CycleUp-Methode beschleunigt die Entwicklung und senkt Kosten

medizin & technik 02.2024

Schneller zum ausgereiften Embedded System | Bei der CylceUp Methode eines Embedded System startet die Entwicklung nicht mit dem Lastenheft, sondern mit dem Hinterfragen der Produktidee. Ein Funktionsmuster zeigt Eignung und Leistung des Systems, dann wird optimiert – und erst im Anschluss startet die Entwicklung des Serienprodukts. Damit kommen die Fachleute von S.I.E schneller ans Ziel.

Embedded Systeme für den Industrie- und Medizintechniksektor,  zum Beispiel für die Anwendungen Bildverarbei­tung, Edge-Computing-Systeme oder Cy­bersecurity, profitieren von einer Pro­duktentwicklung, welche Risiken mini­miert und die Time-to-Market verkürzt. Einen solchen Ansatz bietet das CycleUp­ Verfahren, das die System Industrie Elect­ronic GmbH (S.I.E) aus dem österrei­chischen Lustenau entwickelt hat. Dabei bringen die Elektronik-Fachleute ihr Wis­sen bereits in der Ideenfindungs- und Konzeptionsphase ein. Das bringt den Auftraggeber letztlich schneller und ziel­gerichteter zu seinem serientauglichen Embedded System.
Beim CycleUp-Verfahren startet der Entwicklungsprozess nicht nur früher als gemeinhin üblich, sondern auch mit einer anderen Herangehensweise. Gemeint ist eine agile Konzeption, wie sie eher aus der Software-Welt bekannt ist. S.I.E über­trägt diese Agilität nun auf die Produkt­entwicklung von Embedded Systemen. Die Idee dazu basiert auf den Erfah­rungen bei diversen Projekten. Sie zeig­ten, dass eine frühe Zusammenarbeit in der Designphase hilft,

• konkrete Anforderungen klarer zu defi­nieren und
• gleichzeitig die Machbarkeit und Wirtschaftlichkeit im Blick zu halten.

Werden hierbei Partner – zum Beispiel Modullieferanten – einbezogen, läuft der Prozess insgesamt schneller ab als bei ei­nem arbeitsteiligen, sequenziellen Vor­gehen. Zudem herrscht mehr Trans­parenz, da weniger Kommunikations­probleme auftreten, wenn Auftraggeber, Produktdesigner, Programmierer und Produzenten ab Projektstart „an einem Tisch sitzen”.
Das in der Praxis schon erprobte Vorge­hen hat S.I.E inzwischen in einer standar­disierten, aber flexiblen Methode abgebil­det, die der klassischen Prototypen- und Serienentwicklung vorgelagert ist. Mit dem CycleUp-Verfahren spricht S.I.E einerseits Auftraggeber an, die eine Idee für ein Produkt haben, aber noch keine präzise Vorstellung von seiner techni­schen Umsetzung. Andererseits ist die Vorgehensweise auch für jene geeignet, die in der Konzeption fortgeschritten sind, aber noch kein Lastenheft erstellt haben. Wichtig zu wissen: Der Ansatz ist nicht nur für Produktneuentwicklungen interessant, sondern eignet sich auch für Folgeprodukte.

Alles beginnt mit dem Minimum Viable Product

In beiden Fällen starten das Team des Auf­traggebers und die Fachleute von S.I.E so­wie von deren Partnern mit der Bedarfs­analyse. Die Kenntnisse aller Beteiligten fließen ein. Sobald die Erwartungen an das künftige Produkt formuliert sind, be­ginnt die agile Konzeption.
Erstes wichtiges Teilziel ist der Bau ei­nes Minimum Viable Product, kurz MVP. Es handelt sich also bewusst um eine serienferne Ausführung des künftigen Ge­räts. Das MVP bildet die Produktmerk­male in einem Funktionsmuster ab, das sich flexibel gestalten lässt und mittels standardisierter Komponenten deutlich schneller zu erstellen ist. An diesem Mus­tergerät finden Tests zur Funktionalität, Usability und Performance statt.
Die Ausführung des Funktionsmusters richtet sich nach den zu verifizierenden Hypothesen und reicht von einem Brett­aufbau bis hin zu einem fast fertigen Prototyp mit einem angepassten Gehäuse und spezifischen Teilen.
Feedback zu den Tests sowie Messwer­te geben Aufschluss darüber, wie ausge­reift das Konzept ist. Werden Optimie­rungspotenziale erkannt oder liegen eventuell konzeptionelle Fehlannahmen vor, setzt S.I.E das MVP erneut auf. Es folgt eine neue Test- und Feedback-Run­de. Dieser Zyklus wird so lange durchlau­fen, bis die Funktionalität und Leistung des Musters den Erwartungen entspre­chen. Im Anschluss lassen sich die exak­ten Anforderungen an das Serienprodukt ableiten und ein Lastenheft erstellen.
Der beschriebene „Build-Measure­ Learn”-Zyklus ermöglicht es, unkorrekte Annahmen zeitnah zu erkennen und das Konzept entsprechend nachzubessern. Wie viele „Loops” aus Feedback- und Opti­mierungsrunden erforderlich sind, hängt unter anderem von der Komplexität des Projekts ab. Typischerweise sind für die Weiterentwicklung eines Produkts weni­ger Schleifen erforderlich als für ein komplett neues Embedded System. Ein MVP kann für viele Iterationen weiterverwen­det werden, und S.I.E nimmt es später gern wieder zurück. Dies reduziert den Entsorgungsaufwand beim Auftraggeber und gestattet die Wiederverwendung von Hardware-Komponenten.

Wer auf welche Weise von der CycleUp-Idee profitiert

Die CycleUp-Herangehensweise kommt beim Auftraggeber vielen Abteilungen zu­gute: Entwicklungsteams begrüßen die Projektbeschleunigung. Sie ergibt sich durch das Know-how von S.I.E und seinen Partnern, durch die agile Vorgehensweise bei der Konzeption und die klaren Spezifi­kationen am Ende der Konzeptphase. Das Produktmanagement schätzt außerdem die Flexibilität und Effizienz bei der Kon­zeption und die plattform- und hersteller­unabhängige Herangehensweise. Für den Einkauf minimiert das Cycle­Up Risiken, da Fehler beim Design des Se­rienprodukts vermieden werden und seine Machbarkeit von Beginn an im Fokus steht. Alle Beteiligten profitieren somit von der frühen, gemeinsamen Lernphase, die der Definition eines Lastenhefts und der Entwicklung des Serienproduktes vo­rangeht.

Erwin Erkinger, Selina Schmid
System Industrie Electronic,
Lustenau/Österreich

Weitere Informationen
Die S.I.E System Industrie Electronic GmbH mit Sitz in Lustenau in Öster­reich ist ein Entwicklungs- und Ferti­gungsspezialist für Embedded-Sys­teme und Cyber-Physische Systeme. Der Fokus liegt auf regulativ heraus­fordernden Branchen wie Medizin, Industrie und Cybersecurity.
Als Aussteller auf der Messe Embed­ded World: Halle 3, Stand 3-238
www.sie.at

Weitere Informationen zu CycleUp: www.sie.at/ideation-innovation/