Wie funktioniert agile Softwareentwicklung für den Lasermaschinenbau?

Ein Überblick über das Konzept der agilen Arbeitsweise und wie es im Bereich der Softwareentwicklung beim Laseranlagenbau eingesetzt wird

Benjamin Ipp | 2. Februar 2023 ᛫ 15 Min.


Der Artikel verschafft einen Überblick darüber, was agile Softwareentwicklung meint, wie diese Herangehensweise im Lasermaschinenbau funktioniert und wie agile Methoden dazu beitragen, komplexe Software- und Maschinenentwicklungen optimal zu gestalten. Erfahren Sie, warum die Zusammenarbeit mit Kunden in kurzen Iterationen und die Anpassung an wechselnde Bedingungen nicht nur Transparenz und Sicherheit schaffen, sondern auch zu hochwertigeren Produkten und effizienteren Projekten im Lasermaschinenbau führen. Hierzu geht Benjamin Ipp auf die folgenden Inhalte ein:

  1. Was ist agile Softwareentwicklung?
  2. Agile Softwareentwicklung im Lasermaschinenbau
  3. Erfolgsfaktoren
  4. Wann funktioniert sie nicht?
  5. Agile Softwareentwicklung bei Pulsar Photonics

Die agile Entwicklung hat sich branchenübergreifend in der Softwareentwicklung etabliert und bewährt. Softwareteams können durch die agile Arbeitsweise iterativ Softwareprodukte weiterentwickeln und haben im besten Fall nach jeder Iteration ein auslieferbares Inkrement des Produkts. Wird ein Produkt gemeinsam mit einem Unternehmen entwickelt, kann nach jeder Iteration eine Demonstration der neusten Entwicklung dem Kunden vorgeführt werden und dessen Feedback direkt in den weiteren Entwicklungsprozess einfließen. Das schafft für beide Seiten mehr Transparenz und Sicherheit, sodass das Produkt nicht am Use-Case vorbei entwickelt wird.

Im Lasermaschinenbau stehen Unternehmen vor der Herausforderung, dass die Entwicklung eines Softwareprodukts nicht den alleinigen Fokus für den Kunden hat, sondern dass ein Verbund aus Maschine und Software erst das Produkt für den Kunden abbildet. Software setzt sich meist aus mehreren Bestandteilen zusammen, z.B. SPS-Software zur Steuerung der Maschine und Applikationssoftware zur Vorbereitung, Durchführung und Überwachung des Prozesses. Die Planung und Umsetzung dieses Verbunds ist zwangsläufig sehr komplex und kann sich durch unvermeidbare Überraschungen im Laufe der Umsetzung dynamisch verändern. Einen guten Hersteller zeichnet aus, dass er flexibel, konstruktiv und schnell auf die wechselnden Bedingungen reagieren kann und seinen Entwicklungsprozess entsprechend anpasst. Die agile Softwareentwicklung leistet hierbei einen wertvollen Beitrag.

Was ist agile Softwareentwicklung?

Die agile Softwareentwicklung ist eine Herangehensweise, bei der die Kundenorientierung und effizienten Prozesse im Vordergrund stehen. Im Gegensatz zum klassischen Wasserfall-Modell, bei dem die einzelnen Phasen nacheinander durchlaufen werden, wird bei der agilen Entwicklung eine iterative Herangehensweise genutzt. Die Zusammenarbeit mit dem Kunden während der gesamten Projektlaufzeit und der gemeinsamen Weiterentwicklung und Verfeinerung der Anforderungen ist hierbei ein wichtiger und notwendiger Input für die agile Softwareentwicklung.

