Voraussetzungen für den Projekterfolg

Autor Dr. Burghardt Schmidt Niederlassungsleiter Steinhausen, VTU Engineering Schweiz

Anforderungsgerechte MES-Lösungen im Bereich Lifesciences zu erbringen, ist eine sehr schwierige Aufgabe, wird aber dennoch häufig nicht mit der angemessenen Professionalität angegangen. Oft wird ein rein technischer Approach versucht und schnell lösbare Funktionalitäten durch Erweiterungen und Einbindungen bereits vorhandener IT-Systeme angeboten. Die Konsequenz sind isolierte, unvollständige, kaum erweiterbare Lösungen. Ferner mündet die Erfassung von Anforderungen an ein MES oft in einem ungenügend strukturierten Prosatext- und Flussdiagrammbeschreibungen von Abläufen, in technischen Tabellen und einer zusammenhanglosen Beschreibung allgemein gehaltener Themen. Solche Dokumentationen lassen viel Interpretationsspielraum zu und grenzen einzelne Systeme nur ungenügend ab. Ebenso treten oft Wiederholungen oder sogar Widersprüche auf. Wenn sich darauf beruhende Missverständnisse und Unvollständigkeiten nicht rechtzeitig im Projektverlauf erkennen und aufklären lassen, ist der Projekterfolg gefährdet.

Viele Gremien und Organisationen haben Definitionen für die Bewältigung der bei MES-Projekten zu behandelnden Themen erarbeitet. Beispiele für Projektmanagementansätze sind das V-Modell – ein Planungs- und Vorgehensmodell in der SW-Entwicklung – oder agile Methoden, oder die Norm für die Chargenfertigung ISA-88. In der Praxis kommt es nun darauf an, aus der Fülle solcher Definitionen die Nutzen bringenden Teile zu einem umsetzbaren Ganzen zusammenzufügen. Aufgrund des vielseitigen und wechselnden Umfelds ergeben sich viele Freiheitsgrade im Projektverlauf, was ein Erreichen des geplanten Ziels erschwert. Eine Implementierung einer iterativen Vorgehensweise mit permanentem Abgleich an definierten Kontrollpunkten ist somit absolut notwendig.

Die Summe aller Anforderungen (Requirements) definiert das Ziel eines Projekts. Jede einzelne Aufgabe, die das MES ausführen soll, hat eine entsprechende Anforderung zu erfüllen. Diese muss den Kriterien „eindeutig, widerspruchsfrei, unmissverständlich, vollständig, benutzerfreundlich, mess- und testbar, realisierbar, usw.“ genügen. Dies wird durch präzise Formulierungen erleichtert, wie „…das System muss ermöglichen…; …soll eingeben…; …muss überprüfen…“. Damit bei den vielen Anforderungen der Überblick nicht verloren geht, müssen diese noch klassifiziert, priorisiert und hierarchisch strukturiert werden. Hierbei werden auf oberer Ebene der URS die generellen Anforderungen definiert und diese in den folgenden Projektphasen Functional Specification, usw. detailliert. Zudem werden die Anforderungen noch untereinander verknüpft.

Für die Projektumsetzung stellt die Norm ISA-95 eine inhaltliche Definition eines MES-Systems zur Verfügung. Die Orientierung an dieser Struktur bietet einen Leitfaden für die Erfassung und Vollständigkeit von Anforderungen. Um die Themen eines Softwareprojekts effizient zu erarbeiten, empfiehlt sich die Verwendung eines Tools mit einer grafischen Modellierungssprache. Hier bietet sich u. a. UML (Unified Modeling Language) an, das eine Vielzahl definierter Templates zur Verfügung stellt. Der objektorientierte Ansatz von UML unterstützt die Fokussierung auf ein gerade bearbeitetes Thema. Die grafische Darstellung unterstützt das Erfassen von Zusammenhängen und die Abgrenzung der Objekte. UML ermöglicht es, eine hierarchisch aufgebaute Anforderungsstruktur abzubilden. Die Anforderungen auf Business-, Requirements-, Usecase-, Aktivitätenebene werden dazu in Diagrammen detailliert modelliert und untereinander verknüpft.Es ergibt sich für jede Ebene, d.h. jede Projektphase, eine transparente Darstellung und Beschreibung der zu realisierenden Funktionen. Dies erleichtert eine frühe Kontrolle bei der Projektabwicklung.

Datenbankgestützte Software-Tools bieten die entsprechenden Funktionalitäten zur effizienten Umsetzung der genannten Standards, Strukturen und Abläufe. So sind ein Ressourcen-, Task-, Change-, Themen-, Test- und Versionsmanagement und das gesamte Projektmanagement mit demselben Tool möglich. Auch können geografisch verteilte Projektmitarbeiter gleichzeitig am selben Projekt arbeiten. Durch die relationale Abbildung der Abhängigkeiten sind die Auswirkungen von Änderungen ersichtlich; eine Rückverfolgbarkeit ist auf Knopfdruck verfügbar. Ein Beispiel für ein solches Tool ist die Software Enterprise Architect der Firma Sparx Systems.

Jedes einzelne der aufgeführten Themen – Anforderungsmanagement, iteratives Vorgehen, UML-Modellierung, Inhaltsstruktur gemäß ISA-95 – für sich bringt noch keinen Projekterfolg. Erst die Kombination der Themen in einem Tool mit einer der Projektumgebung angepassten Implementierungstiefe verbessert die Projekttransparenz und die Zielgenauigkeit bei Projektabschluss erheblich. Die Views auf Projektdetails sind anwenderbezogen und die Gesamtdokumentation ist strukturiert in einem Tool zugreifbar. Projektvorlagen sind wiederverwendbar für Projekte mit ähnlichen Prozessen. Anforderungen werden systematisch, eindeutig, vollständig erfasst und verwaltet und die Erfüllung ist in jeder Projektphase überprüfbar. Das Change-, Versions- und Testmanagement ist durch Verknüpfungen der Anforderungen untereinander und mit Realisierungsobjekten auf jeder Projektstufe kontrolliert nachvollziehbar. Über alle Projektphasen sind das Modell sowie die erzeugten Dokumente konsistent. Die Compliance-Richtlinien werden erfüllt und damit das richtige Ziel erreicht.

Auf Kundenseite braucht es einen in der Requirements Engineering Methodik und – je nach Projekttiefe – im Tool geschulten Coach. Entscheidend ist ein angemessenes Verhältnis von grafischer Darstellung zu Prosa beim Beschreiben der Anforderungen. Das Tool muss übersichtliche Reports, selektierbar nach Version, Status, usw., bereitstellen können. Bei einem 1. Projekt ist mit ca. 20 % mehr Aufwand bei den Phasen URS bis Functional Specification gegenüber einem klassischen (Word/Visio) Approach zu rechnen. VTU hat zusammen mit dem MES-Systemintegrator acs aus der Schweiz mit dieser Methodik Projekte zur Zufriedenheit aller Beteiligten umgesetzt und schöpft aus dem methodischen Erfahrungsschatz.

Halle 1, Stand G1.7

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