Entwicklung eines Konzepts zur mobilen Interaktion mittels Apps in der industriellen Produktion


Diplomarbeit, 2013

133 Seiten, Note: 1,0


Leseprobe

Inhalt

1 Einleitung

2 Aufgabenstellung

3 Stand der Technik
3.1 Bedeutende Entwicklungstrends
3.1.1 Trends des Konsumgütermarktes
3.1.2 Trends in der Industrie
3.1.3 Potenziale und Hemmnisse
3.1.4 Zusammenfassung und Fazit
3.2 Mobile Gestaltungsarchitekturen
3.2.1 Webbasierte Apps
3.2.2 Native Apps
3.2.3 Hybride Apps
3.2.4 Vergleich und Bewertung
3.3 Entwicklungsprozesse mobiler Applikationen
3.3.1 Entwicklungsaufwand und -kosten in Deutschland
3.3.2 Proprietäre Entwicklung und fehlende Standardisierung
3.3.3 Zusammenfassung und Bewertung
3.4 Frameworks für plattformunabhängige Programmierung
3.4.1 Aufbau einer Cross-Compiler-Platform
3.4.2 Ausgewählte Plattformen
3.4.3 Zusammenfassung und Bewertung
3.5 Auserwählte Kommunikationstechnologien
3.5.1 Representational State Transfer (REST)
3.5.2 Simple Object Access Protocol (SOAP)
3.5.3 OLE for Process Control Unified Architecture (OPC UA)
3.5.4 Vergleich und Bewertung

4 Vorgehensweise

5 Entwicklung eines Konzepts für die Interaktion in CPPS mittels neuartiger, mobiler Endgeräte
5.1 Einstufung der zu betrachteten Problemstellung
5.2 Anforderungsanalyse
5.2.1 Funktionale Anforderungen
5.2.2 Nichtfunktionale Anforderungen
5.2.3 Priorisierung und Bewertung
5.3 Ausarbeitung fester Anforderungsbausteine
5.3.1 Kommunikation
5.3.2 Mehrnutzerverhalten
5.3.3 Feedbackverhalten
5.3.4 Caching-Verhalten
5.3.5 Zusammenfassung und Fazit
5.4 Konzeptionelle Gesamtarchitektur
5.4.1 Verknüpfung der Anforderungsbausteine
5.4.2 Funktionale Architekturansicht
5.4.3 Logische Architekturansicht
5.4.4 Zusammenfassung und Bewertung

6 Prototypische Implementierung
6.1 Abgrenzung des Anwendungsbereichs
6.2 Ausarbeitung des Use Cases
6.2.1 Motivation
6.2.2 Instandhaltungsszenario
6.2.3 Zusammenfassung und Begründung
6.3 Realisierung einer effektiven, plattformunabhängigen App
6.3.1 Auswahl des Entwicklungstools und der Gestaltungsart
6.3.2 App-Implementierung
6.3.3 Instandhaltungsszenario mit App-Unterstützung
6.4 Derzeitige Umsetzungsproblematiken und Defizite

7 Bewertung und Ausblick

8 Zusammenfassung

9 Literaturverzeichnis

10 Anhang

Abkürzungen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 Einleitung

Innovative Informations- und Kommunikationstechnologien charakterisieren den Schwerpunkt von Wandel und Entwicklung im Laufe der letzten Jahrzehnte, verändern maßgeblich unser alltägliches Leben und bieten uns zunehmend neue Potenziale, Lebenssituationen zu erleichtern, zu verbessern oder zu gestalten. Der grundlegende Wandel spiegelt sich innerhalb der Industriedomäne vor allem durch den Übergang von statischen Produktionsabläufen hin zu dynamischen Prozessketten wider [Kag13a]. Unter dem Leitwort „Ambient Intelligence“ werden eingebettete Aktor-Sensor-Netze mit Intelligenz und Kommunikationsmöglichkeiten versehen [Ack12], um eine intelligente Vernetzung von dezentralen Informationsträgern und Informationserzeugern innerhalb eines dynamischen, rekonfigurierbaren Netzwerks [Züh13] zu ermöglichen. Innerhalb dieses Ad-hoc-Netzwerks werden die cyber-physischen Systeme mit Informationen und Diensten der digitalen Fabrik verknüpft und schaffen mit dem Internet der Dinge einen neuen Grad der Automatisierung, eine neue, digitale Ära.

Eine zentrale und entscheidende Notwendigkeit wird es zukünftig sein, innerhalb des flexiblen, vernetzten und autonomen Prozesses, die nötige Beherrschbarkeit zu gewährleisten und ausreichend Transparenz zu schaffen. Neben der Verfügbarkeit jeglicher Prozessinformationen stellen sich diesbezüglich wachsende Anforderungen, beispielsweise an standardisierte Benutzungsschnittstellen, die zu bewältigen sind. Dennoch soll der Mensch trotz zunehmender Autonomie weiterhin im Mittelpunkt stehen [Ciu13].

Neuartige Interaktionstechnologien des Konsumgütermarktes bieten in diesem Punkt eine von vielen Möglichkeiten, im Bereich der Mensch-Maschine-Interaktion (MMI) die geforderte Transparenz zu schaffen. Sie ermöglichen neben einer intuitiven Benutzungsoberfläche ebenfalls die Nutzung neuartiger Softwareprogramme, die speziell für die gegenwärtigen, mobilen Endgeräte entwickelt werden, sprich auf den Smartphones oder Tablets installiert werden können [Faß11]. Die Rede ist von mobilen Applikationen, den sog. Apps. Werden sie in industrielle Märkte vordringen und den Wirtschaftszweig mit einhergehenden Veränderungen und Herausforderungen sensibilisieren, ergibt sich mit ihrem Einsatz ein innovatives Spektrum für neue Anwendungsmöglichkeiten.

