IT für Intralogistiksysteme 2015

Transkript

1 Vorlesung: IT für Intralogistiksysteme 2015 Kapitel 7: Ausfallsicherheit und Datensicherung - Softwaretechnik (Software-Engineering) Prof. Dr.-Ing. Frank Thomas Dr. Thomas + Partner GmbH & Co. KG, Karlsruhe Karlsruhe, den D

2 Schriftliche Prüfungen Fachrichtung Wirtschaftsingenieurwesen (Dauer: 120 min) Klausurtermin: Dienstag, der 15. September 2015 von im Gerthsen Hörsaal. Die Vorbesprechung zur Klausur findet am Dienstag, den 01. September 2015 um Uhr in der Firma DR. THOMAS + PARTNER statt. (Fragestunde und Stoffabgrenzung) 2 D

3 Ausfallsicherheit und Datensicherung (I)! Bei jedem technischen System muss während des Betriebes mit Fehlfunktionen und Ausfällen gerechnet werden! Eine 100%ige Verfügbarkeit kann nicht gewährleistet werden 3

4 Ausfallsicherheit und Datensicherung (II) Die Überlegungen hinsichtlich einer Risikoverminderung bewegen sich im Spannungsfeld Risiko - Aufwand - Nutzen 4

5 Spannungsfeld Risiko- Aufwand- Nutzen Ausfall- Risiko Aufwand Nutzen 5

6 Ursachen für Datenverluste und Systemstillstände - Vermeidung von Hardware-Fehlern - Logische Fehler sind die häufigste Ausfallursache! " Systemausfälle basieren immer seltener auf reinen Hardware-Problemen (diese machen gerade mal etwa 15% aus). " Der Anteil ungeplanter Stillstände aufgrund Software- und Anwenderfehler (logische Fehler) wird, unter anderem bedingt durch die steigende Komplexität, immer größer. Das betrifft rund 85% aller Systemausfälle! 45% Software-Fehler Quelle Text: libelle.com 15% Hardware-Fehler 40% Anwender-Fehler Quelle Grafik: Gartner Group 6

7 Hardware-Ausrüstung Hardware-Ausrüstung * beeinflusst die Systemverfügbarkeit um etwa 15% durch die von ihm gelieferte! Hardware! Systemsoftware, Netzwerksoftware, Datenbank! Wartung * bezogen auf UNIX- System 7

8 Konzept eines Clusters mit automatischer Fehlererkennung und -beseitigung Alle Rechner haben Zugriff auf alle Platten. Im Normalfall arbeitet jeder Rechner mit seinen Platten. Die Applikation wird in Pakete zerlegt: z.b. WE, BS (Bestandsführung), Nachschub, Kommissionierung, Leitstand, MFCS, WA. Komm. Komm. BS WA Leitstand MFCS BS Mehrfachsystem als Backup voll redundant. Alle Rechner überwachen sich durch sogenannte Herztöne (= Bitmuster). Komm. MFCS Fällt z.b. Rechner C aus, übernehmen die noch lebenden Rechner A,B und D die Pakete von Rechner C. 8

9 Diskussionsforum - Mehrwert schaffen durch Optimierung! Software-Entwicklung nach industriellen Maßstäben. Innovativer Ansatz: Das MFC-System wird als IT-Baustein auf die Standard-Plattform mit Basis-Diensten aufgesetzt. WMS Ethernet MFCS TCP/IP TS F : DC F : FC! Schnittstelle WMS - RADT - MFCS: LAN-Kommunikation entfällt.! WMS und MFCS sind auf einer Hardware-Plattform vereint: Damit kann das Konzept eines Cluster mit automatischer Fehlererkennung und Beseitigung zum Einsatz kommen.! Diese sogenannte Desaster-Sicherung bringt insbesondere einen Schutz des Gesamtsystems von äußeren Einflüssen (siehe Kapitel 2). 9 D

10 Ursachen für Datenverluste und Systemstillstände - Datenkommunikation (Software/Hardware) - Logische Fehler sind die häufigste Ausfallursache! " Systemausfälle basieren immer seltener auf reinen Hardware-Problemen (diese machen gerade mal etwa 15% aus). " Der Anteil ungeplanter Stillstände aufgrund Software- und Anwenderfehler (logische Fehler) wird, unter anderem bedingt durch die steigende Komplexität, immer größer. Das betrifft rund 85% aller Systemausfälle! 45% Software-Fehler Schnittstelle: Datenkommunikation Quelle Text: libelle.com 15% Hardware-Fehler 40% Anwender-Fehler Quelle Grafik: Gartner Group 10

11 Datenkommunikation Übertragungsmedien Fremdsystemkopplung RADT Übertragungsverfahren Festlegungen zur Kommunikation zwischen Rechnern, Steuerungen und dem übertragendem Netzwerk Protokolle Netztopologie Zugriffsverfahren 11 D

