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1Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 2/1 Übersicht Produktzyklus Vorphasen/Planungsphase  Projektgründe/Projektmerkmale  Machbarkeit  Kosten/Nutzen-Analyse.

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1 1Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 2/1 Übersicht Produktzyklus Vorphasen/Planungsphase  Projektgründe/Projektmerkmale  Machbarkeit  Kosten/Nutzen-Analyse  Anforderungsanalyse (Lastenhefterstellung) Aufbau Lastenheft Requirement-Engineering Beschreibungsmittel Entwurfsmethoden Entwurfswerkzeuge Angebotserstellung Systemerstellung/Entwicklung  Pflichtenhefterstellung  Systementwurf  Softwareentwurf  Implementierung  Systemintegration  Test und Abnahme Systempflege Qualitätssicherung Konfigurations management Projektmanagement

2 2Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 2/2 Aus Vorlesung „Softwaretechnik“, Prof. Dr. Fuchss, FH Karlsruhe Produkt-Gesamtzyklus

3 3Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 2/3 Produkt-Gesamtzyklus ProjektvorphasenAktivitäten=>Artefakte EntwicklungAktivitäten=>Artefakte PflegeAktivitäten=>Artefakte Aktivitäten am Beispiel „Iterative Rapid Development Process“: Nach „Real-Time UML Second Edition“, Bruce Powel Douglass, Addison-Wesley, 2000

4 4Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 2/4 Prozess- oder Vorgehensmodell: Festgelegter organisatorischer Rahmen einer Software-Entwicklung. Aktivitäten, deren Reihenfolge, deren Durchführungsobjekte, deren Ergebnisse (Produkte oder Artefakte) Methoden Richtlinien Konventionen Checklisten Muster Gegebene Artefakte Werkzeuge Geändertes oder neues Artefakt Mitarbeiter X Rolle Y Aktivität Software-Produkt: definierte Menge von Artefakten, Anwendungssoftware Prozessmodell

5 5Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 2/5 Zusammenfassung der Aktivitäten zur Produktentwicklung in Phasen Für jede Phase: Ziele Durchzuführende Aktivitäten Rollen-Aktivitäten-Zuordnung Zu erstellende Artefakte Zu verwendende Artefaktmuster Zu beachtende Methoden, Richtlinien, Konventionen, Checklisten Einzusetzende Werkzeuge und Sprachen Mögliche Phasen:  Vorphasen oder Planungsphasen (Lastenheft, Glossar, Projekt- Kalkulation, Projektplan)  Definitionsphase (Pflichtenheft, Produktmodell,...)  Entwurfsphase (Systemarchitektur, Spezifikation Systemkomp.)  Implementierungsphase  Integrationsphase  Test- und Abnahmephase Phasen Produkt-Gesamtzyklus

6 6Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 2/6 Zeit Teilprodukt1 oder Produkt Version 0 (Kern) Teilprodukt1 + Teilprodukt2 oder Produkt Version 1 Teilprodukt1 + Teilprodukt2 + Teilprodukt3 = Produkt oder Produkt Version 2 Teilprodukt2 Teilprodukt3 Ausbaustufen Produkt-Gesamtzyklus Teilprodukt1

7 7Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 2/7 Definition Version X Null- version X=0 (Produkt- kern) Auftraggeber-, Benutzer- beteiligung Änderungen Partielle Anforderungen Entwurf Version X Partielle Architektur Implementierung VersionX Produkt Version X Einsetzen Version X Auftraggeber-, Benutzer- beteiligung (Einsatzerfahrung) Wünsche X = X + 1 Das evolutionäre Prozessmodell Definitionsphase von Nullversion: Kernanforderungen, dann Ergänzung um neue Anforderungen. Kernanforderungen Andockleitsystem? Evolutionäres Modell Prozessmodelle

8 8Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 2/8 Charakteristika Stufenweise Entwicklung auf Basis Einsatzerfahrung Pflegeaktivitäten ebenfalls Erstellung neuer Version Gut, wenn Auftraggeber Anforderungen nicht voll kennt Code-getriebene Entwicklung durch lauffähige Teilprodukte Vorteile In kurzen Zeitabständen lauffähige Produkte Frühzeitige Einsatzerfahrung Arbeitsschritte überschaubarer Größe Abgabe von einsatzfähigen Zwischenergebnissen Nachteile Gefahr der kompletten Überarbeitung der Systemarchitektur Nullversion nicht flexibel genug für Anpassung an Evolutionspfade Evolutionäres Modell Prozessmodelle

