Sicherheit, Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit haben sich zu den Top-Anforderungen entwickelt, die an Embedded Computing Projekte gestellt werden. Durch die Kombination von modernster Technologie und iesy™ Projektmanagement konnte das südwestfälische Unternehmen ies für die Deutsche Flugsicherung (DFS) einen wesentlichen Beitrag zu mehr Flugsicherheit leisten.
Qualität ist bei allen Produkt- und Service-Entscheidungen immer wieder ein Aspekt, der ganz vorne auf der Wunschliste bei Kunden steht. Dies gilt umso mehr für Lösungen, bei denen es um Leben und Tod geht. Dann wird aus dem Qualitätsanspruch eine Qualitätsanforderung, die sich im besten Fall in internationalen Standards ausdrücken lässt, oder aber zum Selbstverständnis eines Unternehmens gehört. Kein Wunder also, dass der Vorsitzende der Geschäftsführung der DFS Deutsche Flugsicherung GmbH, Prof. Klaus-Dieter Scheurle, den eigenen Anspruch entsprechend formuliert: „Sicherheit, Pünktlichkeit und Wirtschaftlichkeit sind für unser Unternehmen das Pflichtprogramm.“
Dieser Verpflichtung müssen sich alle Mitarbeiter, Systeme, Prozesse und Lieferanten ebenfalls unterordnen. Entsprechend hoch waren die Anforderungen an die Entwicklung der nächsten Generation des Position Logging Systems (PoLo), das an allen Fluglotsen-Arbeitsplätzen der DFS eingesetzt wird und ohne das kein anderes System genutzt werden kann. Aufgabe von PoLo ist es, die Mitarbeiter an ihren Arbeitsplätzen an- und abzumelden, deren Tätigkeiten zu erfassen sowie die strengen Regeln für Arbeitszeiten und Zuständigkeiten zu überwachen bzw. für deren Einhaltung zu sorgen. Beispielsweise muss sichergestellt werden, dass sich nur für den jeweiligen Arbeitsplatz authentifizierte Benutzer dort auch anmelden können, wobei gleichzeitig sichergestellt sein muss, dass sich ein Mitarbeiter nicht zeitgleich an einem anderen Fluglotsenplatz angemeldet hat. Einfach gesagt handelt es sich bei PoLo um ein frei konfigurierbares System zum elektronischen Arbeitsplatznachweis für Fluglotsen, bei dem sich die Mitarbeiter einfach mit dem Firmenausweis ein- und ausloggen können. Im Hintergrund werden automatisch die Berechtigungen kontrolliert und sämtliche Tätigkeiten aufgezeichnet. Ein Supervisor kann alle Informationen in Echtzeit und auf einen Blick einsehen. Dadurch trägt das Position Logging System in besonders hohem Maße zur Sicherheit im Flugverkehr bei und ist integraler Bestandteil einer modernen und effizienten Flugverkehrskontrolle, bei der intelligente Systeme die Arbeitslast der Lotsen minimieren und für einen reibungslosen Ablauf der komplexen Arbeitsprozesse sorgen.
