Insight

Wie man skalierte agile Arbeitsweise in der System-entwicklung umsetzt

November 2022

Helbling Technik erstellt seit 60 Jahren professionelle F&E-Entwicklungsdienstleistungen, welche im Drittkundengeschäft erfolgreich in tausenden zunehmend komplexen Entwicklungsprojekten eingesetzt werden. Das Angebot umfasst erstklassige Ingenieurskunst, wissenschaftliche Exzellenz, Entwicklungs- und Laborinfrastruktur, Know-how sowie branchenspezifische Erfahrung und Entwicklungsmethoden. Letztere basieren auf dem Dreiklang Leistungsumfang, Zeit und Kosten. Dieser ist Basis für belastbare Entwicklungspläne und Kontrolle von Innovationsvorhaben. Nur so werden Arbeitsergebnisse zu verbindlich vereinbarten Bedingungen erstellt und unternehmerischer Mehrwert generiert. In der jüngeren Vergangenheit wird in Akademie und Industrie der Ruf nach neuartigen Entwicklungsmethoden laut. Helbling-Experten beweisen dabei die Kompatibilität von agilen mit ihren anderen bewährten Entwicklungsmethoden.
 

Gründe für den Wandel

Immer mehr Unternehmen stellen ihre Projekt- und Programmentwicklungsorganisation von einer klassischen Wasserfall- auf eine agilere Arbeitsweise um. Einer der Haupttreiber für den Wandel ist der Fokus darauf, regelmässig und in kleinen Schritten Wert zu liefern. Dies ermöglicht die Etablierung einer „fail-fast, learn-fast“-Kultur. Die Änderungen erfordern auch eine transparente und direkte Kommunikation vom Produktmanagement bis zum Entwicklungsteam. Durch die Verwendung von SCRUM hat die Softwareentwicklung bereits ihren Standard gesetzt, um sich an diese Änderungen anzupassen. Getrieben durch die zunehmende Komplexität und Kosten für die Softwareentwicklung in Produkten, haben sich viele Unternehmen entschieden, eine Plattform zu entwickeln, auf deren Basis sie Produkte entwickeln.

Dabei wurden beim klassischen Projektmanagement mehrere Einschränkungen festgestellt. Es gibt Fragen wie:
 

  • Wie geht das klassische Projektmanagement mit der Plattformentwicklung um?
  • Welches Projekt trägt wieviel zur Plattformentwicklung bei?
  • Wie werden Projekte im Vergleich zur Plattformentwicklung priorisiert?
  • Wie werden die agilen Softwareteams berichten und sich in Projekte integrieren?
  • Wie kann man eine Denkweise für “fail-fast, learn-fast" und hohe Transparenz in einen robusten und langlebigen Projektplan integrieren?


Dies führte dazu, dass über mehrere Teams hinweg nach einer neuen Art des agilen Arbeitens gesucht wurde. Geleitet vom Erfolg von SCRUM in Softwareentwicklungsteams konzentrierte sich die Suche auf die Skalierung derselben Konzepte.

FACTBOX

3 Konzepte in der agilen Softwareentwicklung

Die folgenden drei Frameworks erreichten eine gewisse Aufmerksamkeit in der Öffentlichkeit:
 

  • SAFe® – Ein erweitertes Framework für skaliertes agiles Arbeiten rund um Wertströme
  • LESS – Eine pragmatische Möglichkeit, ein einzelnes SCRUM-Team zu erweitern und
  • DaD® – Ein Framework, das auf einer Denkweise basiert, die aus Prinzipien, Versprechen und Richtlinien besteht


Hier findet sich ein Vergleich der drei Frameworks im Detail: https://insights.daffodilsw.com/ 

