen vorgebeugt und Lieferverzögerungen entgegen gewirkt werden kann.