12 RADT - Reliable Application Data Transfer Fremdsystemkopplung! Die Kopplung zu Fremdsystemen, auch zu SPSen, wird über eine gesicherte Kopplungsschicht TP-RADT realisiert, die einen geblockten Telegrammaustausch über Streamsockets auf TCP/IP abwickelt.! Der Nachrichtenaustausch und der Quittungsverkehr erfolgen über einen einzigen Socket.! Vorteil: Streamsocket auf TCP/IP # Weltweit nutzbar, auf jeder Plattform verfügbar # Einfach zu administrieren (Firewall, Tunneling) # Einfache APPs für viele Programmiersprachen! Verlustfrei: keinerlei Datenverlust auf der Übertragungsstrecke 12 D

13 RADT - Reliable Application Data Transfer Sichere Übertragung! Ein Nachrichtenblock, der auch nur aus einen einzelnen Telegramm bestehen kann, wird mit einer Sequenznummer versehen und an den Verbindungspartner übertragen. # Jede Nachricht erhält vom Sender eine Sequenznummer # Der Empfänger quittiert den Erhalt der Nachricht unter Angabe der Sequenznummer # Der Sender überwacht das Eintreffen der Quittung, nach einem Timeout wird die Sendung wiederholt, die Sequenznummer bleibt gleich. # Der Empfänger erkennt doppelte Sequenznummern, verwirft die Wiederholsendungen, quittiert sie aber! # Der Sender sendet die nächste Nachricht erst wenn die aktuelle Nachricht quittiert ist. 13 D

14 RADT - Reliable Application Data Transfer TCP / IP - Funktionsweise IP Source Address: Destination Address: D

15 TP-RADT - Funktionsweise Befehl wird in TP- RADT gepackt und gesendet (DT) Die ersten 8 Bytes werden gelesen TCP / IP Die nächsten x Bytes werden gelesen und gespeichert Bestätigung wird gesendet (DC) Nächster Befehl kann gesendet werden Endpunkt Endpunkt D

16 TP-RADT - Funktionsweise Timer läuft aus (normal 3-5 Minuten) (PT) Die ersten 8 Bytes werden gelesen TCP / IP Es wird erkannt, dass es ein TP ist Bestätigung wird gesendet (PC) Timer wird neu gestartet Endpunkt Endpunkt 16 D

17 Ursachen für Datenverluste und Systemstillstände - Vermeidung von Software-Fehlern - Logische Fehler sind die häufigste Ausfallursache! " Systemausfälle basieren immer seltener auf reinen Hardware-Problemen (diese machen gerade mal etwa 15% aus). " Der Anteil ungeplanter Stillstände aufgrund Software- und Anwenderfehler (logische Fehler) wird, unter anderem bedingt durch die steigende Komplexität, immer größer. Das betrifft rund 85% aller Systemausfälle! 45% Software-Fehler Quelle Text: libelle.com 15% Hardware-Fehler 40% Anwender-Fehler Quelle Grafik: Gartner Group 17

18 Vorteile durch die eingesetzte zukunftsorientierte Software-Architektur Mit Blick auf die Hardware! Applikationssoftware ist paketiert ( Clusterbildung / Lastverteilung )! Parallelisierung steigert Performance! Parallelisierung ermöglicht Fehlerbehandlung im laufenden Betrieb Eine höhere Softwarequalität durch ein besser durchdachtes Design! Wiederverwendung, Adaptive Prozessbausteine, Plugins - der Code wird dadurch zuverlässiger und robuster! Weniger neuer Code muss implementiert werden! TWS Plattform hat hohen Reifegrad durch breiten Einsatz! Weniger Wartungsfälle, weniger Wartungsaufwand 18 D

19 Diskussionsforum - Mehrwert schaffen durch Optimierung! Software-Entwicklung nach industriellen Maßstäben. Innovativer Ansatz: Das MFC-System wird als IT-Baustein auf die Standard-Plattform mit Basis-Diensten aufgesetzt. WMS Ethernet MFCS TCP/IP TS F : DC F : FC! Schnittstelle WMS - RADT - MFCS: LAN-Kommunikation entfällt.! WMS und MFCS sind auf einer Hardware-Plattform vereint: Damit kann das Konzept eines Cluster mit automatischer Fehlererkennung und Beseitigung zum Einsatz kommen.! Diese sogenannte Desaster-Sicherung bringt insbesondere einen Schutz des Gesamtsystems von äußeren Einflüssen (siehe Kapitel 2). 19 D

20 Neue Software - Belastungsprobe für Unternehmen 20

21 Probleme in SWE-Projekten Untersuchung der Standish Group:! 8380 SWE-Projekte! 365 IT-Manager Ergebnisse:! 16,2 % der Projekte lagen innerhalb der geplanten Termine und des geplanten Budget und erfüllten alle spezifizierten Anforderungen! 52,7 % wurden jenseits der geplanten Projektdauer und -kosten sowie mit unvollständigen Anforderungen beendet! 31,1 % der Projekte wurden abgebrochen! Ø aller Projekte: 222 % über geplante Projektdauer! 52,7 % überstiegen die geplanten Kosten um 189 % Quelle: 21

