DE102015009804A1 - Overall process control system with virtual control center for working groups, which deal with the conception, production and / or adaptation as well as delivery of software - Google Patents
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Abstract
Gesamtprozess-Leitsystem mit virtuellem Leitstand für Arbeitsgruppen, welche sich mit der Konzeption, Herstellung und/oder Anpassung sowie Lieferung von Software beschäftigen, wobei a. das Leitsystem die Durchsetzung eines vergleichsweise hohen Digitalisierungs- und Automatisierungsgrad aller Arbeitsvorgänge in der Organisation erfordert und eine weitere Steigerung dieses Grades ermöglicht und fördert, dadurch gekennzeichnet, dass es nachweisbar leistungsfähige Standard-Automatisierungsmodule mit möglichst neuartiger hochleistungsorientierter Hardware-Unterstützung mitliefert (etwa Einsatz von CUDA und/oder FPGA oder Embedded Linux [36]. b. das Leitsystem sich über alle wertschöpferischen Vorgänge in der Organisation unabhängig der verwendeten technischen Plattformen erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass sie alle quantitativ in Form von multidimensionalen Messreihen erfasst und miteinander mittels statistischer Verfahren in formal nachweisbarer Art in Bezug setzt, einschliesslich der fachlichen Anforderungs- bzw. Spezifikationstexte wie Pflichten- und Lastenhefte sowie andere digital und in einem maschinenlesbaren Format verfügbare Projekt-Dokumentationen, die sich auf verfügbaren Speichermedien und/oder in Datenbanken befinden; c. das Leitsystem eine automatisierte, echtzeitfähige, Bericht-Erstattung mit interaktiver, hardware-unabhängigen visuellen Darstellung der gesamten Wertschöpfungskette auf dem virtuellen Leitstand aus den aggregierten Messdaten in konfigurierbaren und einstellbaren Detaillierungsgraden ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass das System für Benutzer mit und ohne technischer Ausbildung vereinfachte Darstellungen der aggregierten Daten durch unternehmensspezifische Anpassungsmöglichkeiten vorsieht, etwa durch einen interaktiven, flexiblen Daten-Explorationsmodus oder austauschbare, konfigurierbare bzw. adaptive Prozess-Modelle; d. formale Prozessoptimierung nach Lean Six Sigma Verfahren möglich ist, dadurch gekennzeichnet, dass alle Arbeitsschritte in der Organisation unmittelbar d. h. mittels virtueller Sensor-Technik messbar werden; e. das Leitsystem Machine-Learning Ansätze implementiert, um automatisierte Problemerkennung zu fördern und Menschen bei der Lösung adaptiv und interaktiv zu unterstützen sowie bisher nicht bekannte oder unternehmensspezifische Leistungskennzahlen (KPI) in der Software-Technik zu ermitteln und zu speichern, dadurch gekennzeichnet, dass durch Mensch-Maschine Interaktionen Austausch undOverall process control system with virtual control center for working groups involved in the design, production and / or adaptation and delivery of software, where a. the control system requires the enforcement of a comparatively high degree of digitization and automation of all work processes in the organization and enables and further enhances this degree, characterized in that it provides verifiable powerful standard automation modules with new as possible high-performance hardware support (such as the use of CUDA and / or FPGA or Embedded Linux [36] b) the control system extends over all value-creating processes in the organization independently of the technical platforms used, characterized in that they are all captured quantitatively in the form of multidimensional measurement series and combined with each other by means of statistical methods in formal traceable, including technical requirements or specification texts such as specifications and specifications, as well as other project documentation available in digital form and in a machine-readable format n located on available storage media and / or databases; c. the control system enables automated, real-time reporting, with interactive, hardware-independent visual representation of the entire value chain on the virtual control room from the aggregated measurement data in configurable and adjustable levels of detail, characterized in that simplified the system for users with and without technical training Provide aggregated data through enterprise customization options such as an interactive, flexible data exploration mode or interchangeable, configurable, or adaptive process models; d. formal process optimization according to Lean Six Sigma method is possible, characterized in that all steps in the organization immediately d. H. be measured by means of virtual sensor technology; e. the control system implements machine-learning approaches to promote automated problem recognition and to assist people in the solution adaptively and interactively, as well as to identify and store previously unknown or company-specific performance indicators (KPI) in software engineering, characterized in that by human beings -Machine interactions exchange and
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft eine neuartige Vorrichtung zur Erfassung und Darstellung von Controllings- und Optimierungs-relevanten technischen Informationen aus manuellen und automatisierten EDV-Arbeitsvorgängen, insbesondere aber nicht ausschließlich betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Echtzeit-fähigen, universellen Erfassung und einheitlichen adaptiven sowie interaktiven Darstellung von Informationen über Vorgänge und Arbeitsergebnisse in der Software-Herstellungstechnik von Beauftragung und Konzeption über Design und Implementierung bis Konfiguration, Test, Abnahme, Inbetriebnahme und Betrieb. Dadurch soll die Erfindung ermöglichen, interdisziplinären Fachteams die gesamte Wertschöpfungskette in einer IT-Organisation mit geringen Aufwänden zu erfassen, zu analysieren und zu optimieren.The present invention relates to a novel device for the acquisition and presentation of controlling and optimization-relevant technical information from manual and automated EDP operations, in particular but not exclusively, the present invention relates to a device for real-time, universal acquisition and consistent adaptive and interactive Presentation of information about processes and work results in software manufacturing technology from commissioning and conception through design and implementation to configuration, testing, acceptance, commissioning and operation. The aim of this invention is to enable interdisciplinary specialist teams to record, analyze and optimize the entire value chain in an IT organization with minimal effort.
