Transfer von Konzepten Technischer Schuld in der Mechatronik während der Migration auf eine neue automatisierungstechnische Plattformgeneration als Grundlage des TD-Managements entlang der Wertschöpfungskette des Sondermaschinenbaus

• Antragstellerin: Professorin Dr.-Ing. Birgit Vogel-Heuser
• Fachliche Zuordnung: Softwaretechnik und Programmiersprachen ; Automatisierungstechnik, Mechatronik, Regelungssysteme, Intelligente Technische Systeme, Robotik
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 564107615

Elektronische Komponenten für Steuerungen und Antriebe, wie Computerchips, sind häufig nur 1-1,5 Jahre lieferbar. Deshalb ist die Migration auf neue Systemtechnikgenerationen immer wieder notwendig. Aktuell erfolgt in der Steuerungstechnik der Übergang auf Mehrkernprozessoren, die bei korrekter Nutzung durch ihre höhere Leistung Effizienz und Funktionsumfang erhöhen. Gleichzeitig bestehen Risiken durch unbekannte Randbedingungen der Maschinenbauunternehmen (Integratoren). Zeit- und Kostendruck sind Treiber für sogenannte Technische Schuld (engl. Technical Debt, TD): kurzfristige Vorteile stehen langfristigen Problemen (z. B. bei der Wartbarkeit) entgegen. Bei der Plattformmigration stellt der geeignete Umstiegszeitpunkt einen Zielkonflikt dar: aus einer frühen Migration folgen Fehler durch eine wenig erprobte Plattform, eine späte Migration zögert technische Vorteile hinaus. Für Integratoren, wie das Partnerunternehmen SOMIC, besteht das Risiko der Abkündigung von Ersatzteilen und Support durch den Plattformanbieter Schneider. Die mechatronische Entwicklung ist hoch interdisziplinär und insbesondere bei der Plattformmigration arbeiten Plattformanbieter (Schneider) und ihre Kunden, Maschinenbauunternehmen wie SOMIC, eng zusammen. Keiner kann ohne den anderen eine geeignete Migration durchführen. Für TD in derartig verzahnten, dynamischen Transformationsprozessen, die sich auf Entwicklung, Implementierung, Inbetriebnahme und Wartung auswirken, liegen kaum Erfahrungen vor. Vorarbeiten in der Grundlagenforschung der mechatronischen TD haben betroffene Stakeholder und sogenannte TD-Ketten aufgedeckt, bei denen TD-relevante Entscheidungen über Disziplinen und Unternehmensebenen hinweg wirken. Die vorhergehende Umfragen-basierte Forschung offenbart die Notwendigkeit, im nächsten Schritt einen realen TD-intensiven Prozess zu erforschen. Folgende Schwerpunkte werden erwartet: Die bereits genannte Unsicherheit bei der zeitlichen Migrationsplanung birgt Chancen zur Erforschung von Process-TD. Die Migration ist mit einer modularen Systemarchitektur einfacher zu vollziehen. Da der Ist-Zustand des Partners SOMIC aus Vorarbeiten gut bekannt ist, kann im Projekt die Wechselwirkung der assoziierten Architecture-TD und Infrastructure-TD mit dem Migrationsprozess untersucht werden. Beide genannten TD-Arten sind zudem mit Version- und Variant-TD verbunden, da eine gute Systemarchitektur den Umgang mit hoher Systemvariabilität im Sondermaschinenbau erleichtert. Die Mehrkernprozessortechnik bietet Chancen und Risiken. Mit beiden Projektpartnern werden daher Konzepte für Dokumentation (Documentation-TD), Schulung (Qualification-TD) und Testen (Test-TD) erforscht. Die Ergebnisse von TD4MigrATion werden für die Migration langlebiger mechatronischer Systeme eine Vielzahl an TD-Fällen liefern, die gemanagt werden müssen. Die zu erforschenden konkreten Metriken und Maßnahmen werden Anreize für vertiefte Forschung zu TD-Management setzen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen (Transferprojekt)
• Anwendungspartner: SOMIC Verpackungsmaschinen GmbH & Co. KG; Schneider Electric Automation GmbH