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Software macht den Unterschied

Koordinatenmesstechnik
Software macht den Unterschied

Die Anwendungssoftware für die Koordinatenmessgeräte von Mitutoyo wird nicht etwa in Japan, sondern in Oberndorf am Neckar entwickelt. Wir haben einen Blick hinter die Kulissen geworfen – und dabei gelernt, wie viel Aufwand hinter der Entwicklung steckt.

» Sabine Koll

Bei Koordinatenmessgeräten im Premiumbereich ist der Stellenwert der Anwendungssoftware in den vergangenen Jahren deutlich gestiegen: Die Hardware unterscheidet sich nur noch in Nuancen. Und damit liegt der Fokus für Alleinstellungsmerkmale immer mehr auf der Software“, sagt Hans-Peter Klein, Geschäftsführer von Mitutoyo CTL Germany. Das heißt, für die Anwender ist wichtig: Wie schnell kann ich meine Messprogramme erstellen? Wie zuverlässig ist die Software und damit die Maschine in Summe? „Vor allem für Unternehmen, die mit Koordinatenmessgeräten oft verschiedene neue Bauteile vermessen, ist die Anwendungssoftware ein wesentliches Unterscheidungsmerkmal“, fährt Klein fort. „Und auch für die Unternehmen, die das Gerät in ihre Fertigung integrieren wollen: Da geht es um Schnittstellen zu Fertigungssystemen. Andere interessiert eine gute CAD-Unterstützung der Software, damit sie ihre CAD-Daten aus der Konstruktion automatisch in die Anwendungssoftware des Geräts übernehmen können. Das alles sind die Punkte, bei denen wir mit unserer Software nach meiner Einschätzung im Wettbewerb weit vorne liegen.“

Wenn Klein von „unserer Software“ spricht, dann meint er Mcosmos und Micat Planner. Mcosmos ist die Anwendungssoftware für die Koordinatenmessgeräte von Mitutoyo, die mittlerweile in der Version 5 vorliegt. Die Software Micat Planner reduziert den Programmieraufwand beim Ausarbeiten von Messprogrammen für Koordinatenmessgeräte durch die automatische Messprogrammerstellung aus CAD-Daten deutlich.

Beide Software-Suiten sind nicht etwa im japanischen Headquarter von Mitutoyo entstanden oder in der europäischen Zentrale in Neuss, sondern in Oberndorf am Neckar am Rand des Schwarzwalds – dort, wo Mitutoyo CTL Germany seit fast 40 Jahren seinen Sitz hat. Die Abkürzung CTL steht für Computer Technology Laboratory. „Manch einer spricht davon, dass wir hier in der Provinz sitzen, weit weg von einem Flughafen, doch letztlich hat sich der Standort als gut für uns erwiesen – auch für die Personalgewinnung“, so Klein. „Wir buhlen hier nämlich nicht mit den klassischen IT-Häusern um die Gunst von Softwareentwicklern, wir finden sie vielmehr in der Region. Der Freizeitwert ist hier sehr hoch und hochqualifiziert Softwareentwickler, die aus der Gegend rund um Oberndorf stammen, wollen hier bleiben.“

„Hinzu kommen spannende Software-Entwicklungsprojekte in einem internationalen Arbeitsumfeld“, ergänzt Swen Haubold, Technischer Leiter.. Spätestens seit dem Bezug des Neubaus 2015 gibt es keinerlei Standort-Diskussionen mehr. 60 Mitarbeiter beschäftigt Mitutoyo CTL aktuell, davon sind knapp 50 Softwareentwickler einschließlich Qualitätssicherung und Dokumentation. Konzernweit zählt Mitutoyo rund 250 Softwareentwickler.

Sie alle müssen bei ihrer Arbeit einen Spagat machen zwischen Koordinatenmessgeräten, die beim Kunden zum Teil jahrzehntelang im Einsatz sind, und Software, die alle aktuellen Entwicklungen und Anforderungen beim Kunden abdecken muss – und die sich nicht zuletzt aufgrund der Digitalisierung immer schneller weiterentwickelt.

