Ein Framework als Grundlage der Ausgestaltung von Quality-Gate-Referenzprozessen für die Software-Entwicklung

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Abschlussbericht KMU-innovativ: Verbundprojekt Titan Industrial DevOps Plattform für iterative Prozessintegration und Automatisierung

Unternehmensprozesse zu digitalisieren und dabei eine IT-Infrastruktur aufzubauen, ist komplex. Neue, zum Teil teure Technologien werden eingesetzt, jedoch fehlen erprobte Praktiken. Die daraus entstehende Komplexität lässt sich mit dem klassischen Projektmodell nur ungenügend adressieren. Klassische Planungen basieren auf Annahmen, die sich oft zu spät und als falsch erweisen. Mechanismen, den einmal geplanten Weg zum gesetzten Ziel zu korrigieren, bietet das traditionelle Projektmodell nur eingeschränkt. Ziel des titan-Projekts ist die Integration von Entwicklungswerkzeugen und Betriebs-Technologie in eine Software-Plattform. Kombiniert mit innovativen „Industrial DevOps“- Methoden soll die komplexe Aufgabe einer iterativen Systemintegration im industriellen Umfeld erheblich vereinfacht werden. Im titan-Projekt ist der Prototyp einer Software-Plattform entstanden, die es industriellen Anwendern erlaubt, diese Praktiken auf Problemstellungen der Digitalisierung anzuwenden. Neben Zielen wie Sicherstellung und Überprüfbarkeit von Qualität, Widerstandsfähigkeit und Skalierbarkeit ist die Eliminierung des Vendor-Lock-In ein zentraler Aspekt des Projekts. Insbesondere werden Prozessanpassungen durch die Anwender mittels Flow Based Automation ermöglicht, neue Softwareversionen und Veränderungen können am System routinemäßig in Betrieb genommen werden und domänenspezifische Komponenten können für komplexe Aufgaben genutzt und verwaltet werden. Im Rahmen einer Community wird die titan-Open-Source-Plattform weiterentwickelt. Die während des Projekts entstandenen Innovationen werden so verfeinert und in verschiedenen Bereichen angewendet. Die Erfahrungen aus Projekten fließen in die Software ein und werden innerhalb der Community verbreitet

Integration einer dynamischen und zielorientierten Prozessunterstützung in eine kooperative Planungsumgebung

Im Rahmen dieses Beitrages wird das Konzept eines auf die Planungsmethodik der Integralen Planung aufbauenden zielorientierten Modells zur Prozessunterstützung vorgestellt, dessen Einbindung in ein entsprechendes Integriertes Projektmodell, sowie die Umsetzung in einer internetbasierten Groupwareumgebung. Als Grundlage der Prozessunterstützung wird zudem das Konzept eines dynamischen Zielsystems erläutert, das eine Integration der Zielentwicklung und -anpassung in den Planungsprozess ermöglicht

Web Site Engineeering : Ein Komponentenmodell

Die nähere Betrachtung des Konstrukts \u27Web Site\u27 (Arbeitspapier WI, Nr. 11/1998) unterbaut das Ergebnis der Analyse aus Sicht der Neuen Institutionenökonomik (Arbeitspapier WI, Nr. 10/1998), die die Präsenz eines Unternehmens im elektronischen Wirtschaftsgefüge als komplexes System herausstellt. Das daraus resultierende Erfordernis eines Systems Engineering wird im vorliegenden Zusammenhang als „Web Site Engineering“ interpretiert. Der Begriff „Web Site Engineering“ steht für die ingenieurmäßige Planung und Entwicklung einer Web Site. In Anlehnung an das konventionelle „Software Engineering“ wird gefordert, eine Situationsanalyse durchzuführen, strategische Zielvorgaben festzulegen, die entsprechenden Anforderungen an eine Web Site (für eBusiness-Aktivitäten eines Unternehmens mit Kunden, Geschäftspartnern und innerhalb seiner eigenen Organisation) systematisch zu erarbeiten, das System Web Site zu modellieren, es in produktive Anwendungen umzusetzen, es permanent zu pflegen und weiter zu entwickeln. Zu einem dynamischen Vorgehensmodell, das die vorgenannten Zusammenhänge sowie die verwendeten Ressourcen eines (Weiter-)Entwicklungsvorhabens strukturiert, gehören Methoden, Techniken und Werkzeuge, die auf den Entwicklungsgegenstand „Web Site“ abgestimmt sind. Ein umfassendes Web Site Engineering umfaßt zugleich die Strukturierung des Bezugsfeldes, in dem ein Unternehmen mit seiner Web Site agiert. Demzufolge wird das Entwicklungsdynamik-beschreibende Vorgehensmodell durch ein Strukturmodell ergänzt, das die Einsatzbereiche einer Web Site für eBusiness-Aktivitäten aufzeigt. Gegenstand des vorliegenden Arbeitspapiers ist es, ein Gesamtmodell herzuleiten, das die Struktur- und Vorgehenskomponenten eines Web Site Engineering integriert. Dieses Gesamtmodell wird mit dem Begriff „Web-Site-Engineering-Komponentenmodell“ bezeichnet