Für die Neuentwicklung mit Prototyping und anschließender Produktion von PoLo-Erfassungsgeräten durch die DFS wurde das Projekt europaweit ausgeschrieben und an einen dreijährigen Rahmenvertrag gebunden. Während die gesamte Ausschreibung etwa 12 Monate bis zum Zuschlag dauerte, waren für die Entwicklung der neuen PoLo-Generation bis zur Auslieferung der Geräte gerade einmal sechs Monate vorgesehen. Ein kurzer Zeitraum, wenn man die hohen Anforderungen an Sicherheit, Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit mit einbezieht, die von Seiten der DFS gefordert waren. Ebenso, wie die technischen Anforderungen, die im Fokus der Ausschreibung standen. Alleine die Liste der benötigten Hardwarekomponenten und Abmessungen, in Verbindung mit den Software-Anforderungen, stellte eine Herausforderung dar. „Solche Aufgaben suchen wir“, sagt Martin Steger, Geschäftsführer der ies GmbH & Co. KG, die sich bei der Ausschreibung gegen zahlreiche Wettbewerber durchsetzte. „Wir verfügen in allen Arbeitsschritten, von der Planung, über die Entwicklung bis zur Produktion und dem Support, über die notwendige Expertise, um in den Punkten Sicherheit, Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit begeistern zu können. Die Begeisterung ist übergesprungen, das wissen wir aus dem persönlichen Feedback des verantwortlichen Projektleiters der DFS.“ Doch was steckt hinter dem Erfolg des Projektes? Ein Blick hinter die Kulissen von ies verrät, dass es vor allem die optimalen Prozesse in Verbindung mit breit angelegtem Know-how und einem durchgängig gelebten Qualitätsmanagement sind, die für Perfektion bis ins Detail sorgen. Bei ies nennt sich das „iesy™ Projektmanagement“ und steht für höchste Qualität bei kurzen Projektlaufzeiten. Das beginnt schon in der Angebotsphase, wo sämtliche Anforderungen, die aus dem Lastenheft erwachsen, verdichtet und konkretisiert werden. Als Ergebnis der Angebotsphase entsteht somit nicht nur ein reines Zahlenwerk, sondern eine konkrete Umsetzungsidee, inklusive erster 3D-Renderings der elektronischen Baugruppen bzw. der später fertigen Lösung. Das gilt auch für technische Detaillösungen, wie den optischen Sensor zur Aktivierung des RFID-Kartenlesers, der sich elegant in die Gehäusegestaltung integriert. Durch die hohe Detailtiefe in der Angebotsphase können bereits konkrete Lösungsansätze verfolgt und erste Stücklisten errechnet werden, auch wenn sich diese im Projektverlauf noch ändern. Dies bietet mit Hinblick auf das fertige Produkt eine deutlich höhere Planungssicherheit, zumal bereits die Einhaltung von Normen zu EMV und Produktsicherheit mit einbezogen werden können und es auch hinsichtlich der Produktionskosten bereits eine weitgehend gesicherte Abschätzung gibt.
Bereits zum Zeitpunkt der Beauftragung konnte somit eine dezidierte Zeit- & Aufgabenplanung für Hard- und Softwareentwicklung abgeleitet werden. Insbesondere der RFID-Kartenleser stellte eine besondere Herausforderung dar. Um die anderen, hoch sensiblen Geräte, die im direkten Umfeld von PoLo installiert sind, nicht zu stören, wird der RFID-Kartenleser nur dann kurzzeitig aktiviert, wenn der Bewegungssensor eine Aktivität im Nahbereich registriert. Hierbei war eine besondere Feinjustierung notwendig, die den Sensor nur dann auslösen lässt, wenn eine Karte auf die dafür vorgesehen Fläche gelegt wird und nicht etwa, wenn eine Person sich vor dem Gerät bewegt oder ein anderes Bedienelement im Umfeld benutzt wird. Ein positiver Nebeneffekt ist der dadurch reduzierte Stromverbrauch, der sich bei der Anzahl der verbauten Elemente und dem Dauerbetrieb von PoLo im Hintergrund aller Prozesse deutlich bemerkbar macht. Bedenkt man die kompakten Abmessungen sowie die Anforderungen an Langzeitverfügbarkeit und Leistungsfähigkeit, so musste in der Hard- und Softwareentwicklung jedes Detail passen – auch wegen der kurzen Projektlaufzeit bis zur Auslieferung. Um höchstmögliche Leistung bei kompakter Bauweise realisieren zu können, wurde auf ein standardisiertes Qseven™ embedded Computer Modul von congatec gesetzt. Hierfür entwickelte ies ein auf die Anforderungen des Gesamtgeräts zugeschnittenes Basisboard sowie eine weitere, orthogonal ausgerichtete Schnittstellenplatine, auf der alle Funktionen ohne den Einsatz fehleranfälliger Kabelkonfektionen aus dem Gerät herausgeführt sind. Dieser technisch sehr erprobte Ansatz verkürzt die im Projekt benötigten Entwicklungszeiten gegenüber einer komplett kundenspezifischen Entwicklung und minimiert darüber hinaus die im Projekt liegenden Entwicklungsrisiken erheblich. Wie erfolgreich dieser Ansatz ist, beweisen mehr als 80 kundenspezifische Entwicklungsprojekte im embedded Computing Bereich, die durch den iesy™ Ansatz in den vergangenen Jahren realisiert wurden.