Helbling arbeitet seit mehreren Jahren parallel zu traditionellen Entwicklungsprozessen und agilen Methoden und Tools wie SCRUM und Kanban. Dabei wurde auch die Kompetenz zur Integration des Frameworks SAFe® entwickelt. Mit der Erfahrung in traditionellen Entwicklungsprozessen und dem Design for Manufacturing kann Helbling Unternehmen wertvolles Wissen liefern, wie sich beide Welten verbinden lassen. Dabei greift auch eine Erweiterung des in der Softwareentwicklung Standard gewordenen agilen Manifests (https://agilemanifesto.org/prinzipien.html), dessen erstes Prinzip lautet: „Unsere höchste Priorität ist es, den Kunden durch frühzeitige und kontinuierliche Lieferung wertvoller Software zufrieden zu stellen.“ Helbling ist der Überzeugung, dass agile Entwicklungsmethoden somit nicht bei der Software aufhören, sondern vielmehr auf Systementwicklungsprojekte einschliesslich Elektronik und Mechanik ausgedehnt werden sollten.
Abbildung 1: Projektbeispiel aus dem Bereich Internet of Things (IoT), welches mit agilen Entwicklungsmethoden entwickelt wurde. Bild: Helbling

Der Wandel

Plattformentwicklung anstelle von Produktentwicklung

In der Vergangenheit haben Unternehmen versucht, Softwareplattformen im Rahmen von Produktentwicklungsprojekten zu entwickeln. Das Ziel eines Projekts ist es dabei immer, die Projektziele mit der bereitgestellten Zeit und dem bereitgestellten Budget zu erreichen. Projekte kümmern sich in der Regel nicht um langfristige Wartung und Betrieb, was zu einer Akkumulation von technischen Schulden in der Plattform führen kann.

Wenn Unternehmen auf ein Framework wie SAFe® umstellen, wird die Entwicklung von Produkten auf Basis einer massgeschneiderten Softwareplattform zu einer wertvollen Option. Die Entwicklung der Softwareplattform wird vom Architekturteam gesteuert und von den agilen Teams umgesetzt. Methoden wie Model Based Software/System Engineering, Attribute Drive Design und Menschen mit Know-how im Design von Softwarearchitekturen sind wichtige Eckpfeiler für den Aufbau einer zuverlässigen, robusten und skalierbaren Plattform.

Schnelle Integrations-, Test- und Releasezyklen sind wichtige Faktoren für den Erfolg einer agilen Softwareplattform. Typische DevOps-Toolchains wie Microsoft Azure DevOps, Gitlab, Jenkins erleichtern diese Integration, erfordern aber eigenes Know-how, um Pipelines schnell und effizient zu halten. DevOps Engineers arbeiten mit Technologien wie Docker und Kubernetes auf Basis von Linux als Hauptbetriebssystem. Durch den Einsatz dieser Technologien und Tools fordert das Entwicklungsteam Best Practices in der IT-Abteilung heraus, die sich normalerweise auf Windows-basierte Betriebssysteme konzentriert.

Kunden fragen nach “time&material” Angeboten

Agile Unternehmen erkennen und bewerten ständig Möglichkeiten für neue und bestehende Kundenwertversprechen neu. Dies steht im Gegensatz zu langanhaltenden und fixierten Projektzielen.

Statt einer Produktentwicklung in Projekten mit hohem Anforderungsmanagement und Konzeptstudien im Vorfeld ist es wichtig, Zugang zu agilen Teams zu haben. Diese können Werte in hoher Qualität und mit hoher Vorhersagbarkeit liefern. Daher halten Unternehmen nach hochqualifizierten Entwicklungsingenieuren in Zeit- und Materialverträgen Ausschau.

Unternehmen sehen Herausforderungen bei Systementwicklung

Da der Ursprung und der Fokus von skalierten agilen Methoden in der Software liegen, sind die Softwareabteilungen oft die ersten und manchmal die einzigen Abteilungen, die auf skalierte agile Methoden umstellen. Viele Manager diskutieren die theoretische Möglichkeit, auch mechanische und elektronische Entwicklungsabteilungen auf skalierte agile Methoden umzustellen. Dabei kämpfen sie jedoch mit mangelndem Verständnis und mangelnder Unterstützung für den agilen Ansatz.