22 Mangelnde Kommunikation Das Hauptproblem ist nicht in der Software zu suchen, sondern in den Köpfen der Beteiligten:! Sprechen Auftraggeber und Entwickler die gleiche Sprache?! Weiß der Anwender, was überhaupt möglich ist und in welchen Schritten?! Haben die Entwickler alle Informationen?! Fragt der Entwickler noch, wenn er unter Zeitdruck steht?! Ergebnis: Dialoge finden nicht statt! Individuell auf das Unternehmen zugeschnittene Funktionen fehlen! 22

23 Mangelnde Kommunikation Warum scheitern SW-Entwicklungsprojekte? unvollständige Anforderungen 13,1 % Einbeziehung von Benutzern 12,4 % Erwartungen 9,9 % Change Requests 8,7 % in Summe: 44,1 % 44,1 % der Faktoren, die den Projekterfolgt beeinträchtigen, hängen direkt oder indirekt mit Anforderungen zusammen. Quellen: TÜV Rheinland / Berlin / Brandenburg Standish Group 23

24 Kostentreiber Was schief gelaufen ist erkennen die Nutzer meistens erst nach der Inbetriebnahme. Fehler der ersten Stunde zeigen sich erst nach der Inbetriebnahme. Ergebnis einer falschen Taktik: Die Nutzer werden in keiner Phase der Software-Entwicklung gefragt. 24

25 Softwaretechnik (Software-Engineering) Da Software zu erstellen und zu warten aufwendig ist, erfolgt die Entwicklung anhand eines strukturierten zielorientierten Planes. Zielorientiert bedeutet die Berücksichtigung von überschaubaren, zeitlich und inhaltlich begrenzten Phasen, sowie Kosten und Qualität. Die Entwicklung von Software ist interdisziplinär. Es ist wichtig, schon früh alle beteiligte Nutzer Logistikplaner und Softwareentwickler als Team mit einzubeziehen. 25

26 software follows function! Es ist wichtig, schon früh alle beteiligte Kunden / Nutzer... Logistik-Planer... und Softwareentwickler als Team mit einzubeziehen. Logistik-Planer Nutzer, Kunden SW-Entwickler siehe auch Kapitel 7 Die Implementierung der Warehouse Management Solutions erfolgt immer in interdisziplinären Teams aus Logistik-Experten und Software-Spezialisten. Die Zusammenarbeit dieses Teams mit dem Kunden sichert eine großmögliche Effizienz der Prozesse und eine maximale Akzeptanz. D

27 software follows function! Planung Lastenheft: Anforderungsdefinitionen, Prozessziele Logistik-Planer Pflichtenheft - Definition und Beschreibung der Geschäftsprozesse von WE bis WA* - Layout-Planung und detaillierte Beschreibung der technischen Gewerke - Informationsbedarf im Prozess-Schritt - Informationsbedarf am Leitstand IT-Lastenheft: Einordnung in die Systemlandschaft Vorgehensmodell (Migrationsstufen) Zeitplanung Projektlaufzeit Nutzer, Kunden Aufwandsschätzung SW-Entwickler * best practice siehe auch Kapitel 7 27

28 software follows function! Anforderungsanalyse Auswertung Prozess- und Datenfluss entlang der Geschäftsprozesse vom WE bis WA* Systemanalyse Strukturierte Analyse (SA) Objektorientierte Analyse (OOA) Entwicklungsprozess mit objektorientierten Werkzeugen Ziel: Lauffähiges Kundensystem Logistik-Planer Nutzer, Kunden Anwendungsdomäne mit ausgetesteten Software-Modulen* als Komponenten und projektspezifischen Plug-Ins SW-Entwickler * best practice siehe auch Kapitel 7 28

29 Erfolg verleiht Flügel das Team macht etwas Spannendes etwas wofür Gehirnschmalz gebraucht wird wo Ideen zählen auf jeden kommt es persönlich an das Team verstärkt sich durch gute, hochmotivierte Mitarbeiter. "Wer will keinen Erfolg haben"? 29

30 Entwicklungsprozess mit objektorientierten Werkzeugen Entwicklungsprozess mit objektorientierten Werkzeugen: Neu dabei ist: Man verlässt das Wasserfallprinzip Im iterativen Prozess nimmt man in jeder Phase Unvollständigkeiten bewusst in Kauf Die Rückkehr zu jeder Phase wird durch Werkzeuge (case tools) unterstützt, die eine permanente Konsistenzprüfung des Gesamtsystems zulassen 30