In kurzen, oft nur 2-3 Wochen dauernden Iterationen wird ein lauffähiges, funktionierendes Inkrement entwickelt.  Das heißt, dass in mehrfachen Wiederholungen des agilen Zyklus Kundenanforderungen nicht nur erfüllt, sondern auch proaktiv auf Veränderungen reagiert wird.

agile Softwareentwicklung, Lasermaschinenbau

Diese iterative Herangehensweise ermöglicht nicht nur eine schnelle Anpassung an sich ändernde Bedingungen, sondern fördert auch eine enge und transparente Zusammenarbeit zwischen dem Entwicklungsteam und dem Kunden. Am Ende der Iteration kommen das Entwicklungsteam und der Kunde zusammen und bewerten das Ergebnis. Das resultierende Feedback fließt dann wieder in die nächste Iteration ein. Ändern sich im Laufe der Projektlaufzeit die Anforderungen des Kunden, so kann darauf flexibel reagiert werden. Das Resultat ist eine Software, die einen wirklichen Mehrwert bietet und zu einer hohen Kundenzufriedenheit führt.

Neben der engen Zusammenarbeit mit dem Kunden kommt ein weiterer positiver Aspekt zum Tragen. Nach jeder Iteration erfolgt eine Überprüfung und Anpassung der verwendeten Entwicklungsprozesse durch das Entwicklungsteam. Die Folge ist eine Optimierung der Effizienz und kontinuierlichen Verbesserung der Prozesse.

Wie wird agile Softwareentwicklung im Lasermaschinenbau angewendet?

Grundsätzlich ermöglicht Agilität, sich schnell an wechselnde Bedingungen (z.B. Kundenanforderungen, Lieferengpässe oder Technologieänderungen) anzupassen und zu reagieren. Lasermaschinen werden für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt und der Bau erfordert präzise Arbeiten in allen Bereichen (Anlagenbau, Prozess- und Softwareentwicklung). Änderungen in einem Bereich können sich dabei auf die anderen Bereiche auswirken und erfordern ggfs. Anpassungen oder Nacharbeiten.

Die Konstruktion und der Aufbau der Maschine finden parallel zur Entwicklung bzw. Erweiterung der Software statt. Eine enge Abstimmung der Bereiche sorgt dafür, dass die Software mit der Maschine wächst und die Ingenieure während des Aufbaus die jeweils neuen Features der Software testen können. Das Feedback der Ingenieure kann dabei sehr vielfältig sein:

  • Fehlende oder fehlerhafte Funktionalität
  • Neue Anforderungen an das Feature
  • Bedienverhalten und Integration in die Applikationsoberfläche
  • Weitere Konfigurationsmöglichkeiten

Das Entwicklungsteam nimmt dieses Feedback auf und arbeitet es in der nächsten Iteration in die Software ein.

Erfolgsfaktoren für agile Perfektion im Entwicklungsprozess

Wichtig für den Erfolg ist der direkte Austausch an der Lasermaschine. Die Ingenieure können den Entwicklern praxisnah ihre Erfahrungen mit der Software im Zusammenspiel mit der Maschine präsentieren, gemeinsam werden darauf basierend Lösungsmöglichkeiten erarbeitet und als neue oder geänderte Anforderungen aufgenommen. Genau wie bei der kollaborativen Arbeit mit dem Kunden, schafft diese Zusammenarbeit eine hohe Zufriedenheit und gemeinsame Verantwortung bei allen beteiligten Bereichen und es entsteht ein funktionierender und aufeinander abgestimmter Verbund aus Lasermaschine und Software. Vertrauensvolle, problemlösende Kommunikation ist daher essentiell für die agile Zusammenarbeit.

Durch die iterative Herangehensweise haben die Bereiche die Möglichkeit, konkrete Arbeitshypothesen schnell zu erproben. Scheitert eine Hypothese, so sind die entstandenen Kosten überschaubar und das Risiko begrenzt. Dieser Vorgang kann so oft wiederholt werden bis eine funktionierende Lösung gefunden wurde.

Durch die ständige Überprüfung der Iterationsergebnisse und Nachbesserungen wird die Entwicklung einer Lasermaschine effizienter und risikoärmer. Da die Probleme auf dem Weg gelöst und erprobt werden, bleiben große Überraschungen am Ende der Projektlaufzeit aus und die Maschine kann mit den zugesicherten Funktionalitäten ausgeliefert werden.