Gesteuert wird die gesamte Hardware inklusive Touchscreen von einem angepassten embedded Linux für Freescale i.MX6. Speziell adaptiert wurden die Treiber für den Touch Controller und den RFID-Kartenleser. Besonderes Augenmerk wurde auf Seiten der Softwareentwicklung darauf gelegt, dass die vom Kunden gewünschten Softwarekomponenten und –bibliotheken bestmöglich unterstützt werden und eine maximale Performance des Gesamtsystems bei gleichzeitig reduziertem Stromverbrauch erreicht wird. Bereits in der Prototypen-Phase standen sämtliche Funktionalitäten zur Verfügung und konnten ausgiebig getestet werden. Die finale Implementierung aller Komponenten sowie ein ausgiebiges Testing im Zuge des Total-QM-Ansatzes, der dem iesy™ Projektmanagement zugrunde liegt, runden das Projekt ab. Durch den konsequenten Einsatz von Standardkomponenten sowie deren individueller Anpassung auf Kundenbedürfnisse wurde der Grundstein für eine termingerechte Auslieferung der neuen PoLo-Generation gelegt. Ein echter Erfolg wurde das Projekt vor allem dadurch, dass von Anfang bis Ende sämtliche Prozesse einem stringenten Qualitätsmanagement unterworfen wurden, um sowohl die Sicherheitswünsche als auch die Qualitätsansprüche beim Kunden zu erfüllen. Mit der Auslieferung der gefertigten Produkte endet jedoch keineswegs der TQM-Ansatz hinter iesy™ Projektmanagement, vielmehr werden die im Support generierten Informationen dazu verwendet, für zukünftige Gerätegenerationen neue Erkenntnisse zu sammeln und diese auch für andere Projekte zur Verfügung zu stellen. Auf diese Weise werden gleich mehrere Ziele erreicht, die für Kunden enorm wichtig sind und in Zukunft an Bedeutung gewinnen: Reduzierung der Durchlaufzeiten (schnelleres Time-to-Market), Senkung der Kosten (Wirtschaftlichkeit) und Sicherung der Qualität.
Qualität ist bei allen Produkt- und Service-Entscheidungen immer wieder ein Aspekt, der ganz vorne auf der Wunschliste bei Kunden steht. Dies gilt umso mehr für Lösungen, bei denen es um Leben und Tod geht. Dann wird aus dem Qualitätsanspruch eine Qualitätsanforderung, die sich im besten Fall in internationalen Standards ausdrücken lässt, oder aber zum Selbstverständnis eines Unternehmens gehört. Kein Wunder also, dass der Vorsitzende der Geschäftsführung der DFS Deutsche Flugsicherung GmbH, Prof. Klaus-Dieter Scheurle, den eigenen Anspruch entsprechend formuliert: „Sicherheit, Pünktlichkeit und Wirtschaftlichkeit sind für unser Unternehmen das Pflichtprogramm.“
Dieser Verpflichtung müssen sich alle Mitarbeiter, Systeme, Prozesse und Lieferanten ebenfalls unterordnen. Entsprechend hoch waren die Anforderungen an die Entwicklung der nächsten Generation des Position Logging Systems (PoLo), das an allen Fluglotsen-Arbeitsplätzen der DFS eingesetzt wird und ohne das kein anderes System genutzt werden kann. Aufgabe von PoLo ist es, die Mitarbeiter an ihren Arbeitsplätzen an- und abzumelden, deren Tätigkeiten zu erfassen sowie die strengen Regeln für Arbeitszeiten und Zuständigkeiten zu überwachen bzw. für deren Einhaltung zu sorgen. Beispielsweise muss sichergestellt werden, dass sich nur für den jeweiligen Arbeitsplatz authentifizierte Benutzer dort auch anmelden können, wobei gleichzeitig sichergestellt sein muss, dass sich ein Mitarbeiter nicht zeitgleich an einem anderen Fluglotsenplatz angemeldet hat. Einfach gesagt handelt es sich bei PoLo um ein frei konfigurierbares System zum elektronischen Arbeitsplatznachweis für Fluglotsen, bei dem sich die Mitarbeiter einfach mit dem Firmenausweis ein- und ausloggen können. Im Hintergrund werden automatisch die Berechtigungen kontrolliert und sämtliche Tätigkeiten aufgezeichnet. Ein Supervisor kann alle Informationen in Echtzeit und auf einen Blick einsehen. Dadurch trägt das Position Logging System in besonders hohem Maße zur Sicherheit im Flugverkehr bei und ist integraler Bestandteil einer modernen und effizienten Flugverkehrskontrolle, bei der intelligente Systeme die Arbeitslast der Lotsen minimieren und für einen reibungslosen Ablauf der komplexen Arbeitsprozesse sorgen.