31 Entwicklungsprozess mit objektorientierten Werkzeugen - Phasen der Software-Entwicklung (II) Konstruktionsphase Implementierungsphase Modellierung Systemverhalten Modellierung Fachkonzept Architektur und Implementierungsentwurf Inbetriebnahmephase Einsatz und Wartung* *hier fließen Erkenntnisse aus der Praxis zurück in die Entwicklung 31

32 Tests - Schulung - Inbetriebnahme - Wartung Inbetriebnahmephase Software-Entwickler Einsatz und Wartung! Inhouse-Tests / Schnittstellentest! Inbetriebnahme / Schulung! Produktionsbegleitung / Schulung! Gewährleistung meistens 12 Monate! Wartung Test-Team Schulungs-Team Schulungs-Team Wartungsteam Wartungsteam 32

33 Kostenfortpflanzung bei Fehlentscheidungen Projektabschnitte in der Softwareentwicklung: Analyse & Design Implementierung Pflege Kosten pro Fehler x 6 x 10 Kosten pro Fehler Kosten pro Fehler ÄNDERN TÜV Rheinland / Berlin / Brandenburg / Bosten Consulting 33

34 Begriffswirwarr 34

35 Begriffswirrwarr und die Folgen auf der Entscheider-Ebene! Die Entscheider lassen sich von Hochglanzbroschüren und raffinierten Werbespots blenden und vergessen zu prüfen, ob die ausgewählte Software auch zu ihrem Unternehmen passt! Eigentlich müssten die Entscheider dafür sorgen, dass die Fach- und IT-Abteilungen Projekte gemeinsam planen, budgetieren und durchführen 35

36 Begriffswirrwarr und die Folgen für die EDV-Entwicklung! Die immer neuen Begriffe überdecken Entwicklungsdefizite! Das führt zu extrem aufwendigen Lösungen! Die Reaktion aus den Unternehmen ist der Ruf nach Spezialisten die diese Komplexität beherrschen! Dabei wird komplex oft mit komplexer Software gleichgesetzt 36

37 Strategische IT-Ausrichtung in den Unternehmen (I)! Ohne ständige, kritische Würdigung der weltweiten IT-Entwicklung (Halbwertszeit IT-Wissen: < 3 Jahre) ist eine strategische IT- Ausrichtung in den Unternehmen gefährlich! Gewachsene IT-Strukturen werden zu schwer beherrschbaren Monolithen! IT-Kostenstrukturen zeigen: # Wartung: durchschnittlich 75% # Für neue Lösungen: 25% 37

38 Strategische IT-Ausrichtung in den Unternehmen (II)! Ein sogenannter Megatrend in der Branche: # Zukunftsvisionen sollen IT-Kosten reduzieren und flexibler gestalten und Budget für IT-Innovationen freimachen # Cloud Services, Virtualisierung, Utility-Sourcing-Angebote, Outsourcing-Optionen,...! Zukunftsvisionen: ja - aber die IT-Neuausrichtung ist eine primäre, interne Hausaufgabe.! Die erste Aufgabe ist es eine Führungskraft mit dem Spirit zu finden: Mein Job besteht darin, Veränderungen möglich zu machen... 38

39 Strategische IT-Ausrichtung in den Unternehmen (III)! Im Fokus bleibt immer der Kostendruck: # Durchführung von IT-Management Benchmarks # Interne Kundenzufriedenheit der Anforderer an ihre IT-Abteilung (oftmals beschämende Ergebnisse) # Die Ausgangslage, alles selbst entwickeln zu wollen, ist nicht zielführend (Schuster bleib bei Deinen Leisten!) # Kooperative Zusammenarbeit zwischen IT-Bereich und strategischen Partnern # Wie wird ein zukünftiges IT-Management aufgestellt, damit es als Profit-Center agieren kann? 39

40 Strategische IT-Ausrichtung in den Unternehmen Projektorganisation! Für jedes Produkt gibt es eine/einen Verantwortliche(n)! Die da unten in der Hierarchie haben volle Verantwortung! Die Geschäftsleitung ist hautnah informiert und akzeptiert Neuzugänge! Frage: Wie lange kostet die Idee bis die Basistechnologien weitgehend beherrscht sind, und die Abbildung höherwertiger Prozesse abgeschlossen sind? 40

41 Strategische IT-Ausrichtung in den Unternehmen Weiterentwicklung in der IT! In Zukunft werden IT-Ressourcen in modularer Form zur Verfügung stehen! Ergebnis: Die Unternehmen können unter zahlreichen Optionen wählen! Es werden Kombinationen aus internen und externen Lösungen entlang der Fähigkeiten und Angebote der externen Dienstleister optimiert werden müssen! Nutzen: Sie stehen nicht vor einer Alles-oder-Nichts-Situation 41

