Software Engineering Produktionstechnik für f r das 21. Jahrhundert

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1 Produktionstechnik für f r das 21. Jahrhundert Prof. Dr. Klaus Schmid Warum ist wichtig? das Fundament unserer Wirtschaft Verbreitung in verschiedensten Gebieten: Informationssysteme Buchhaltung Finanz- und Abrechnungssysteme Web-Portale Telekommunikation Handys Datenübertragung VoIP Eingebettete Systeme Consumer-Elektronik Automobil-Industrie Luft- und Raumfahrt , Absolventenfeier Prof. Dr. Klaus Schmid 1 1

2 Warum ist wichtig? Bedeutung der IT-Industrie in Deutschland Deutschland: ITK (ohne eingebettete Systeme) Umsatz 2006: ~290 Milliarden EUR (Zahlen nach BITKOM) Stärkste Wachstumsbereiche: entwicklung und IT-Services alleine: 4,5 6 % in den letzten Jahren Beschäftigte (in 2006) Anstieg der Beschäftigten in und Dienstleistung um 20 % (seit 2000) neue Arbeitsplätze % aller Unternehmen nennen Fachkräftemangel als wesentliches Wachstumshindernis Aber zu wenig Studierende in diesem Bereich , Absolventenfeier Prof. Dr. Klaus Schmid 2 Warum ist wichtig? Extreme Kosten- und Zeitüberschreitungen 1981: US Air Force Command & Control überschreitet Kostenvoranschlag fast um den Faktor 10: 3,2 Mio. US-$ : Integration der kalifornischen Systeme zur Führerschein- und KFZ-Registrierung abgebrochen: 44 Mio. US-$. 1992: Integration des Reservierungssystems SABRE mit anderen Reservierungssystemen abgebrochen: 165 Mio. US-$. 1997: Entwicklung des Informationssystems SACSS für den Staat Kalifornien abgebrochen: 300 Mio. US-$. 1994: Eröffnung des Denver International Airport um 16 Monate verzögert wegen problemen im Gepäcktransport-System: 655 Mio. US-$. 2003: Das deutsche Maut Erfassungssystem "Toll Collect" konnte nur verspätet in Betrieb genommen werden: ~6,5 Mrd.. Unzureichendes! , Absolventenfeier Prof. Dr. Klaus Schmid 3 2

3 Warum ist wichtig? als Industrielle Basis Grundlage erfolgreicher Produktentwicklung Notwendig interdisziplinär: Organisatorische und Management-Aspekte Technische Aspekte Betriebswirtschaftliche Aspekte Die Qualität der produktion bestimmt die wirtschaftlichen Möglichkeiten von Unternehmen! , Absolventenfeier Prof. Dr. Klaus Schmid 4 produktion Eine kurze Geschichte der Produktion Handwerker alles aus einer Hand Hier stehen wir Manufaktur Arbeitsteilung, formale Produktionsprozesse heute!! (1800+) Fliessbandfertigung Zerlegung in Teilprodukte (beschränkte Fertigungstiefe) Moderne Fertigungsstraße (Lean Production) Systematische Variation Teilelieferung und produktion auf Gesamtproduktion abgestimmt Fertigungsroboter Herstellung und Montage durch Roboter produktion ist die!! , Absolventenfeier Prof. Dr. Klaus Schmid 5 3

4 Komponenten = Manufaktur Formale Prozesskontrolle Definition von Vorgehensmodellen Prozessmodelle Statistische Kontrolle Reifegradmodelle (Assessierung) CMMI SPICE Vorteile Bessere Überprüfbarkeit Vorhersagbarkeit von Kosten und Qualität Systematische Verbesserung wird möglich Stand Vor allem in eingebetteten Bereichen verbreitet Basis für weitere Verbesserungen , Absolventenfeier Prof. Dr. Klaus Schmid 6 Komponenten = Manufaktur Komponentenbasierte Entwicklung Arten Externer Komponentenmarkt Open-Source Komponenten Interner Komponentenmarkt Vorteile Auslagerung der Teilefertigung an Zulieferer Kostenreduktion durch Verteilung der Kosten über viele Abnehmer Bessere Qualität durch vielfache Nutzung Neue Wertschöpfungsmodelle für Komponentenzulieferer Aktueller Stand Komponententechnologien bereits weit verbreitet Bisher meist geringe Zahl von Komponenten Stand: 18. / 19 Jhdt , Absolventenfeier Prof. Dr. Klaus Schmid 7 4