Begriffe/GlossarTerms / Glossary
Die vorliegende Erfindung ist durch stark interdisziplinäre Arbeit und Kommunikation entstanden und führt mehrere Fachgebiete aus den Feldern/Disziplinen wie
- • Automationstechnik,
- • Business Analysis,
- • IT-Projektmanagement,
- • IT-Controlling,
- • industrielle Prozess-Optimierung/Lean Management,
- • Messtechnik,
- • Produktionstechnik,
- • Software-Technik,
- • statistische Verfahren,
- • sowie Virtuelle Realität
- • automation technology,
- • Business Analysis,
- • IT project management,
- • IT controlling,
- • industrial process optimization / lean management,
- • Measuring technology,
- • production technology,
- • software technology,
- • statistical procedures,
- • as well as virtual reality
Stand der TechnikState of the art
Aus dem Stand der Technik sind äußerlich ähnliche Einrichtungen dieser Art bspw. in Form von Betriebs-Leitständen [1], [34] oder Software-Dashboards [2] allgemein bekannt. Heutige IT-Industrie bietet eine sehr heterogene und dynamische Landschaft von Software-Tools zur Unterstützung von Software-Herstellung und verbundenen Arbeitsprozessen, sowie eine Vielfalt von möglichen Vorgehensmodellen bzw. Maßnahmen mit unterschiedlichem Formalisierungsgrad [37], die mehr organisatorisch als technisch ausgerichtet sind.Outwardly similar devices of this kind are known from the state of the art, for example, in the form of operating control stations [1], [34] or software dashboards [2]. Today's IT industry offers a very heterogeneous and dynamic landscape of software tools to support software manufacturing and related work processes, as well as a variety of possible procedural models or measures with varying degrees of formalization [37] that are more organizational than technical.
Diese bekannten Darstellungen richten sich jeweils an spezifische Anwender-Fachkreise in einer oder anderen Arbeitsphase der Software-Wertschöpfungskette und sind Spezialisten aus den anderen (selbst angrenzenden) Fachgebieten meistens eher schwer zugänglich.These known representations are each aimed at specific user specialist groups in one or the other phase of the software value chain and are usually rather difficult to access for specialists from the other (even adjoining) areas of expertise.
Zur Zeit ist vermutlich aufgrund der oben genannten Vielfalt und Dynamik in der Branche kein Verfahren bzw. Leitsystem für diesen Anwendungsbereich bekannt, welches eine einheitliche, integrierende Sicht über alle Prozess-Phasen etwa nach ITIL oder
- 1) Eine einheitliche, übergreifende Messung und Vergleichbarkeit von echten Systemdaten möglich wäre;
- 2) Eine klare Bezugsherstellung zur tatsächlichen Wertschöpfung durch Herstellung von Software und angebundenen Arbeitsprozessen (also über Leistungskennzahlen (KPI) aus dem operativen Software-Betrieb hinaus) möglich wäre; insbesondere sollen kostenintensive Fehler- und Fehlkonzept-Auswirkungen erkennbar sowie deren teils automatische Früherkennung über die gesamte Wertschöpfungsskette möglich gemacht werden;
- 3) Eine möglichst intuitive und interaktive Darstellung unternehmensübergreifender Produktionsdaten speziell in dieser Branche möglich wäre, insbesondere mit hoher Zugänglichkeit für fachfremde Spezialisten wie z. B. Prozessoptimierer oder Top-Manager. (Anmerkung: genau diese Ansätze werden für andere Branchen unter dem Stichwort Industrie 4.0 [3] derzeit massiv verfolgt; dennoch befindet sich die IT-Industrie de facto erst bei der Industrie 2.0, da durchgängige Digitalisierung und Automatisierung der IT-Betriebe [4], [5] erst noch entsteht).