42 Was macht einen externen Dienstleister zu einem strategischen Partner für des Unternehmen? (I)! Der Partner muss die Branche verstehen, damit er auf die Bedürfnisse und Nöte der IT in den Unternehmen eingehen kann! Er muss alternative Kostenmodelle entwickeln, die den Trend zu immer komplexeren, teuren Lizenzwartungs-Modellen entgegenwirkt! Gefragt ist die Kompetenz des Partners in kritischen Phasen, wenn scheinbar harmlose Business-Entscheidungen auf die IT unterschätzt werden! Bleibt der Partner bei seiner Entscheidung, kann ihm das Kopf und Kragen kosten! Trotzdem muss er Stellung beziehen, denn tut er es nicht, ist die Strafe hinterher umso härter 42

43 Software-Technik In der Softwaretechnik sind unter anderem zwei Entwicklungen festzustellen:! Komplexität der Software: Der Trend geht dahin, dass Software immer komplexer wird. Daraus folgt eine zunehmende Bedeutung der Softwarearchitektur. Eine gute Softwarearchitektur schafft Transparenz.! Software muss sich an ständige Veränderungen anpassen: Neue Marktanforderungen oder Kundenwünsche müssen während oder nach der Entwicklungsphase ohne großen Aufwand umsetzbar sein (Entwicklungsprozess mit objektorientierten Werkzeugen). Es kann sonst ein Big Ball of Mud entstehen, eine gewucherte Software. Eine gute Software wirkt dem entgegen. siehe auch Kapitel 6 43 D

44 Komplexität beherrschen Hier hilft der Ansatz: 44

45 Komplexität beherrschen Für den Wandel der Logistik zu Logistik-Ketten und Logistik-Netzwerken bedeutet das: Die IT-Systemarchitektur in der Logistik ist die große Herausforderung dieses Jahrzehnts. Plant ein Unternehmen z. B. den Aufbau eines operativen SCM, muss das ganze intellektuelle Vermögen der beteiligten MA auf den Prüfstand! Gefragt sind Ausbildungen! in der Modellierung von prozessorientierten Geschäftsabläufen! und Methoden des dafür angemessenen IT-Einsatzes 45

46 Adaptive IT - Abbildung von Geschäftsprozessen durch adaptive IT-Prozessbausteine siehe auch Kapitel 5 D 46

47 Softwaretechnik (Software-Engineering) Da Software zu erstellen und zu warten aufwendig ist, erfolgt die Entwicklung anhand eines strukturierten zielorientierten Planes. Zielorientiert bedeutet die Berücksichtigung von überschaubaren, zeitlich und inhaltlich begrenzten Phasen, sowie Kosten und Qualität. Die Entwicklung von Software ist interdisziplinär. Es ist wichtig, schon früh alle beteiligte Nutzer Logistikplaner und Softwareentwickler als Team mit einzubeziehen. 47

48 Softwaretechnik - Phasen der Software-Entwicklung Planung Analyse Lastenheft (Anforderungsdefinitionen) Pflichtenheft (mit technischen Anforderungen, verfeinertes Lastenheft) Vorgehensmodell (Migrationsstufen) Zeitplanung Projektlaufzeit Aufwandsschätzung Anforderungsanalyse Auswertung Prozessanalyse entlang der Geschäftsprozesse vom WE bis WA Systemanalyse Strukturierte Analyse (SA) Objektorientierte Analyse (OOA) Logistik-Planer SW-Entwickler Nutzer, Kunden 48

49 Entwicklungsprozess mit objektorientierten Werkzeugen Entwicklungsprozess mit objektorientierten Werkzeugen: Neu dabei ist: Man verlässt das Wasserfallprinzip Im iterativen Prozess nimmt man in jeder Phase Unvollständigkeiten bewusst in Kauf Die Rückkehr zu jeder Phase wird durch Werkzeuge (case tools) unterstützt, die eine permanente Konsistenzprüfung des Gesamtsystems zulassen 49

50 Erfolg verleiht Flügel Die Unternehmen haben aus den Fehlern der Vergangenheit gelernt. Es werden in Scheiben geschnittene Projekte realisiert. Die Entscheidungsträger bis hin zur Geschäftsleitung nehmen aktiv am Entstehungsprozess teil und bringen Ihre Erfahrungen ein (z. B. in regelmäßigem Review). Damit lassen sich Prozent der Kosten sparen. Der Projekterfolg steht und fällt mit der Kompetenz des beteiligten Projektteams und den sinnvoll gestellten Randbedingungen. 50

51 Komplexität beherrschen durch interdisziplinär besetzte Teams Die Informatik sorgt nicht für das Verständnis des Problems sondern gibt Methoden an, auf die dann jedoch die Ingenieure angewiesen sind, um ihre ablauftechnischen Probleme zu lösen Lösung: 51