9 9Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 2/9 Definition Gesamtprodukt Auftraggeber-, Benutzer- beteiligung Änderungen if X == 0 Änderungen Vollständige Anforderungen Entwurf Version X (Teil) Partielle Architektur Implementierung Version X Produkt Version X Einsetzen Version X Auftraggeber-, Benutzer- beteiligung Wünsche X=X+1 Definition Änderungen Änderungen Modif. Anford. Auftraggeber-, Benutzer- beteiligung Null- version X=0 if X > 0 Version entspr. Ausbaustufe Inkrementelles Modell Prozessmodelle

10 10Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 2/10 Vorgehen: 1.Möglichst vollständige Erfassung und Modellierung von Anforderungen an Produkt 2.Entwurf und Implementierung analog zum evolutionären Modell Vorteil: Vollständigkeit der Anforderungen => inkrementelle Erweiterungen passen zum System (z.B. Schnittstellen) Nachteil: Höherer Aufwand bei Prozessbeginn Anm.: Beide Prozessmodelle sind iterativ. Inkrementelles Modell Prozessmodelle

11 11Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 2/11 ProjektvorphasenAktivitäten=>Artefakte EntwicklungAktivitäten=>Artefakte PflegeAktivitäten=>Artefakte QS im Prozess Qualitätssicherung Beispiel V-Modell: Regelt Entwicklung und Pflege von IT-Systemen Beschreibung und Regelung der Aktivitäten und Produkte Produktzustände und logische Abhängigkeiten zwischen Aktivitäten und Produkten Durch einheitliche und verbindliche Vorgabe von Aktivitäten und Produkten (Ergebnissen) Durch das V-Modell geregelte Projekttätigkeiten IT-Systemerstellung Begleitender Qualitätssicherung Konfigurationsmanagement Technisches Projektmanagement

12 12Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 2/12 QS: V-Modell Systemsicht des V-Modells System: Funktionseinheit der obersten Ebene Erzeugnisstruktur: Definiert generische Bausteine des Systems Systemarchitektur: Statischer Aufbau als vernetzte Struktur mit den Elementen der Erzeugnisstruktur; dynamische Aspekte werden über Beschreibung der Funktionsweise und Interaktion der Elemente über deren Schnittstellen dargestellt. Segmente: Untergliederungen des Systems SW- und HW-Einheiten: Elementare Komponenten der Segmente SW-Komponenten: Konstituenten der SW-Einheiten. SW-Module und Datenbanken: „Atome“ der SW-Komponenten.

13 13Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 2/13 IT-System Segment mit IT-Anteil SW-EinheitSW-Kom- ponente DatenbankSW-ModulHW-EinheitHW-Kom- ponente HW-ModulSegment ohne IT-Anteil System- Segment- Einheiten- Komponenten- Modul- Ebene ebene ebene ebene ebene Systemsicht V- Modell

14 14Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 2/14 Vorphasen/Planungsphase  Projektgründe/Projektmerkmale  Machbarkeit  Kosten/Nutzen-Analyse  Lastenheft Aufbau Requirement-Engineering Beschreibungsmittel Entwurfsmethoden Entwurfswerkzeuge Angebotserstellung Systemerstellung/Entwicklung  Pflichtenheft  Systementwurf  Softwareentwurf  Implementierung  Systemintegration  Test und Abnahme Systempflege Qualitätssicherung Konfigurations management Projektmanagement Übersicht Produktzyklus

15 15Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 2/15 Methoden Outside-in Meth. f. Lastenheft Akteure u. Gesch.-Proz. Schnittstellen u. Datenflüsse Artefakt- verwaltungssystem Textsystem Auftrag- geber Planen des Produkts Projekt- leiter Anwendungs- spezialisten Vorgaben des Auftraggebers Durchführbarkeit Lastenheft Glossar Kalkulation Projektplan Planungsphase Projektvorphase Produktzyklus

16 16Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 2/16 Situationsbeschreibung am Beispiel DGS Große Flughafenausrüster möchten mit neuen Andockleitsystemen auf den Markt. Allgemeine Anforderungen Moderne Flughäfen erfordern: Präzise Parkposition der Flugzeuge am Gate  Sicherheit, Gatedichte, kurze Turn-around-Zeit  Nachweis der Stoppposition  Nachweis der On-Block-Time  Hohen Automatisierungsgrad  Universelle Gates (für fast alle Flugzeugtypen)  Geringer Wartungs- und Pflegeaufwand der Systeme  Hohe Verfügbarkeit  Zukunftsfähigkeit der Systeme Projektgründe Projektvorphasen