Software-Entwicklung zwischen Ingenieur- und Designwissenschaft: Überzeugungskraft und nützliche Widersprüchlichkeit von Software-Engineering und Software-Gestaltung

Im Bereich der organisationsbezogenen Software-Entwicklung zeichnet sich eine paradoxe Situation ab: die herrschende Vorstellung von der sequentiellen Abarbeitung von Entwicklungsschritten einer formal spezifizierten Problemstellung als Idealfall einer "ingenieursmäßig sauberen" Vorgehensweise und andererseits die Praxis einer inkrementellen Anpassung von Zielen sowie ein Mangel an Reflexion. Ausgehend von dieser Beobachtung fragt der Autor nach der Bedeutung konstruktionsleitender Orientierungsmuster in der Software-Entwicklung. Er geht aus von einem theoretischen 3-Stufen-Modell der Technikentwicklung und unterscheidet zwischen Leitbildern, Konstruktionstraditionen und -stilen. Darauf aufbauend wird die konstitutive Bedeutung einer ingenieurwissenschaftlichen Perspektive bei der Entwicklung der Softwaretechnik zu einem eigenständigen Technikfeld sowie die Entstehung einer designwissenschaftlichen Perspektive angesichts der besonderen Probleme organisationsbezogener Software-Entwicklung untersucht. Eine Erklärung für die scheinbar paradoxe Ausgangssituation ergibt sich durch die Berücksichtigung des Inhalts von Widersprüchen zwischen gültigen Orientierungsmustern. So müsse der Begriff des Leitbildes im Hinblick auf die Machbarkeit weiter ausdifferenziert werden. Der Diskurs zwischen ingenieur- und designwissenschaftlicher Perspektive wird in absehbarer Zeit nicht mit "Sieg oder Niederlage einer der beiden Sichtweisen" enden, lautet ein Resümee. (rk

Multiskalierbare Funktionenmodellierung in der Industrieplanung - Ein Beitrag zur integrierten Funktionenanalyse- und Synthese der nutzungs- und produkttechnologischen Aspekten von Industriebauwerken am Beispiel einer Einrichtung der Außer-Haus-Wirtschaft

Die Entwicklung innovativer, komplexer Produkte – Bauwerke, Maschinen, Software – wird durch immer kürzer werdende Entwicklungs- und Produktlebenszyklen, und immer höhere Erwartungen der Nutzer bezüglich Leistung, Funktionsumfang, Qualität und Kosten gekennzeichnet. Eine besondere Herausforderung stellen komplexe Industriebauwerke, bei denen Synergien zwischen Bautechnik und Mechatronik eine wichtige Rolle spielen. Der funktionale Zugang zum bautechnischen und mechatronischen Entwurf kann ein wichtiges Bindeglied für die Konzeptplanung darstellen. Fehlende Kenntnisse über die funktionalen Abhängigkeiten der Teilsysteme, sowie fehlende integrierte Modelle für die Nutzungs- und Produktfunktionen führen zu vergessenen oder nicht berücksichtigten, aber notwendigen Planungsaspekten im Bauwesen, die erst in späteren Produktlebensphasen entdeckt werden, und höhere Kosten so-wie längere Entwicklungszeiten nach sich ziehen. Ein weiteres Problem stellen versäumte Optimierungsmöglichkeiten wegen mangelnder Überschaubarkeit des Lösungsraumes dar. In dieser Arbeit werden ein integriertes Informationsmodell und die dazugehörige Notation für Nutzungs- und Produktfunktionen, sowie ein systematisches Vor-gehen zur multiskalierbaren Funktionenmodellierung in der Industrieplanung entwickelt. Dadurch wird die konzeptuelle Grundlage geschaffen, um eine funktionale Vernetzung der interdisziplinären Teilsysteme informationstechnisch abbilden und IT-basiert verarbeiten zu können. Auf diesem Konzept aufbauend können Softwaresysteme entwickelt werden, mit deren Hilfe der Lösungsraum rechnergestützt untersucht werden kann, um eine optimale Lösung mithilfe sämtlicher funktional verknüpften Informationen zu finden. Am Beispiel der Planung einer Einrichtung der Außer-Haus-Wirtschaft wird das Konzept zur Funktionenmodellierung in der Industrieplanung verifiziert. Dabei wird nachgewiesen, dass relevante funktionale Aspekte bautechnischer und mechatronischer Systeme informationstechnisch korrekt abgebildet und zur systematischen, rechnergestützten Bearbeitung verwendet werden können

