Team-Plattform für die integrierte Software-Entwicklung

Bei der Layout-Planung von Fabrikhallen hat sich der Planungstisch als Team-freundliches Arbeitsmittel bereits bewährt. Nun soll er auch neue Wege beim Software-Engineering eröffnen. Die Anpassung oder Neuentwicklung von Steuerungssoftware ist mittlerweiIe einer der größten Kostenfaktoren im Maschinenbau.

Die Software-Entwicklung und damit verbundene Engineering-Tätigkeiten spielen eine immer wichtigere Rolle bei der Entwicklung von Automatisierungssystemen. Im Maschinenbau ist Software inzwischen der größte Kostenfaktor. Doch auch die Ansprüche im laufenden Betrieb nehmen zu. Produktionsstrukturen und -abläufe ändern sich in immer kürzeren Zeitabständen und entsprechend müssen die Steuerungen laufend angepasst werden. Dies alles ist nur dann wirtschaftlich möglich, wenn die Steuerungssoftware in graphischen Modellen, den Software-Plänen, dokumentiert ist. „Das große Problem dabei ist, die verbal formulierten Wünsche des Anwenders in präzise Modelle zu überführen“, erklärt Software-Entwickler Arnulf Braatz vom Fraunhofer IPA.

Durch die integrierte Software-Entwicklung wird die Erstellung von Programmen für die Systemsteuerung in der Anlagenplanung oder der Maschinenkonstruktion ermöglicht und dadurch eine erhebliche Steigerung der Effizienz und der Zuverlässigkeit erreicht. Dieses Potenzial kann aber nur genutzt werden, wenn neue Hardware- und Software-Komponenten die Zusammenarbeit der Planer und der Planungssysteme unterstützen.

Als neues Hilfsmittel dafür stellte das Fraunhofer IPA auf der SPS/IPC/DRIVES in Nürnberg eine Adaption des Fabrik-Planungstischs vor. Er ist zentrales Element der am Institut entwickelten interaktiven teambasierten Produktionssystemplanung. Sie verbindet gemeinschaftliche Planung mit der objektiven Auswertung durch High-End-Bewertungssysteme. Der Fabrik-Planungstisch ist dabei sowohl graphisches Frontend zur Fabrikplanung als auch Integrationsplattform für die dabei anfallenden umfangreichen Datenmengen und komplexen Datenstrukturen. „Bei der Planung der Anordnung von Produktionsmitteln in der Fertigung hat sich der Planungstisch bereits erfolgreich bewährt“, berichtet Projektleiter Ralf von Briel – u. a. in Projekten mit dem Werkzeugmaschinenhersteller Trumpf in Ditzingen oder der Homag AG, Schopfloch, die Holzbearbeitungsmaschinen fertigt.

„Sein interaktives, Team-basiertes Bedienerinterface und die virtuelle Fertigungsumgebung machen den Planungstisch auch zu einem idealen Werkzeug, um Software-Planung für die industrielle Steuerungstechnik zu betreiben“, meint Software-Entwickler Braatz. Mit Hilfe einer modernen Bilderkennungs- und Präsentationstechnik hebt der Planungstisch die Beschränkung der Einzelarbeitsplätze auf. Ein Beamer projiziert ein zweidimensionales Abbild des zu planenden Bereichs über einen Spiegel auf die Tischoberfläche, während ein zweiter eine 3-D-Ansicht des Planungsbereichs auf einer weiteren Projektionsfläche – beispielsweise einer Wand – darstellt. Die Anwender interagieren mit dem System hauptsächlich über Bricks – kleine reflektierende Würfel, mit denen sie Planungselemente einfach aufrufen und verschieben können. Das System registriert diese Interaktionen mit Hilfe einer Kamera.

Virtuelle Fertigungsumgebung und interaktiver Zugang zu den Planungsdaten ermöglichen es auch dem Nicht-Spezialisten im Software-Engineering, seine Anforderungen so zu formulieren, dass sie in die hinterlegten, objektorientierten Software-Daten übernommen werden können. Der Anwender legt sie bereits zum Planungszeitpunkt fest, während er die Maschinen im Hallenlayout an- und ihnen alle notwendigen Automatisierungsgeräte mit ihren Funktionen zuordnet. „Dieser Ansatz reduziert nicht nur die Reibungs- und Zeitverluste in der Planung von Steuerungen erheblich“, sagt Arnulf Braatz. „Er führt auch zu einer deutlich besseren Akzeptanz des Planungsergebnisses, weil Anwender und Entscheider bei der Anforderungsfindung von Anfang an dabei sind“, folgert er.

Ihre Ansprechpartner für weitere Informationen:
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Dipl.-Kfm. Ralf von Briel, Telefon: 0711/970-1171, Telefax: 0711/970-1009, E-Mail: rvb@ipa.fhg.de
Dipl.-Ing. Arnulf Braatz, Telefon: 0711/970-1227, Telefax: 0711/970-1008, E-Mail: afb@ipa.fhg.de