Mcosmos muss auch alte Hardware und Software unterstützen

„Wir müssen mit Mcosmos ein enorm breites Spektrum an alter Hardware und Software supporten – und bei Weiterentwicklungen diese auch in Softwaretests miteinbeziehen“, erklärt Haubold. So lief erst vor kurzer Zeit die Unterstützung einer alten Controller-Schnittstelle aus, die letzten Koordinatenmessgeräte damit wurden Ende der 1990er Jahre ausgeliefert. Die Hardware-Unterstützung wurde bereits 2010 eingestellt, doch erst jetzt folgte die Software; nicht zuletzt, weil es mit den heutigen Computern Probleme mit den Einsteckkarten gibt. „Solche Entscheidungen machen wir uns nicht leicht“, sagt Haubold. „Denn diese Koordinatenmessgeräte sind zwar alt, laufen aber bei manchen Kunden noch tadellos.“

Mitutoyo CTL leistet auch den 2nd-Level-Support für die Software, wird also von der Mitutoyo-Hotline für den technischen Support kontaktiert, wenn dieser bei Software-Problemen beim Kunden nicht weiter weiß. „Für zehn Jahre alte Mcosmos-Software sind Anfragen nicht so außergewöhnlich. Wir gehen dem dann nach – wenn es sein muss, indem wir die Hardware-und-Software-Konstellation beim Kunden bei uns nachstellen“, erklärt Klein. Nicht zuletzt deswegen verfügen die Oberndorfer über drei klimatisierte Messräume mit verschiedensten Koordinatenmessgeräten: In einem, den Klein „unser Museum“ nennt, stehen ältere Modelle und im anderen aktuelle sowie Prototypen, die noch niemand sehen darf, weil sie sich noch in der Entwicklung befinden.

„Die Bereitschaft, ein Softwareupdate einzuspielen, ist bei den Kunden generell gering – ganz nach dem Motto: ‚Never change a running system‘. So gibt es Maschinen, die mit einer zehn oder zwölf Jahre alten Mcosmos-Version laufen“, sagt Klein. „Das gilt vor allem dann, wenn immer die gleichen Bauteile auf dem Koordinatenmessgerät vermessen werden. Hinzu kommt, dass die Anwendungssoftware eines Messgeräts in stark regulierten Branchen wie Medizintechnik oder Aerospace Teil der Prozessvalidierung ist. Das heißt, bei einem Wechsel müsste die Software neu freigegeben werden.“ Software-Aktualisierungen werden meist bei einem Wechsel des Rechners, des Sensors oder des Bauteils eingespielt. „Je innovativer ein Unternehmen, desto eher legt es Wert auf neue Funktionalitäten in Mcosmos“, so Haubold.

Häufige Updates werden auch dann durchgeführt, wenn ein Unternehmen die Daten für die Koordinatenmessgeräte aus seiner CAD-Software importiert. Gibt es neues Release einer wichtigen CAD-Software, müssen die Messgeräte die Daten daraus natürlich auch einlesen können. Micat Planner und Mcosmos mit der aktualisierten CAD-Schnittstelle stellt Mitutoyo CTL nicht als Major Release, sondern als Wartungs-Release zur Verfügung stellen.

Major Releases liefert das Unternehmen einmal im Jahr an die Kunden aus. Die Anforderungen dafür erhalten die Softwareentwickler in Oberndorf aus dem japanischen Headquarter. Dort werden Wünsche hinsichtlich neuer Features und Weiterentwicklungen zentral gesammelt und priorisiert. Diese kommen von den Mitutoyo-Produktmanagern oder auch über den Vertrieb direkt von den Kunden.

Flexibler durch
agile Entwicklungsmethoden

Entwickelt wird die Software bei Mitutoyo CTL nach agilen Methoden. Das heißt, die Entwicklung neuer Features wird in kleine Schritte unterteilt, die in sogenannten Sprints innerhalb von zwei Wochen erfolgt. Dann liegt das erste Ergebnis vor einschließlich der Qualitätssicherung. Ist ein solcher Sprint gelaufen, wird das Ergebnis an die Kollegen nach Japan geliefert, sodass die Produktmanager dort einen Blick darauf werfen können – und schnell ihr Feedback nach Deutschland geben können. Parallel dazu läuft bereits der nächste Sprint. „Das macht uns letztlich sehr flexibel und schnell in der Entwicklung“, betont Haubold. „Gerade bei der Weiterentwicklung von Produkten ist die agile Entwicklung von Vorteil: Wenn neue Hardware beispielsweise in ein Koordinatenmessgerät eingebaut wird, müssen wir dies in der Software nachführen. Agile Entwicklung ermöglicht uns eine höhere Geschwindigkeit in der Entwicklung – wir können täglich neue Software an die Kollegen schicken, damit diese einen Blick darauf werfen und uns ein schnelles Feedback geben.“

In dieser Phase ist der Messraum mit der Vielzahl von Koordinatenmessgeräten für Mitutoyo CTL sehr wichtig. „Wir können zwar relativ viel virtuell simulieren, aber in der Simulation sehen wir nicht alles“, so Haubold. „Auch ist es wichtig für uns, die physikalische Hardware zu kennen. Also zum Beispiel: Wie schnell bewegt sich ein Messgerät?“ Vor allem bei Performance-Tests punktet der Einsatz der Software auf der physischen Hardware. Bei Performance-Tests zum Beispiel lassen sich ungewollte Kollisionen besser abschätzen. Beim Scannen zeigt sich auf dem realen Messgerät auch besser, wie es sich während der Punkteaufnahme zum Beispiel bei Kanten verhält. Muss das Messgerät unter Umständen an einer Stelle mehr Punkte aufnehmen? Auch die Firmware des Koordinatenmessgeräts kann Einfluss nehmen auf die Performance.