52 IT-Projekte in der industriellen Softwareentwicklung Vorgaben:! IT-Projekte sind überschaubar! Das Team muss spätestens nach einem Jahr Vorzeigbares liefern Folge:! Ein in Scheiben geschnittenes Projekt überfordert nicht die Geschäftsführung! Die Entscheidungsträger sind bereit, ihre Überprüfungsfunktionen wahrzunehmen! Zuständigkeiten werden genau definiert 52

53 Adaptive IT in der Intralogistik (Details in Kapitel 6)! Adaptive IT schöpft Einsparpotentiale in der Intralogistik voll aus! Anstatt eines großen Programms werden hier kleine Programmmodule auch Services genannt erstellt, und entlang der Prozesskette von WE bis zum WA wie in einem LEGO-Baukasten zu Prozessen zusammengebaut! Details: in Kapitel 6 53

54 Entwicklungsprozess mit objektorientierten Werkzeugen - Phasen der Software-Entwicklung (II) Konstruktionsphase Implementierungsphase Modellierung Systemverhalten Modellierung Fachkonzept Architektur und Implementierungs-Entwurf Inbetriebnahmephase Einsatz und Wartung* *hier fließen Erkenntnisse aus der Praxis zurück in die Entwicklung 54

55 Tests - Schulung - Inbetriebnahme - Wartung Inbetriebnahmephase Software-Entwickler Einsatz und Wartung! Inhouse-Tests / Schnittstellentest! Inbetriebnahme / Schulung! Produktionsbegleitung / Schulung! Gewährleistung meistens 12 Monate! Wartung Test-Team Schulungs-Team Schulungs-Team Wartungsteam Wartungsteam 55

56 Qualität der Software-Architektur Als Maß für die Qualität der Software-Architektur gelten:! Mittelbares Maß: Performance, Sicherheit, Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit, Robustheit, Funktionsumfang, Benutzbarkeit.! Unmittelbares Maß: Flexibilität, Testbarkeit, Integrierbarkeit, Wartbarkeit, Änderbarkeit, Portierbarkeit, Skalierbarkeit, Wiederverwendbarkeit. Frage nach der richtigen Software-Architektur! siehe auch Kapitel 6 56 D

57 Trennung nach Aspekten und Typisierung von Software In einem ersten Schritt wird die Software getrennt nach dem Aspekt: Technikbestimmter Software und Anwendungsbestimmter Software Lauffähiges Kundensystem Anwendungsdomäne Intralogistik Middleware Die Anwendungsdomäne bewältigt alle Problemfälle der Intralogistik. 57 D

58 Middleware Die Middleware (Zwischenanwendung) bezeichnet eine anwendungsunabhängige Technologie, die in fachlicher Anwendungs- software und Betriebssystem / Datenbank / Hardware vermittelt. Sie bietet notwendige und hilfreiche Dienste für die Implementierung und Laufzeit von Anwendungssoftware. Sie ist aber nicht dem Bereich der Anwendungssoftware zuzuordnen. Middleware Laufzeitumgebung Persistence Fremdgewerks-Kommunikation Interprozesskommunikation Eventhandling Dialoganbindung Fehler- und Ausnahmebehandlung MDA-Werkzeuge Das Modul Persistence hat die Aufgabe, die Verbindung zwischen Anwendung und relationaler Datenbank herzustellen. Utilities Logging / Tracing, XML Handling 58 D

59 Typisierung der WMS-Software / TWS Lauffähiges Kundensystem Anwendungsdomäne Projektspezifika Komponente Middleware Plugin Die Anwendungsdomäne bewältigt alle Aufgaben der Problemfelder innerhalb der Intralogistik. Sie strukturiert sich nach dem Grad der Wiederverwendbarkeit, Komponenten, TWS Plattform, Plugins und Profektspezifika. TWS - Platform Datenbank 59 D

60 Typisierung der WMS-Software / TWS Lauffähiges Kundensystem Anwendungsdomäne Projektspezifika Plugin Plugin (projektspezifisch) Plugin (projektübergreifend) Plugin (Standard) (projektübergreifend) Komponente Wareneingang Nachschub Kommissionierung Warenausgang MFCS Transportverwaltung Platzverwaltung Bestandsverwaltung Auftragsverwaltung Geräteverwaltung Middleware Laufzeitumgebung Persistenz Fremdgewerks-Kommunikation Interprozesskommunikation Eventhandling Dialoganbindung Fehler- und Ausnahmebehandlung MDA-Werkzeuge Utilities Logging / Tracing, XML Handling TWS - Platform Bedeutung A Datenbank B: A verwendet B 60 D

61 Erfolg verleiht Flügel Die Entwicklung von Software ist interdisziplinär besetzt l Softwarefehler und Anwendungsfehler werden minimiert Zielorientierter Plan wird eingehalten (Zeit, Kosten, Qualität) 61