Abbildung 2: Dual Operating System gemäss SAFe. Teile der Unternehmen partizipieren noch nicht an agilen Entwicklungsmethoden. Abbildung: Helbling
Scaled Agile frameworks beantworten nicht jede Frage

Die gesteigerte Agilität der Organisation fordert den etablierten Prozess heraus. Zum Beispiel, um die Konformität mit regulatorischen Anforderungen (z. B. IEC 62304) sicherzustellen. Dies ist auch der Fall, wenn die Produktqualitätssicherung besonders wichtig ist, oder die Integration in das die Software-Entwicklung in fest definierte Phasen untergliedernde V-Modell. Weitere Herausforderungen können die Einrichtung und Integration von Produktionslinien für die Massenproduktion sein. Zumindest fehlt es manchmal an der Integration mit anderen Entwicklungsabteilungen, die noch nicht mit skalierten agilen Ansätzen arbeiten.

Einige der skalierten agilen Frameworks geben keine strengen Richtlinien für solche Situationen vor, sondern überlassen die Lösung dieser Herausforderungen der implementierenden Organisation.

Wie Helbling mit skalierten Agilen Methoden integriert

Ein Dienstleister wie Helbling fügt sich perfekt in bestehende Agile Release Trains ein, indem er vollständige agile Teams bereitstellt. Dies kann SCRUM Master, Product Owner und interdisziplinäre Teams von Entwicklungsingenieuren umfassen. Möglicherweise sind hier Software-Ingenieure, Embedded-Firmware-Ingenieure, Elektroingenieure, Maschinenbauingenieure und noch mehr Spezialisten an Bord. Das agile Team kann in Helbling-Einrichtungen arbeiten und die Infrastruktur nutzen, die ein schnelles Erstellen von Software-, Elektronik- und mechanischen Prototypen ermöglicht. Die Infrastruktur bietet unter anderem:
 

  • Gitlab CI/CD und Gitlab Runner für Hardware-in-the-Loop-Tests
  • Azure-DevOps
  • Kleiner bis grosser 3D-Drucker
  • Mechanische Werkstatt
  • Elektroniklabor
  • Kleiner Reflow-Lötofen
  • EMV-Labor
  • Prozesslabor
  • UX/UI-Designlabor
  • Zusammenarbeit mit Unternehmen, die es gewohnt sind, Rapid Prototyping in SLS, Metall, Elektronik zu produzieren


Je nach Teamgrösse kann ein von Helbling gestelltes agiles Team innerhalb eines Programminkrements in etwa drei Monaten vollständige elektromechanische Prototypen aufbauen. Zusammen mit einem Netzwerk von Prototypenherstellern kann ein agiles Team im Rahmen von zwei Programmschritten von jeweils drei Monaten Kleinserien aufbauen. Für Unternehmen, die ein noch schnelleres Wachstum benötigen, bietet Helbling gegebenenfalls auch einen vollständigen agilen Release-Train an, der mehrere agile Teams enthält und komplexe Programminkremente liefern kann.

Um erfolgreiche Produkte, zufriedene Kunden und Mitarbeitende zu ermöglichen, legt Helbling gleichermassen Wert auf Innovationskraft, Umsetzungskompetenz, Verlässlichkeit und Diskretion. Den steigenden Anforderungen an Flexibilität kann dabei Rechnung getragen werden, indem eine sorgfältige Kombination aus bewährten Entwicklungs- und Projektmanagementmethoden gepaart wird mit agilen Ansätzen in einer sorgfältigen, massvollen Art und Weise. Daher arbeiten von Helbling bereitgestellte agile Teams sehr engagiert an Meilensteinen und Kostenschätzungen pro definiertem Produktinkrement.

Abbildung 3: Beschreibung, wie Helbling als agiles Team eine Integration in einen agilen Release Train vollzieht. Abbildung: Helbling

Zusammenfassung: Helbling hilft bei der Verwendung agiler Methoden in Systementwicklungen

Wenn Unternehmen schnell wachsen oder die agile Methodik zu einer vollständigen Systementwicklung erweitern möchten, kann ein externer Dienstleister wie Helbling die Lösung sein. In diesem Fall berät Helbling nicht nur, sondern stellt auch komplette agile Teams zur Verfügung. Dafür steht eine ausgereifte Infrastruktur zur Verfügung.

Autoren: Aaron Riedener, Frederic De Simoni

Hauptbild: Unsplash

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