17 17Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 2/17 Situationsbeschreibung am Beispiel DGS Bisherige Andockleitsysteme bieten Vorteile Nachteile -Parallaxenstäbe Billig, kaum WartungUnflexibel, kein On-Block, keine Nachweise, keine Typerkennung -Drucksensorsysteme Genau, AufzeichnungTeuer, verschleiß- und wartungsintensiv, keine Nachweise, keine Typerkennung -Induktionsschleifensysteme Genau, AufzeichnungTeuer, wartungsintensiv, eingeschr. Verfügbarkeit, keine Nachweise, keine Typerkennung -Lasersysteme Genau, Aufzeichnung, NachweisTeuer, keine Typerkennung, Blendung Projektgründe Projektvorphasen

18 18Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 2/18 Situationsbeschreibung am Beispiel DGS Die Flughäfen besitzen Meist keine Andockhilfen außer Leitlinien und Marshaller Einfache Flughäfen mit geringer Belastung Häufig Parallaxenstäbe Hohe Turn-around-Zeiten tragbar und geringe Belastung Kaum noch Drucksensorsysteme Zu teuer und unzuverlässig Bisweilen Induktionsschleifensysteme Ältere Technologie Bisweilen Lasersysteme Neuere Technologie => Hohes Ausrüstungspotential weltweit Projektgründe Projektvorphasen

19 19Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 2/19 Situationsbeschreibung am Beispiel DGS Verbesserungsvorstellungen der Flughafenbetreiber: Geringere Investitionen Anschaffung, Installation, Einrichtung Bessere Verfügbarkeit Höhere Flexibilität Geringerer Wartungsaufwand Nachweisbarkeit der Abrechnungsgrundlage Höhere Genauigkeit Anbindung an FIS Fernkonfigurierbarkeit Sicherheitsunbedenklichkeit Etablierte Produkte mit akzeptierten Eigenschaften. => Neues Produkt muss wesentliche Anforderungen erfüllen, um etablierte Produkte zu verdrängen. Projektgründe Projektvorphasen

20 20Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 2/20 Situationsbeschreibung am Beispiel DGS Anbieter von Andockleistsystemen sind kleinere Spezialfirmen. Große Flughafenausrüster sehen Marktchance für Angebotserweiterung. Rechenleistung ermöglicht schritthaltende Videoauswertung  Neue Technologie. Kostengünstigere Lösung, die den Anforderungen genügt, scheint möglich. Projektgründe Projektvorphasen

21 21Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 2/21 Gründe für Andockprojekt  Marktvolumen: Verkaufsschub wird erwartet durch anstehende Ausbauten hochfrequentierter internationaler Flughäfen wie z.B. München und Zürich mit einer Bedarfserwartung ca Systemen pro Jahr.  Ausbaufähigkeit in Vorfeld- und Runwayüberwachung  Wettbewerbsvorteil durch neue Technologie  Kundenforderungen erfüllbar: Geringere Systemkosten durch billigen Sensor (Kamera, Rechner) Bessere Verfügbarkeit durch berührungslose Messung Höhere Flexibilität durch Softwarelösung Nachweisbarkeit der Abrechnungsgrundlage durch Bilder Höhere Genauigkeit durch Kamerasensor Anbindung an FIS durch Systemkonzept Fernkonfigurierbarkeit durch Systemkonzept Sicherheitsunbedenklichkeit durch passives System Projektgründe Projektvorphasen

22 22Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 2/22 Allgemeine Gründe Gefährdung von Menschen (z.B. bei der Arbeit in gefährlichen Produktionsprozessen) Entlastung von Menschen bzw. Humanisierung der Arbeit Unzureichende oder nicht mehr ausreichende Effektivität oder Effizienz (Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit) Rationalisierung bzw. Verbilligung von Produktion oder Maschinen Imagegewinn, Wettbewerbsgründe Schlechte oder sehr gute Betriebsergebnisse (Handlungsdruck bzw. Handlungsfreiraum (Risikokapital vorhanden)) Fördermittel von EU, Bund, Ländern oder Gemeinden sind für bestimmte Zwecke vorgesehen Zukunftsinvestition (Innovation) Projektgründe Projektvorphasen

23 23Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 2/23 Merkmale eines Anlagen-Entwicklungsprojekts Einmalsystem (oder Kleinserie) mit spezieller Aufgabenstellung und Anforderungen Große komplexe technische Anlagen bzw. Systeme Längere Laufzeiten (bis mehrere Jahre) Merkmale einer Produktentwicklung Technischer Prozess in einem Gerät oder einer Maschine konzentriert Oder eine Einzelkomponente eines komplexeren Gesamtsystems Oft für Massenproduktion vorgesehen Bei Entwicklungsprojekten werden bekannte Geräte, Methoden, Verfahren und Hardwarekomponenten auf Automatisierungsaufgaben angewendet. Forschungsprojekt Lösung bzw. Machbarkeit unklar bzw. ungewiss Sehr hohes Entwicklungsrisiko Hoher Bedarf an Neuentwicklung auch von Einzelkomponenten Längerfristige Festlegung bzw. Investition. ( ) Projektmerkmale Projektvorphasen