Methodische Unterstützung der initialen Zielsystembildung in der Automobilentwicklung im Modell der PGE – Produktgenerationsentwicklung = Methodical support of the definition of initial system of objectives in automotive develepoment in the model of PGE – Product Generation Engineering

Produkte werden in der Regel nicht auf dem „weißen Blatt Papier“, sondern in Generationen entwickelt. Diese Erkenntnis ist die Grundlage des Modells der PGE – Produktgenerationsentwicklung nach ALBERS. Die systematische Variation von Teilsystemen gegenüber Referenzprodukten des Referenzsystems sowie der damit verbundene Erkenntnistransfer ist dabei die Basis für die methodische Unterstützung komplexer Produkte – wie dem Automobil. Die Automobilentwicklung steht vor großen Herausforderungen: Technologische Umbrüche, wie die zunehmende Vernetzung des Fahrzeugs, steigern die Komplexität in der Gesamtfahrzeugentwicklung. Gleichzeitig verändern Trends, wie die fortschreitende Urbanisierung, Kundenbedürfnisse nachhaltig, bieten aber auch Chancen für Innovationen. Ein an den Kundenbedürfnissen ausgerichtetes Zielsystem ist daher ein zentraler Erfolgsfaktor für eine neue Fahrzeuggeneration. Die Basis für ein erfolgreiches Fahrzeug wird dabei in der Frühen Phase der PGE mit dem initialen Zielsystem gebildet. Auch für das initiale Zielsystem ist ein ganzheitliches und systemisches Verständnis von Zielen unerlässlich. Dabei müssen verschiedenste Ziele, Anforderungen und Randbedingungen berücksichtigt werden, welche durch unterschiedliche organisationale Funktionsbereiche bereitgestellt und verantwortet werden. Aus den skizzierten Herausforderungen resultiert der Bedarf, Prozesse und Methoden zur Unterstützung der initialen Zielsystembildung zu hinterfragen, bestehende Ansätze zu überarbeiten und mit neuen Lösungen zu kombinieren. In dieser Arbeit wird das Verständnis der PGE auf die initiale Zielsystembildung übertragen. Das Produktprofil, welches die Bedarfssituation einer neuen Produktgeneration aus Sicht des Kunden und Anwenders argumentiert, gleichzeitig aber auch den Anbieternutzen berücksichtigt, bildet dabei den methodischen Rahmen. Auf dieser Basis wird ein Referenzproduktmodell entwickelt, welches kundenerlebbare Produkteigenschaften nutzt, um den flexiblen Umgang mit heterogenen Zielabstraktionsgraden in der Frühen Phase der PGE zu ermöglichen. Außerdem wird ein Referenzprozess eingeführt, welcher den spezifischen Rahmenbedingungen der initialen Zielsystembildung in der Automobilentwicklung Rechnung trägt und die robuste Entwicklung des Produktprofils ermöglicht. Ein zentrales Element stellt dabei die bereichsübergreifende Entwicklung und Bewertung des Eigenschaftsprofils dar. Unterstützt wird der Prozess der initialen Zielsystembildung durch spezifische Methoden und Werkzeuge, welche im Rahmen einer menschzentrierten Entwicklung gezielt die Aspekte der PGE mit dem Profilverständnis verknüpfe

Nachhaltige regionale Integration in Westafrika und Europa ZEI Forschungskooperation mit dem West Africa Institute (WAI) von 2007 bis 2016 C237 2016 = Sustainable regional integration in West Africa and Europe ZEI Research cooperation with the West Africa Institute (WAI) from 2007 to 2016

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The virtual building as an information seeking environment for planning within the context of existing building substance : Organization and structure of a digital building documentation.