62 Ursachen für Datenverluste und Systemstillstände - - Vermeidung von Anwender-Fehlern - Logische Fehler sind die häufigste Ausfallursache! " Systemausfälle basieren immer seltener auf reinen Hardware-Problemen (diese machen gerade mal etwa 15% aus). " Der Anteil ungeplanter Stillstände aufgrund Software- und Anwenderfehler (logische Fehler) wird, unter anderem bedingt durch die steigende Komplexität, immer größer. Das betrifft rund 85% aller Systemausfälle! 45% Software-Fehler Quelle Text: libelle.com 15% Hardware-Fehler 40% Anwender-Fehler Quelle Grafik: Gartner Group 62

63 Vermeidung von Anwendungsfehlern Systemstörungen bzw. Systemausfälle von Bedienfehlern sind im allgemeinen auf zwei Ursachen zurückzuführen:! zu komplizierte und nicht fehlertolerierende Benutzeroberfläche! mangelnde Schulung und Motivation der Bediener Vorteile durch Menütableaus:! weniger Eingabefehler! Eingabedauer verkürzt! nur zulässige Aktionen sind über Menü zugänglich! Hilfe für Personal durch Verwendung graphischer Symbole auf Tableau 63

64 Bluetooth: Datenübertragung per Funktechnik Hauptzweck und Ziel von Bluetooth ist das Ersetzen von Kabelverbindungen. Geräte mit Funktion nach den Standards von Bluetooth dürfen weltweit zulassungsfrei betrieben werden. Bluetooth bildet die Schnittstelle, über die sowohl mobile Kleingeräte wie Mobiltelefone, Smartphones und PDA s als auch Computer und Peripheriegeräte miteinander kommunizieren. Lösungen mittels Bluetooth-Anwendungen in der Logistik bietet Smar Mobile Logistics siehe auch Kapitel 4 64 D

65 WLAN (Wireless Local Area Network) Prinzip: Endgeräte stellen per wireless Adapter eine Funkverbindung zum wireless Access Point. Access Point ist die Funkschnittstelle für kabellose Kommunikationsgeräte. Intralogistik-Modus ist der wireless Access Point über Industrie-LAN mit dem WMS verbunden. QR-Codes Ring-Kamera LAN ACCESS POINT WMS WLAN oder EAN (GS1) Industrie LAN SMARTPHONE 65 D

66 Smar Mobile Logistics Entnahme Ziel Location Quittieren OK 66 D

67 Absicherung des Ablaufs mit Barcode Quittieren Zielkoordinaten am Regal Quittieren Paletten- ID bei Aufnahme 67

68 Der Arbeitsplatz des Staplerfahrers Long Range Scanner Funkterminal mit Stapler- Halterung Klare Dialog- Führung Große Tastatur 68

69 Manuelle Endloskommissionierung - Kleinteile-Lager PKW-Ersatzteile 69

70 Oberfläche der MDEs - Kommissionierung Kleinteile-Lager A C E B D F siehe auch Kapitel 5

71 Oberfläche der MDEs - Kommissionierung Kleinteile-Lager Lagerplatzkoordinate (Lagerort) einlesen! siehe auch Kapitel 5 Lagereinheit einlesen! Angegebene Menge aus Lagereinheit entnehmen und in angegebene Transport-Kommissionier- Kasten (TKK) legen. TKK einlesen!

72 Vorlesung: IT für Intralogistiksysteme 2015 Leitstand und Ressourcenplanung Prof. Dr.-Ing. Frank Thomas Dr. Thomas + Partner GmbH & Co. KG, Karlsruhe Karlsruhe, den D

73 Leitstand und Ressourcenplanung! Aus der Vielzahl an Informationen innerhalb eines Distributionszentrums werden gezielt die Datenmengen verarbeitet, die verlässliche Erkenntnisse über den bedarfsgerechten Einsatz von Ressourcen erlauben! Bei den Ressourcen handelt es sich um Mitarbeiter, Arbeitsplätze, Anlagen, Ausrüstungsgegenstände und Geräte die benötigt werden, um definierte Operationen zu erledigen 73

74 Leitstand und Ressourcenplanung Definition Zielvorstellungen! Was soll mit dem Leitstand erreicht werden?! Welche Prozesse sollen gemonitort werden?! Mit welchen Kennzahlen soll bewertet werden?! Soll der Arbeitsfortschritt und Leistungskennzahlen gemessen werden?! In welchem Detaillierungsgrad und welcher Form soll dargestellt werden können?! Welche Umsetzungsstufen/Pakete sollen realisiert werden? 74

75 Leitstand und Ressourcenplanung Beispiel vom Leitstands-Masken! Arbeitsfortschritt: Gesamtüberblick der Funktionsbereiche (Zeitscheiben)! Leistungsgrade Funktionsbereiche! Leistungsgrade Mitarbeiter-Level! Diverse Stati, z.b. Lagerbelegung! Bei den Ressourcen handelt es sich um Mitarbeiter, Arbeitsplätze, Anlagen, Ausrüstungsgegenstände und Geräte die benötigt werden, um definierte Operationen zu erledigen 75