Auch die Zuverlässigkeit einer Software steht auf physischen Messgeräten auf dem Prüfstand: „Jeder kennt das von seinem PC oder seinem Smartphone: Wenn das Gerät ein paar Wochen gelaufen ist, braucht es hin und wieder einen harten Reset, weil es sonst instabil läuft. Das darf natürlich bei einem Koordinatenmessgerät nicht der Fall sein, das läuft bei manchen Kunden ja wochenlang rund um die Uhr“, so Klein.

Am Schluss verlässt Mitutoyo CTL allerdings die agile Entwicklung nach Lehrbuch: Dann wird ein Kompletttest aller neu entwickelten Funktionalität durchgeführt. Danach wird die Software zur Abnahme nach Japan geschickt und dort an verschiedener Hardware überprüft. Dort erfolgt auch die finale Freigabe.

Software muss heute
benutzerfreundlich sein

„Die Anwendungssoftware für Koordinatenmessgeräte hat sich in den vergangenen Jahren durch die sich verändernden Anforderungen beim Kunden deutlich gewandelt“, stellt Klein fest. „Usability ist ebenso ein großes Thema, aber auch Multisensorik und die Integration in die Fabrikautomation. Und diese Anforderungen müssen wir mit der Software erfüllen.“ Für die leichte Bedienbarkeit besteht Mcosmos aus verschiedenen Modulen, die unterschiedliche Zielgruppen – vom Erstellen von Messprogrammen im Messraum bis hin zur Bedienung in der Fabrik – anspricht. Seit der Version 5 verfügt Mcosmos zum Beispiel auch über eine neue grafische Benutzeroberfläche zur einfacheren Bedienbarkeit. Für diese Modernisierung der Benutzeroberflächen nutzte Mitutoyo CTL die moderne Programmiersprache C# anstelle von C++, in der Mcosmos geschrieben ist. Micat Planner, 2015 auf den Markt gekommen, ist durchgängig mit C# erstellt.

Auch Multisensorik hat eine neue Komplexitätsstufe in die Entwicklung der Software für Koordinatenmessgeräte gebracht. Rund 20 verschiedene aktuelle Sensortypen unterstützt Mcosmos heute. Hinzu kommen ältere Sensoren, die es heute nicht mehr zu kaufen gibt: Auch sie müssen die Oberndorfer bei neuen Releases in der Software mitführen und somit bei den verschiedenen Softwaretests einbeziehen. „Jeder Sensor erhöht den Verifizierungsaufwand in der Software-Entwicklung“, sagt Haubold.

Dies gilt auch für die verschiedenen Schnittstellen für die Fabrikautomation – sei es zu MES-Systemen, zu SPSen oder zu Industrie-4.0-Schnittstellen. „Da Mcosmos und Micat Planner weltweit eingesetzt werden, müssen wir auch unterschiedlichste Schnittstellenstandards unterstützen“, so Haubold: In Europa ist OPC UA das Maß der Dinge für Industrie 4.0, in den USA hingegen MT-Connect. Eine weitere Spezialität des US-Markts ist das Quality Information Framework (QIF), mit dem sich CAD-Daten so exportieren lassen, dass man daraus ein Messprogramm erzeugen kann.

Auch Software zur Realisierung
digitaler Geschäftsmodelle

Ein weiteres Thema für die Softwareentwickler in Oberndorf sind digitale Geschäftsmodelle. Micat Planner ist das erste Produkt von Mitutoyo, das per Pay per Use genutzt werden kann. Abgerechnet wird dabei pro geladenem CAD-Modell. „Unsere Aufgabe war es hier, mit Software dafür zu sorgen, dass das Geschäftsmodell technisch abbildbar ist“, sagt Klein. Das heißt: Wie registriert der Kunde das CAD-Modell, anhand dessen er mit der Software ein Messprogramm generiert? Wann werden ihm transparent die Kosten in Rechnung gestellt beziehungsweise von einem einmal gekauften Guthaben abgezogen? Klein ist sich sicher: „Ein solches Geschäftsmodell wird in der doch eher konservativen Messtechnik sicher auf absehbare Zeit nicht das etablierte Software-Lizenzgeschäft ablösen, doch als Anbieter wollen wir immer einen Schritt voraus sein.“

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