5 Produktlinien = Fliessbandfertigung Produktlinienentwicklung (1) Interner Komponentenmarkt Konfigurierbare Komponenten Systemarchitektur als Integrationsgerüst Produkte Funktionen Analyse für Wiederverwendung mit Wiederverwendung Konstruktion , Absolventenfeier Prof. Dr. Klaus Schmid 8 Produktlinien = Fliessbandfertigung / Projektbeispiele Produktlinien Projektbeispiele Market Maker Entwicklung einer Finanzinformationsplattform (Online) Desktop- in diesem Bereich existierte bereits Kleines Entwicklungsteam Ziel: neue Kundenanforderungen schnell bedienen Resultate: Definition eines Produktportfolios Entwicklung einer Produktlinienbasis Sehr kurze Entwicklungszeit für Standardprodukte (Tage!) Hohe Qualität (24 / 7 Anforderungen) Geringer Wartungsaufwand >50 Kunden mit ca. 5 Entwicklern , Absolventenfeier Prof. Dr. Klaus Schmid 109 5

6 Produktlinien / Erfahrungen Erfahrungen mit Produktlinien (1) Kostenreduktion teilweise bis zu 95% Schnellere Produktreife Tage statt Wochen Vereinheitlichung der Nutzerschnittstelle (vor allem für suiten) Qualitätsverbesserung Getestete Komponenten Wiederverwendung von Testfällen Potential für Simulationstests Kontexte: 6 bis >1000 Entwickler Sowohl eingebettete Systeme als auch Informationssysteme , Absolventenfeier Prof. Dr. Klaus Schmid Produktlinien / Erfahrungen Erfahrungen mit Produktlinien (2) Große Probleme mit Management Unglaube, dass solche Verbesserungen möglich sind Widerstand gegen Organisationsveränderung Abhängigkeit von anderen Teilorganisationen Technische Probleme Modellierung von Variabilität (Integration in Werkzeuge) Architekturkonzepte Systematische entwicklung , Absolventenfeier Prof. Dr. Klaus Schmid

7 Fertigungsroboter = Domänenspezifische Sprachen Domänenspezifische Sprachen (1) Grundidee: Vergleichbar einer Programmiersprache Programmieren auf Benutzerniveau: Die Zimmerbeleuchtung soll gedimmt werden, wenn der Fernseher eingeschaltet wird. Voraussetzung: Domänenanalyse (Identifikation der beschreibenden Konzepte) Erstellen einer Entwicklungsumgebung Umsetzung: Modellbasierte Techniken , Absolventenfeier Prof. Dr. Klaus Schmid Fertigungsroboter = Domänenspezifische Sprachen Domänenspezifische Sprachen (2) Vorteile: Enorme Reduktion der Entwicklungskosten (bis zu Faktor ~100) Sehr hohe Qualität (keine Entwurfs- und Implementierungsfehler) Nachteile: Sehr hoher initialer Aufwand: Vollständige Domänenanalyse Erstellung einer Entwicklungsumgebung Sehr hohe Kosten bei Änderungen , Absolventenfeier Prof. Dr. Klaus Schmid

8 Integration der Ansätze Wirtschaftliche Abwägung Komplementäre Ansätze Relativ geringer ROI Sehr hoher ROI komponentenbasiert Produktlinien domänenspezifische Sprachen - geringe Aufbaukosten - flexibel - unspezifisch - hohe Aufbaukosten - sehr domänenspezifisch - hohe Anpassungskosten , Absolventenfeier Prof. Dr. Klaus Schmid Reality Check Herausforderungen Management: unklare Vision Geeignete Entwicklungsprozesse Unzureichende Werkzeugunterstützung Chancen Steigende Zahl von Varianten Stärkere Domänenorientierung Systematisierung der entwicklung Kosten-/ Nutzenorientierung Die entwicklung wiederholt die Evolution der Produktion , Absolventenfeier Prof. Dr. Klaus Schmid

9 Ausblick Weitere Entwicklungen Modellbasierte Techniken Service-Orientierung Integration mit semantischen Technologien Chancen Weitere Ausbreitung von systemen Neue Technologien Immer mehr Tätigkeiten an Schnittstellen Viele Chancen und Herausforderungen! , Absolventenfeier Prof. Dr. Klaus Schmid