Wann funktioniert agile Entwicklung im Laseranlagenbau nicht?

Nicht immer lässt sich ein Projekt komplett agil entwickeln. Viele Unternehmen arbeiten nach den traditionellen Projektmanagement-Methoden und erwarten das auch von ihren Partnern bei gemeinschaftlichen Projekten. Hier hilft ein hybrider Ansatz als Kombination aus traditionellen und agilen Methoden. Beispielsweise könnte die Entwicklung eines ersten Prototypens zur Risikominimierung mittels agiler Arbeitsweise erfolgen. Bei Erfolg kann die spätere Umsetzung mittels traditioneller Verfahren fortgeführt werden. Dadurch kann man die Vorteile der agilen Entwicklung auch in Branchen nutzen, bei denen spätere Änderungen kritisch bis unmöglich sind (z.B. wegen spezieller Auflagen).

Legt der Kunde Wert auf klare Anforderungen, Spezifikationen, Meilensteine und Designs zu Beginn eines Projekts (Wasserfall-Methode), kann die Umsetzung agil vorgenommen werden. Iterationen lassen sich zu einem Release zusammenfassen, das zum Zeitpunkt des Meilensteins ausgeliefert und vom Kunden abgenommen wird.

Agilität ist allerdings kein Allheilmittel für alles. Für jede Lasermaschine muss aufs Neue abgewogen werden, ob Agilität einen Nutzen hat. Bestellt der Kunde eine Maschine, die schon mal gebaut wurde und gibt es keine Änderungen an der Hardware, dann sind Überraschungen und sich plötzlich ändernde Bedingungen eher ausgeschlossen. Die Nutzung von agilen Methoden rechnet sich nur dann, wenn das Ziel zwar bekannt, aber der Weg noch nicht komplett vorhersehbar ist. Ein gutes Beispiel sind Festpreisprojekte mit ihren komplett ausspezifizierten Projektplänen. Änderungen können hier nicht im agilen Kontext bearbeitet werden, sondern Bedürfen eines genau festgelegten Change Management Prozesses.

Die agile Softwareentwicklung bei Pulsar Photonics

Wichtig für den Erfolg beim Laseranlagenkauf ist vor allem die vertrauensvolle Zusammenarbeit zwischen den einzelnen Bereichen einer Firma. Ehrliches Feedback und der Wille, gemeinsam eine Maschine besser zu machen, sorgen für eine hohe intrinsische Motivation bei allen Beteiligten. Auch die Anpassung an wechselnde Bedingungen und die gemeinsame Erarbeitung von neuen Lösungen tragen hierzu bei.

Agilität ist bei Pulsar nicht nur im Bereich der Softwareentwicklung zu finden. Wir glauben, dass die schnellen Anpassungen in allen Bereichen an veränderte Bedingungen und Kundenanforderungen unsere Maschinen zu hochwertigeren Produkten machen und für effizientere Projekte sorgen. Zusammengefasst bedeutet Agilität für uns bei Pulsar:

agile Softwareentwicklung, Lasermaschinenbau
  • Vertrauensvolle Kommunikation auf Augenhöhe mit unseren Kunden, sowohl intern als auch extern
  • Flexibel und schnell auf sich ändernde Bedingungen reagieren
  • In kurzen Iterationen neue Innovationen und Technologien testen und verfeinern
  • Lasermaschinen mit dem Kunden zusammen entwickeln um das Kundenziel niemals aus den Augen zu verlieren

Benjamin Ipp, Software Leitung

Mehr über den Autor:

Benjamin Ipp

Benjamin Ipp ist Leiter des Softwarebereichs bei Pulsar Photonics. Er hat nach seinem Ingenieurstudium an der RWTH Aachen mehr als 10 Jahre Erfahrung im Aufbau und der Leitung von Softwareentwicklungsteams gesammelt. Seine Leidenschaft ist die Verknüpfung von Software und Hardware, wie sie besonders im Bereich des Maschinen- und Anlagenbaus zu finden ist.

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