Die Rolle der Softwareingenieure im High-Tech Maschinenbau wird sich in den folgenden JahrzehNnten grundlegend ändern. Dasselbe gilt für unsere Kollegen aus dem mechanischen und dem elektronischen Bereich. Die Zukunft gehört dem ganzheitlichen Systemingenieurwesen in einer virtuellen 3D Umgebung, in der KI mehr und mehr Aufgaben übernimmt. Für diejenigen, die denken, dass es noch einige Zeit dauern wird: Diese neue Realität ist schon bei uns angekommen.
Von Robert Hendriksen, Software Architekt bei Sioux Technologies:
Holodeck als ein virtuelles interdisziplinäres Designtool
"Die Komplexität von High-Tech Geräten ist enorm und steigt weiter an. Dies setzt neue Herausforderungen für Maschinenbauer und deren First-Tier Lieferanten. Einer der wichtigsten Aspekte dabei ist der exponentielle Zuwachs von der Investition in die Gestaltung von Systemen. Immer innovativere Entwicklungsmodelle, Arbeitsumgebungen und Tools werden benötigt, um moderne Technologie zu entwickeln. Dabei sollen sie nicht nur zum gewünschten Ergebnis gelangen, sondern vor allem schnell dabei sein.
Der Antrieb, die Dauer zwischen Konzept und Markteinführung zu minimieren, kommt primär aus kommerziellen Überlegungen. OEMs wollen Kosten sparen und vor der Konkurrenz bleiben. Schnelligkeit erreichen zu können wird so zu einem kennzeichnenden Faktor für deren Entwicklungspartner. Gleichzeitig steigt die soziale Nachfrage für Technologie, die neue Lösungen zu aktuellen Problemen, wie zum Beispiel den Klimawandel, Ernährungskrankheiten und die Kontrolle über die Abfallentsorgung.
Visuelle Rückkopplungsschleifen
Dort, wo die physikalischen Kapazitäten von High-Tech-Systemen erreicht sind, bestimmt Software zunehmend deren Leistung. Dies bedeutet nicht, dass diese per Definition das Ergebnis einer Kombination aus hochwertiger Elektronik-, Maschinen- und Softwareentwicklung sind. Eine Voraussetzung an eine fortschrittliche Softwaremodellierung in einem integrierten transparenten multidisziplinären Ansatz ist, die Effizienz des Entwicklungsprozesses zu erhöhen und damit Planungsfehler frühzeitig zu eliminieren und einen reibungslosen Ablauf der Iterationen zu gewährleisten.
Digitaler Zwilling
Sioux wendet verschiedene innovative Softwarelösungen an, um eine optimale Interaktion zwischen allen Beteiligten Disziplinen zu ermöglichen. Insbesondere visuelle Feedbackschleifen sind leistungsstarke Werkzeuge, um Entwurfsentscheidungen und -probleme klar zu visualisieren. Zum Beispiel verwenden wir Supermodels, unsere eigene modellgetriebene Software, mit der ein System in ein physikalisches Modell eingebaut wird; ein schematischer Bauplan, in dem die Abmessungen und Funktionen aller Komponenten festgelegt werden. Dieser wird dann automatisch in einen Steuercode und einen Simulator umgewandelt. Eine dritte greifbare Darstellung des Systems wird durch den Bau eines digitalen Zwillings erstellt.
Holodeck
In den letzten Jahren hat Sioux eine sprachunabhängige Schnittstelle mit einem Holodeck entwickelt, um eine solche 3D-Simulation zu generieren. Dieses Tool bietet Ingenieuren und Kunden die Möglichkeit, das System unter verschiedenen Bedingungen in einer virtuellen Welt zu testen. Zum Beispiel können sie eine "Arbeitsmaschine" visuell inspizieren, indem sie um sie herumgehen oder sich so klein machen, dass sie sich durch sie bewegen können, während sie Details aus allen Winkeln betrachten. Darüber hinaus können alle Arten von Rückmeldungen generiert werden, beispielsweise durch Visualisierung historischer Daten zu Parametern wie Temperatur, Druck und mittlerer Zeit zwischen Unterbrechungen sowie Daten zur aktuellen Gesamtleistung. Um die Interaktion zwischen der realen und einer virtuellen Welt zu optimieren, sind intuitive Bedienung, schnelle Bilderzeugung und Wahrnehmung von großer Bedeutung. Daher unsere Zusammenarbeit mit der Spielefirma Enversed.
Künstliche Intelligenz
Alles in allem entsteht so das Bild des Holistic System Engineering. Ein Ansatz, bei dem Software-, Elektronik- und Mechanikspezialisten parallel an der (Weiter-)Entwicklung und Wartung innovativer Hightech-Systeme arbeiten. Dabei werden sie mehr und mehr durch fortschrittliche Software-Werkzeuge unterstützt. Das Arbeiten in 3D-Umgebungen rückt immer mehr in den Vordergrund. Im Laufe der Jahre wird die Künstliche Intelligenz dabei immer mehr Aufgaben übernehmen und für zusätzliche Rückkopplungsschleifen in der Entwicklung sorgen. Das mag für manche wie Science-Fiction klingen. Aber unsere High-Tech-Welt verändert sich enorm schnell.
Inspirierend und notwendig
Werden wir in Zukunft ein System in einer virtuellen Welt sammeln? Wird dazugehörige Software automatisch generiert werden? Wird menschliches Eingreifen unnötig sein? Es ist für mich wie Teeblätter lesen.
Ich bin jedoch überzeugt, dass sich die Rolle der Software-Ingenieure und die meiner Kollegen bei der Entwicklung von High-Tech-Geräten im kommenden Jahrzehnt grundlegend ändern wird. Das ist nicht nur interessant und inspirierend, sondern auch notwendig. Da die Weltbevölkerung in den nächsten fünfzig Jahren auf ihr Maximum von 11 Milliarden Menschen anwachsen wird, werden sich die großen globalen Probleme beschleunigen. Die Menschheit kann die nahe Zukunft nicht ohne eine Beschleunigung bei der Schaffung neuer und besserer Technologien überleben".
Sioux organisiert am 1. Juli eine Hot-or-Not-Wissenssitzung (Website auf Englisch) über diese neuen Techniken. Robert Hendriksen und Jim Stolze (Singularity University) nehmen Sie mit auf eine Reise durch die neusten Techniken, die die Welt der Systemtechnik beeinflussen.