Objektorientierte Bauwerksmodelle sind derzeit Gegenstand umfangreicher Foschungsaktivitäten zur rechnerinternen Verwaltung bauwerksbezogener Informationen. Ein in diesem Rahmen diskutierter Ansatz ist die Realisierung eines virtuellen rechnerinternen Bauwerks in Form eines variablen Verbundes fachspezifischer objektorientierter Modelle. Diese Organisationsform der rechnerinternen Repräsentation eignet sich einerseits aufgrund ihrer Flexibilität sehr gut für eine lebensphasenübergreifende Fortschreibung als digitale Bauwerksakte. Eine solche Bauwerksakte bildet eine wichtige Informationsgrundlage für die Planung von Instandhaltungs-, Modernisierungs-, \Umbau- oder Erweiterungsmaßnahmen in späteren Lebensphasen des Bauwerks. Andererseits erschwert die dezentrale Organisationsform des Modellverbundes jedoch die Informationssuche, was in erster Linie durch das Vorhandensein multipler Repräsentationen einzelner Realweltobjekte sowie die Komplexität der am Verbund beteiligten Modellschemata bedingt ist. Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung eines generischen Systemkerns als Basis für eine projektbezogen konfigurierbare Informationsumgebung, die insbesondere in frühen Projektphasen einen handhabbaren Zugang zu den im Modellverbund verwalteten Informationen bereitstellen kann. Der vorgeschlagene Lösungsansatz erweitert den Modellverbund um eine Erschließungsstruktur, in der die einzelnen Elemente der individuellen baulich-räumlichen Struktur durch eindeutige Identifikatoren vertreten werden. Mit den Identifikatoren werden jeweils die fachspezifischen Repräsentationen des Objektes verknüpft und sind somit von einem zentralen Einstiegspunkt aus erreichbar. Der generische Systemkern definiert eine objektorientierte Datenstruktur zur Verwaltung der jeweils projektbezogen auszuprägenden Erschließungsstruktur. Die Interaktion mit dem erschlossenen Informationsraum erfordert eine entsprechende Nutzerschnittstelle, die in der Lage ist, nicht vorhersehbaren, spontan entstehenden Informationsbedarf zu bedienen. Darüber hinaus soll sie konfigurierbar sein bezüglich der unterstützten Suchstrategien. Der Lösungsansatz sieht eine hierarchische Organisationstruktur der Nutzerschnittstelle vor, die eine modulare Erweiterung ermöglicht. Ein entsprechender Kern der Nutzerschnittstelle wird als objektorientiertes Framework spezifiziert. Die Erschließungsstruktur und die Nutzerschnittstelle werden unter Anwendung des objektorientierten Paradigmas entwickelt und mit Hilfe einer formalen Notation auf implementierungsunabhängiger Ebene beschrieben. Anhand exemplarischer Umsetzungen kritischer Systemteile wird die prinzipielle Realisierbarkeit des beschriebenen Systems nachgewiesen.Object oriented building models are subject of comprehensive research activities aiming at the computer-supported management of building related information. An interesting approach discussed in this field is to set up a virtual digital building as a variable compound of several discipline specific object oriented models. Because of its flexible form of organization such a digital representation can be easily modified and enhanced throughout the entire life cycle of a building, and therefore it is well suited as a basis for a digital cross-life cycle documentation of a building. Such a documentation can serve as an important information base for the planing of any reconstruction work on the particular building. However the decentralized organization of the model compound does not support an intuitive navigation and information seeking. The model schemata can be very complex and a particular real world object may have multiple digital representations spread among the discipline specific models. The work presents the development of a generic core of an adaptable information seeking environment which focuses especially at supporting cross-disciplinary information needs information needs in early project phases. The approach proposed in this work enhances the model compound concept by two additional layers: the navigation structure an the user interface. The navigation structure overlays the model compounds and serves as its table of contents. Each real world object is represented in the navigation structure by an unique identifier. The multiple discipline specific representations of a particular real world object are linked to its identifier and therefor accessible from a central entry point. Within the generic core an object oriented data structure is defined, that allows for the storage and management of project specific instances of the navigation structure. For information seeking planners will have to interact with the information space containing the model compound and the navigation structure. Therefore the user interface has to support any kind of unpredictable and spontaneous information need. Also it has to be adaptable in terms of the searching strategies it supports. The proposed system concept bases on an hierarchical organization which allows for configuration by changing and/or adding of modules. The generic core defines an object oriented framework for the individual implementation of the user interface. The generic core is formally specified on an implementation-independent level. Several experimental prototypes prove the technical feasibility of critical aspects of the system concept