76 Analysemodell für Geschäftsprozess Zweistufige Kommissionierung mit Batchpuffer und Sorterpackerei (I) Informationsbedarf im Prozessschritt Anzahl der Übertragungen der Kommissionieraufträge über den Tagesablauf von ERP an WMS Batch-Auffüllung entlang der übertragenen Zeitintervalle Komm. Sopa Arbeitsfortschritt-Meldungen von Beginn der Kommissionierung bis WA. Übergabe an KEP-Dienste MDE geführte Batch-Kommissionier-Steuerung (online): Scan: Gasse, Regal, Fach, Lagerfach Scan: Artikel, Eingabemenge Nulldurchgang Fehlermengenabwicklung Warenbegleitschein-Abwicklung Durchlaufzeit Warenbegleitscheine BDE-Meldung: Beginn Kommissionier-Rundgang BDE-Meldung: Ende Kommissionierrundgang Fehlermengenabwicklung (erst nach Meldung Ende) Status Wannenpuffer Batchstatus Batchfreigabe Dynamischer Batch-Wechsel Packprozess-Abwicklung siehe Kapitel 5 76 D

77 Analysemodell für Geschäftsprozess Zweistufige Kommissionierung mit Batchpuffer und Sorterpackerei (II) Prozessziele Kurze Durchlaufzeiten Hohe Rundgangs-Rendite durch kurze Wege Zeitgesteuerter Prozessablauf Synchroner Arbeitsfortschritt (Plan, Uhrzeit) Keine Abweichung vom vorgeschriebenen Prozessende Prozess-Sicherheit Daten aus Prozess für Leitstand Anzahl Kommissionieraufträge Mehrfach-Zugriff pro Artikel und Batch Anzahl Artikel pro Auftrag Komm. Sopa Anzahl Golden Cartons Dynamische Batchkomissionierung Anfang / Ende pro Batch Arbeitsfortschritts-Überwachung (Plan, Uhrzeit) Nachschub benötigt / beendet Zeitliche Batchkommissionierungs-Abwicklung (Treppenkurve) (Arbeitsfortschritt) Status Wannenpuffer Sorterpackerei (Dynamischer Batch-Übergang) siehe Kapitel 5 77 D

78 Analysemodell für Geschäftsprozess Zweistufige Kommissionierung mit Batchpuffer und Sorterpackerei (III) Empfänger der Kennzahlen Kennzahlen zur Messung der Ziele Kostentreiber! Komm. Sopa Leitstand, Logistik-Leiter Komm.-Leiter Mitarbeiter in der Logistik Vertrieb Geschäftsführung in verdichteter Form (online) Anzahl Kommissionieraufträge Anzahl Artikel pro Auftrag Wegezeiten pro Auftrag / Wegezeiten pro Batch Kommissionszugriffe pro MA Batchoptimierung Kapazitätsauslastung Fehlmengen Artikelhandling Wegezeiten pro Auftrag / Batch Fehlerbehandlung Zeitliche Differenzen in der Batch-Bearbeitung durch fehlende Prozesssicherheit siehe Kapitel 5 78 D

79 Arbeitsfortschritt: Zeitscheiben - Gesamtüberblick Funktionsbereiche 79

80 Arbeitsfortschritt: Zeitscheiben - Funktionsbereich gebäudebezogen 80

81 Retourenleitstand: Leistungsgrade Funktionsbereiche 81

82 Retourenleitstand: Leistungsgrade Mitarbeiterlevel 82

83 Management-Informations-System MIS für Smart Phones Mobiler Leitstand mit Dashboard für schnelle online-informationen über # KPIs* # Logistische Stati-Informationen oder # Prozessfortschritte über Apps* *KPIs: Key Performance Indicators *Apps: Applications 83

84 Management-Informations-System MIS für Smart Phones Ziel:! Wichtige logistische Daten und Kennzahlen einfach und gut lesbar, visualisiert und graphisch aufbereitet an jedem Ort (Konferenz, Meeting, im Werk, Outdoor, Freizeit, etc.) per Smartphone oder jedem anderen mobilen Endgerät online abrufen zu können. 84

85 Management-Informations-System MIS für Smart Phones! Visualisierung in verdichteter Form: T-Apps! Hintergrund: die Daten werden live aus der Datenbank (Kundendatenbank) über Views aufbereitet! Die Darstellung erfolgt in graphischer Form (z.b. können standortübergreifend die Daten für einen Leistungsvergleich (Benchmarking) jederzeit und ortsunabhängig abgerufen werden. 85

86 Management-Informations-System MIS Der Mobile Leitstand Immer zu jeder Zeit seine Auslastung kennen, die Kennzahlen einsehen und aktiv die Geschäfte Steuern. Aktuellste Daten direkt aus dem System. D 86