- 1) A uniform, comprehensive measurement and comparability of real system data would be possible;
- 2) A clear reference to the actual value creation through production of software and connected work processes (ie beyond key performance indicators (KPI) from the operative software operation) would be possible; In particular, cost-intensive error and misconception effects are to be made recognizable and their partly automatic early detection over the entire value added chain made possible;
- 3) An intuitive and interactive representation of cross-company production data would be possible especially in this industry, in particular with high accessibility for non-specialist such. Eg process optimizer or top manager. (Note: exactly these approaches are currently being massively pursued for other sectors under the heading Industry 4.0 [3]), but the IT industry is de facto only in the area of Industry 2.0, as integrated digitization and automation of IT operations [4], [5] still arises).
Stattdessen fahren die meisten heutigen Unternehmen für ihre IT-Dienstleister Controlling-Ansätze, der auf zwar ausgereiften und Modell-gestützten, jedoch narrativen Methoden der manuellen Zeiterfassung mit (der aus der Sicht der messbaren Daten sehr vagen) Darstellung der Tätigkeiten sowie Berichterstattung stützt [6]. Dieser Ansatz ist jedoch in Augen des Patent-Anmelders nicht zukunftsfähig, da
- 1) Durch das komplexe, mit viel manueller Arbeit zur Datenerfassung verbundene Berichtwesen wesentliche Aufwände entstehen
- 2) Alle methodischen Werkzeuge sowie software-technischen Komponenten zur Messung der Wertschöpfung bereits heute ansatzweise vorhanden sind und bei fortschrittlichen IT-Organisationen sogar länger im Einsatz, was zur überdurchschnittlichen Performance-Steigerung führt [5], [7].
- 3) Durch den Faktor Mensch keine transparente, objektive, auf realen Messdaten basierende Vergleichbarkeit der Arbeitsqualität möglich ist (was den Wettbewerb bedeutend erschwert).
- 4) Diese Art von Betriebsorganisation orientiert sich primär an der reinen Dienstleistung und definiert keine formalen technischen Einstiegkriterien auf der niedrigen Granularität, d. h. ein Entwickler-Team könnte theoretisch unreflektiert eigene technischen Lösungen erarbeiten, obwohl es frei verfügbare Standard-Komponenten gibt, Anzahl bekannter solcher Komponenten nur für Oracle Java EE Plattform [8] liegt derzeit bei ca. 1 Million Software-Bibliotheken [9] und ca. 70000 Vorlagen für integrierte virtuelle Linux-Umgebungen [10].
- 1) Complex reporting that involves a lot of manual data collection work will be a significant expense
- 2) All methodological tools as well as software-technical components for measuring the value added are already present to some extent and are even used by progressive IT organizations even longer, which leads to above-average performance increase leads [5], [7].
- 3) The human factor does not allow transparent, objective comparability of work quality based on real measurement data (which makes competition much more difficult).
- 4) This type of business organization is primarily based on the pure service and does not define formal technical entry criteria on the low granularity, ie a development team could theoretically develop their own technical solutions without reflection, although there are freely available standard components, number of known such components only for Oracle Java EE platform [8] currently has about 1 million software libraries [9] and about 70000 templates for integrated virtual Linux environments [10].