24 24Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 2/24 Vorphasen/Planungsphase  Projektgründe/Projektmerkmale  Machbarkeit  Kosten/Nutzen-Analyse  Lastenheft Aufbau Requirement-Engineering Beschreibungsmittel Entwurfsmethoden Entwurfswerkzeuge Angebotserstellung Systemerstellung/Entwicklung  Pflichtenheft  Systementwurf  Softwareentwurf  Implementierung  Systemintegration  Test und Abnahme Systempflege Qualitätssicherung Konfigurations management Projektmanagement  Übersicht Produktzyklus

25 25Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 2/25 Untersuchung der Machbarkeit Oft im Rahmen von Machbarkeitsstudien hausintern extern vergeben Zweck: Risikoverminderung Verifikation der Notwendigkeit Machbarkeit Projektvorphasen

26 26Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 2/26 Untersuchung der Machbarkeit: Fragen Ist der Bedarf an der richtigen Stelle artikuliert (Notwendigkeit)? Was gibt es schon (Wettbewerb)? Gibt es Teillösungen und (fähige, vertrauenswürdige und konstante) Partner für die Problemstellung? Sind die Lösungen in bestimmter Zeit realisierbar? Deckt die Lösung den tatsächlichen Bedarf? Welche Vorschriften und Richtlinien sind einzuhalten? Welche Kosten entstehen? Sind die Lösungen finanzierbar? Wo liegen die Projektrisiken? Welche Zuverlässigkeit bzw. Verfügbarkeit wird das Lösungssystem haben? Welche Folgekosten entstehen (Schulung, Wartung)? Wie wirkt sich die Systeminstallation auf eigene Einrichtungen oder Abläufe aus? Wie sehen Erweiterungsmöglichkeiten aus? Was kosten sie? Wie lange ist die voraussichtliche Betriebslaufzeit? Machbarkeit Projektvorphasen

27 27Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 2/27 Vorphasen/Planungsphase  Projektgründe/Projektmerkmale  Machbarkeit  Kosten/Nutzen-Analyse  Lastenheft Aufbau Requirement-Engineering Beschreibungsmittel Entwurfsmethoden Entwurfswerkzeuge Angebotserstellung Systemerstellung/Entwicklung  Pflichtenheft  Systementwurf  Softwareentwurf  Implementierung  Systemintegration  Test und Abnahme Systempflege Qualitätssicherung Konfigurations management Projektmanagement  Übersicht Produktzyklus

28 28Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 2/28 Neues Beispiel: Video-Überwachungssysteme für Objektschutz Auswerterechner (Bildverarbeitung) Leitstelle (Alarmzentrale) Bildspeicherung (Mobil)-Telefon Monitor Alarmbehandlung Alarmsirene Kameras ggf. (Infrarot-)Beleuchtung ISDN Netzwerk Monitor Kosten/Nutzen-Schätzung Projektvorphasen

29 29Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 2/29 Kosten/Nutzen „Automatisierung Video-Überwachungssysteme für Objektschutz“ Aufgabe: Permanente Überwachung des Geländes auf bestimmte menschliche Aktivität. Mögliche Fehler: Relevante Ereignisse (z.B. Eindringversuch) werden nicht erkannt: Nicht-Detektion. Ein irrelevantes Ereignis führt zu einer Alarmierung und Aktion: Falschalarm. Bisher: Ständige Beobachtung der Szene auf Monitorwand durch Menschen. Ermüdungs- und Überlastungsgefahr. Ziel der Automatisierung: Reduktion der Nicht-Detektionen und Falschalarme Leistungssteigerung Kosten/Nutzen-Schätzung Projektvorphasen

30 30Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 2/30 Kosten/Nutzen Automatisierung Video-Überwachungssysteme für Objektschutz Gesamtkosten: Mittlerer Schaden pro Einbruch mit / ohne mal Häufigkeit Einbruchversuche p.a. p.a.mal Nichtdetektionsrate mit / ohne plus Mittlere Kosten pro Alarmfolgeaktion mal Falschalarmrate p.a. mit / ohne plus Investitionsverzinsung p.a. plus Wartung/Instandhaltung p.a. plus Personalkosten p.a. mit / ohne Kosten/Nutzen-Schätzung Projektvorphasen


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