Für die Neuentwicklung mit Prototyping und anschließender Produktion von PoLo-Erfassungsgeräten durch die DFS wurde das Projekt europaweit ausgeschrieben und an einen dreijährigen Rahmenvertrag gebunden. Während die gesamte Ausschreibung etwa 12 Monate bis zum Zuschlag dauerte, waren für die Entwicklung der neuen PoLo-Generation bis zur Auslieferung der Geräte gerade einmal sechs Monate vorgesehen. Ein kurzer Zeitraum, wenn man die hohen Anforderungen an Sicherheit, Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit mit einbezieht, die von Seiten der DFS gefordert waren. Ebenso, wie die technischen Anforderungen, die im Fokus der Ausschreibung standen. Alleine die Liste der benötigten Hardwarekomponenten und Abmessungen, in Verbindung mit den Software-Anforderungen, stellte eine Herausforderung dar. „Solche Aufgaben suchen wir“, sagt Martin Steger, Geschäftsführer der ies GmbH & Co. KG, die sich bei der Ausschreibung gegen zahlreiche Wettbewerber durchsetzte. „Wir verfügen in allen Arbeitsschritten, von der Planung, über die Entwicklung bis zur Produktion und dem Support, über die notwendige Expertise, um in den Punkten Sicherheit, Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit begeistern zu können. Die Begeisterung ist übergesprungen, das wissen wir aus dem persönlichen Feedback des verantwortlichen Projektleiters der DFS.“ Doch was steckt hinter dem Erfolg des Projektes? Ein Blick hinter die Kulissen von ies verrät, dass es vor allem die optimalen Prozesse in Verbindung mit breit angelegtem Know-how und einem durchgängig gelebten Qualitätsmanagement sind, die für Perfektion bis ins Detail sorgen. Bei ies nennt sich das „iesy™ Projektmanagement“ und steht für höchste Qualität bei kurzen Projektlaufzeiten. Das beginnt schon in der Angebotsphase, wo sämtliche Anforderungen, die aus dem Lastenheft erwachsen, verdichtet und konkretisiert werden. Als Ergebnis der Angebotsphase entsteht somit nicht nur ein reines Zahlenwerk, sondern eine konkrete Umsetzungsidee, inklusive erster 3D-Renderings der elektronischen Baugruppen bzw. der später fertigen Lösung. Das gilt auch für technische Detaillösungen, wie den optischen Sensor zur Aktivierung des RFID-Kartenlesers, der sich elegant in die Gehäusegestaltung integriert. Durch die hohe Detailtiefe in der Angebotsphase können bereits konkrete Lösungsansätze verfolgt und erste Stücklisten errechnet werden, auch wenn sich diese im Projektverlauf noch ändern. Dies bietet mit Hinblick auf das fertige Produkt eine deutlich höhere Planungssicherheit, zumal bereits die Einhaltung von Normen zu EMV und Produktsicherheit mit einbezogen werden können und es auch hinsichtlich der Produktionskosten bereits eine weitgehend gesicherte Abschätzung gibt.