In komplexen IT-Organisationen besteht heutzutage daher eine große Unsicherheit bezüglich der messbaren, tatsächlich erbrachten Wertschöpfung etwa mit Auflösung von 1 Personentagen, realistischer Liefertermine sowie tatsächlich bestehender Risiken [11]. Bereits das mittlere Management verfügt über eher ungenaue Status-Informationen und verlässt sich nur auf Berichte sowie vage informelle Mitteilungen (umgs. ”Flurfunk”), während zahlreiche und komplexen EDV-Vorgänge eine sowohl eine sichere als auch weitgehend missachtete Quelle für vielfältige mehrdimensionale reale Prozessdaten sind.In complex IT organizations today, therefore, there is a great deal of uncertainty regarding the measurable, actually generated added value, for example, with the resolution of one person's days, realistic delivery dates and actually existing risks [11]. Even the middle management has rather inaccurate status information and relies only on reports and vague informal communications (umgs. "Flurfunk"), while numerous and complex IT operations a both a secure and largely disregarded source of diverse multi-dimensional real process data are.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die es den IT-Organisationen ermöglicht,
- 1) Große Teile des zeitbasierten Berichtswesens durch Echtzeit-Messungen der realen Wertschöpfung unternehmensübergreifend deutlich zu mindern.
- 2) Das Problem der in komplexen dynamischen Umgebungen ständig veralteten technischen Dokumentationen stark zu mindern, da viele Informationen entweder stark formalisiert und dadurch maschinell verarbeitet und ausgewertet werden können [12], [13], oder direkt durch Sensoren (in der Software-Welt durch spezielle API-Konnektoren [14], [15], [16] abbildbar) erfasst und speichert.
- 3) Kommunikation und Qualitätsmanagement wesentlich zu vereinfachen sowie allgemeine psychische Entlastung [17], [18] durch Senkung von den o. g. Unsicherheiten in allen Unternehmensbereichen.
- 4) Eine objektive Vergleichbarkeit der Arbeitsergebnisse und der Arbeitsqualität zu schaffen, auch über die Unternehmensgrenzen hinweg.
- 5) Industrielle Methoden zur Optimierung der Qualität etwa nach Lean Six Sigma [19] zu ermöglichen (Six Sigma Optimierungsverfahren erfordern ausschließlich strikt physikalisch messbare Größen. Messungen durch Befragungen/Berichterstellungen sind in diesem Kontext buchstäblich wertlos).
- 1) Significantly reduce large parts of the time-based reporting by real-time measurements of real value creation across companies.
- 2) To greatly reduce the problem of technical documentation that is constantly obsolete in complex dynamic environments, as much information can either be highly formalized and thereby machine-processed and evaluated [12], [13], or directly by sensors (in the software world) special API connectors [14], [15], [16] mappable) is detected and stored.
- 3) significantly simplify communication and quality management as well as general mental relief [17], [18] by lowering the above-mentioned uncertainties in all divisions.
- 4) Achieve objective comparability of work results and quality of work, even across company boundaries.
- 5) To enable industrial methods to optimize quality according to Lean Six Sigma [19] (Six sigma optimization methods require only strictly physically measurable quantities, measurements by surveys / reports are literally worthless in this context).
Der Ansatz dieser Vorrichtung wird zu einer wesentlichen Beschleunigung der Kommunikationsprozesse und der Arbeitsvorgänge, massiven Kostensenkung und durchgehender Transparenz technischer Vorgänge in IT-Organisationen führen, was insgesamt das Wachstum und Wettbewerbsfähigkeit dieser IT-Organisationen bedeutend erhöhen wird.The approach of this device will dramatically accelerate communication processes and operations, dramatically reduce costs, and ensure complete transparency of technical processes in IT organizations, all of which will significantly increase the growth and competitiveness of these IT organizations.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Integration der folgenden, teilweise bereits auf dem Markt verfügbaren, teilweise sich noch in der Forschung befindenden innovativen Basis-Technologien:
- 1) Fortgeschrittene, hardware-beschleunigte Automation in der Software-Herstellungstechnik [4], [13], [20], mit Einsatz von virtuellen Daten-Sensoren (d. h. anstatt realer physikalischen Eigenschaften werden reale Zahlen bzw. Zustände der Systeme ermittelt und gespeichert);
- 2) Erstellung, Speicherung und Darstellung der aggregierten, kumulierten sowie abgeleiteten Daten und Kennzahlen als interaktive, echtzeit-fähige Visualisierung mit und ohne 3D, Darstellungen, bevorzugt, aber nicht ausschließlich in (Augmented) Virtual Reality [21], [22], bzw. auf hochauflösenden Industrie-Displays;
- 3) Anwenden von Hybrid-Ansätzen aus Objekt-orientierter Analyse [23] und Prozessmodellierung [12], [24], in Form von Regeln-Sätzen kombiniert mit Text Mining [25] formalisierten Best Practice-Modellen [26] sowie Lean Six Sigma [19] Prozess-Optimierung zur Senkung der Wartezeiten in der Entwicklung sowie Steigerung der Wertschöpfung.