Bereits zum Zeitpunkt der Beauftragung konnte somit eine dezidierte Zeit- & Aufgabenplanung für Hard- und Softwareentwicklung abgeleitet werden. Insbesondere der RFID-Kartenleser stellte eine besondere Herausforderung dar. Um die anderen, hoch sensiblen Geräte, die im direkten Umfeld von PoLo installiert sind, nicht zu stören, wird der RFID-Kartenleser nur dann kurzzeitig aktiviert, wenn der Bewegungssensor eine Aktivität im Nahbereich registriert. Hierbei war eine besondere Feinjustierung notwendig, die den Sensor nur dann auslösen lässt, wenn eine Karte auf die dafür vorgesehen Fläche gelegt wird und nicht etwa, wenn eine Person sich vor dem Gerät bewegt oder ein anderes Bedienelement im Umfeld benutzt wird. Ein positiver Nebeneffekt ist der dadurch reduzierte Stromverbrauch, der sich bei der Anzahl der verbauten Elemente und dem Dauerbetrieb von PoLo im Hintergrund aller Prozesse deutlich bemerkbar macht. Bedenkt man die kompakten Abmessungen sowie die Anforderungen an Langzeitverfügbarkeit und Leistungsfähigkeit, so musste in der Hard- und Softwareentwicklung jedes Detail passen – auch wegen der kurzen Projektlaufzeit bis zur Auslieferung. Um höchstmögliche Leistung bei kompakter Bauweise realisieren zu können, wurde auf ein standardisiertes Qseven™ embedded Computer Modul von congatec gesetzt. Hierfür entwickelte ies ein auf die Anforderungen des Gesamtgeräts zugeschnittenes Basisboard sowie eine weitere, orthogonal ausgerichtete Schnittstellenplatine, auf der alle Funktionen ohne den Einsatz fehleranfälliger Kabelkonfektionen aus dem Gerät herausgeführt sind. Dieser technisch sehr erprobte Ansatz verkürzt die im Projekt benötigten Entwicklungszeiten gegenüber einer komplett kundenspezifischen Entwicklung und minimiert darüber hinaus die im Projekt liegenden Entwicklungsrisiken erheblich. Wie erfolgreich dieser Ansatz ist, beweisen mehr als 80 kundenspezifische Entwicklungsprojekte im embedded Computing Bereich, die durch den iesy™ Ansatz in den vergangenen Jahren realisiert wurden.
Gesteuert wird die gesamte Hardware inklusive Touchscreen von einem angepassten embedded Linux für Freescale i.MX6. Speziell adaptiert wurden die Treiber für den Touch Controller und den RFID-Kartenleser. Besonderes Augenmerk wurde auf Seiten der Softwareentwicklung darauf gelegt, dass die vom Kunden gewünschten Softwarekomponenten und –bibliotheken bestmöglich unterstützt werden und eine maximale Performance des Gesamtsystems bei gleichzeitig reduziertem Stromverbrauch erreicht wird. Bereits in der Prototypen-Phase standen sämtliche Funktionalitäten zur Verfügung und konnten ausgiebig getestet werden. Die finale Implementierung aller Komponenten sowie ein ausgiebiges Testing im Zuge des Total-QM-Ansatzes, der dem iesy™ Projektmanagement zugrunde liegt, runden das Projekt ab. Durch den konsequenten Einsatz von Standardkomponenten sowie deren individueller Anpassung auf Kundenbedürfnisse wurde der Grundstein für eine termingerechte Auslieferung der neuen PoLo-Generation gelegt. Ein echter Erfolg wurde das Projekt vor allem dadurch, dass von Anfang bis Ende sämtliche Prozesse einem stringenten Qualitätsmanagement unterworfen wurden, um sowohl die Sicherheitswünsche als auch die Qualitätsansprüche beim Kunden zu erfüllen. Mit der Auslieferung der gefertigten Produkte endet jedoch keineswegs der TQM-Ansatz hinter iesy™ Projektmanagement, vielmehr werden die im Support generierten Informationen dazu verwendet, für zukünftige Gerätegenerationen neue Erkenntnisse zu sammeln und diese auch für andere Projekte zur Verfügung zu stellen. Auf diese Weise werden gleich mehrere Ziele erreicht, die für Kunden enorm wichtig sind und in Zukunft an Bedeutung gewinnen: Reduzierung der Durchlaufzeiten (schnelleres Time-to-Market), Senkung der Kosten (Wirtschaftlichkeit) und Sicherung der Qualität.