- 1) Advanced, hardware-accelerated automation in software manufacturing [4], [13], [20], using virtual data sensors (ie instead of real physical properties real numbers or states of the systems are determined and stored) ;
- 2) Creation, storage and presentation of the aggregated, accumulated and derived data and key figures as interactive, real-time capable visualization with and without 3D, representations, preferably, but not exclusively in (Augmented) Virtual Reality [21], [22], resp on high-resolution industrial displays;
- 3) Apply hybrid approaches from object-oriented analysis [23] and process modeling [12], [24], in the form of rulesets combined with text mining [25] formalized best practice models [26] and lean six sigma [19] Process optimization to reduce waiting times in development and increase added value.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Zeichnung A stellt eine Referenz-Architektur entspr. der Erfindung für eine bestimmte Phase der Arbeitsvorganges in der Software-Technik dar, nämlich Erstellung und Lieferung von Quellcode in kollaborativen, oft geografisch verteilten Umgebungen.Drawing A illustrates a reference architecture according to the invention for a particular phase of software engineering operations, namely creation and delivery of source code in collaborative, often geographically distributed environments.
In dieser zwecks Verständlichkeit stark vereinfachten Darstellung werden Daten über 2 virtuelle Sensoren (API-Konvektoren) für das Quellcode-Repository sowie Continouos Integration Vorrichtung beispielhaft erfasst und dargestellt.In this simplified representation, data about 2 virtual sensors (API convectors) for the source code repository and Continouos Integration device are captured and displayed as an example.
Bedeutung vom Farbcode in dieser Abbildung (Stand July 2015): blau – sich im Produktiveinsatz befindliche Module, der Aufbau ist allgemein verbreitet in perfomanteren IT-Organisationen; grün – noch zu spezifizierende und zu entwickelnde Module, technisch gesehen sind sie trivial; weiss – Gegenstand aktueller angewandten Forschung, Anwendungsbeispiele bereits im industriellen Einsatz aber noch nicht in der Form in der IT-Industrie.Meaning of the color code in this figure (as of July 2015): blue - modules in productive use, the structure is widespread in more perfomerated IT organizations; green - modules still to be specified and developed, technically they are trivial; White - The subject of current applied research, application examples already in industrial use but not yet in the form in the IT industry.
Zeichnung B zeigt, wie sich der Ansatz dieser Erfindung auf alle wertschöpferischen Phasen in den IT-Organisationen einheitlich und übergreifend skalieren lässt. So ist es u. a. bereits ein vorhandenes Forschungsergebnis, dass sich Spezifikationstexte (etwa Pflichtenhefte, Change-Requests, technische Dokumentationen) mittels Data Mining Ansätze formal auswerten lassen [35]. Entsprechende Quellcode-Auswertungen sind bereits Stand der Technik [26].Drawing B shows how the approach of this invention can be uniformly and comprehensively scaled to all value-creating phases in IT organizations. So it is u. a. already an existing research result that specification texts (such as specifications, change requests, technical documentation) can be formally evaluated by means of data mining approaches [35]. Corresponding source code evaluations are already state of the art [26].
In den beiden Zeichungen ist erkennbar, wie hochkomplexe, auf multidimensionalen Echtzeit-Daten basierende Live-Berichte für beliebige Stakeholder in einer für den Betrachter passenden Weise interaktiv dargestellt werden können.The two drawings show how highly complex live reports based on multidimensional, real-time data can be presented interactively to any stakeholder in a way that is appropriate for the viewer.
Einhaltung der Bild-Lizenzen nach CC (Creatives Commons) [27] das Foto mit dem Benutzer mit einer VR Brille ist Beitrag von Salud [28]. Die Daten-Visualisierungenbeispiele sind ein Beitrag von SIGSPL.org (Special Interest Group for Software Production Lines) [29].Adherence to the image licenses to CC (Creatives Commons) [27] the photo with the user with a VR glasses is contribution of Salud [28]. The data visualization examples are a contribution from SIGSPL.org (Special Interest Group for Software Production Lines) [29].
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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WO2020212523A1 (en) | 2019-04-18 | 2020-10-22 | Volkswagen Aktiengesellschaft | System and method for the simulation of industrial processes |
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2015
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