Der Transfer gängiger Konsumgütergeräte in die Industrie erweist sich zudem in verschiedenen Punkten als sinnvoll. Gegenwärtige, speziell für die Industrie entwickelte Bediengeräte korrespondieren meist nicht mehr hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit, ihrem Anschaffungspreis oder sind für einfache Instandhaltungs- oder Parametrierungsaufgaben schlichtweg überdimensioniert. Eine Neuentwicklung ist darüber hinaus zum einen wegen eines extrem hohen Entwicklungsaufwandes wirtschaftlich unrentabel, zum anderen erlangen sie aufgrund der viel geringeren Verkaufszahlen nicht den steigenden Durchdringungsgrad im Vergleich zu den Konsumgütergeräten.

Im Rahmen dieses Umfelds ergeben sich für die Nutzung mobiler Konsumgütergeräte zwei wesentliche Motivationssäulen als treibender Faktor. Im Hinblick auf den erheblichen Aufschwung seit der Einführung des iPhones und der ersten Apps im Jahre 2007, müssen die neuartigen Interaktionstechnologien als wegweisender Forschungstrend angesehen werden. Für den Industriezweig heißt es daher, sich am globalen Technologietrend zu orientieren und an dessen Erfolg zu partizipieren. Ein zweiter Aspekt umfasst die zunehmende Mobilisierung von Geschäftsanwendungen. Innerhalb der derzeitigen, mobilen Revolution werden die Technologien seit der Etablierung im Alltag zunehmend in der Arbeitsdomäne gefordert. Ferner wird der zu verfolgende Trend „Bring Your Own Device“ durch die Basis der Konsumgütergeräte unterstützt. Sie müssen also zukünftig für industrielle Einsätze vorbereitet, angepasst und erweitert werden.

Erste Ansätze industrieller Apps sind bereits zu finden; der Trend ist also erkannt und angekommen. Derzeitige Umsetzungen basieren allerdings weitestgehend auf marketingorientierten Gesichtspunkten, d.h. Produktkataloge, Handbücher etc. bieten in der Industrie nur einen geringen Mehrwert. Ziel muss es daher sein, einen signifikanten Mehrwert durch den Einsatz der neuartigen Interaktionstechnologien zu erhalten. Indes stellen sich neue Aufgaben, die es zu lösen gilt. Während domänenspezifische Randbedingungen, insbesondere bei der aktiven, mobilen Interaktion zwischen industriellen Apps und cyber-physischen Systemen, wie z.B.

Kommunikationsschnittstellen, Sicherheitsanforderungen, Mehrnutzerverhalten etc. zu einer offenen Thematik führen, existieren außerdem zurzeit keine wirtschaftlich vertretbaren Umsetzungsmöglichkeiten für industrielle Apps. Die Ursache liegt insbesondere in nicht standardisierten App-Entwicklungsprozessen sowie dem Fehlen von standardisierten Kommunikations- und Benutzungsschnittstellen. Für unterschiedliche Entwicklungsumgebungen und Plattformen bedeutet dies sowohl hohe Entwicklungskosten als auch -zeiten.

Diese Herausforderungen gilt es zu meistern, denn hier liegt großes Potenzial. In der vorliegenden Diplomarbeit werden daher im Rahmen einer konzeptionellen Ausarbeitung domänenspezifische Anforderungen zur plattformunabhängigen Interaktion zwischen mobilen Konsumgütergeräten und cyber-physischen Systemen analysiert, technologisch ausgearbeitet und in einer Gesamtarchitektur zusammengefasst. Eine prototypische Realisierung demonstriert abschließend eine sinnvolle, plattformunabhängige Interaktion anhand eines ausgearbeiteten Use Cases.

2 Aufgabenstellung

Mobile Interaktionssysteme aus dem Konsumgüterbereich, z.B. Smartphones und Tablets, in Verbindung mit Anwendungssoftware für die Industrie, z.B. mobile, industrielle Apps, stellen einen vielversprechenden Ansatz für die MenschǦMaschineǦInteraktion (MMI) in cyberǦphysischen Produktionssystemen (CPPS) dar. Um dem Endanwender zukünftig eine mobile Interaktion mittels industrieller Apps mit CPPS zu ermöglichen und ihm damit einen signifikanten Mehrwert in der Factory of Things zu bieten, müssen zwei wesentliche Hürden überwunden werden.

Bislang fehlt ein schlüssiges AppǦKonzept für die Industrie, das z.B. die domänenspezifischen Randbedingungen berücksichtigt. Ferner ist die Interaktion mit CPPS mittels mobiler, industrieller Apps heute nur mit hohem Entwicklungsaufwand und hohen Entwicklungskosten möglich. Es existiert eine Vielzahl mobiler Plattformen, für die zum einen native Apps entwickelt, sowie zum anderen die Zugriffe auf CPPS ohne standardisierte Entwicklungsprozesse implementiert werden müssen. Neben den bedeutenden Entwicklungstrends werden die genannten Defizite als theoretische Grundlage dieser Arbeit im Stand der Technik erläutert.

Fokus liegt auf der Interaktion mit CPPS, um im Gegensatz zu marketingorientierten Apps eine effektive Überwachung und Steuerung der integrierten Aktor-Sensor-Systeme zu ermöglichen. Ziel dieser Arbeit ist es deshalb, ein Konzept zu erarbeiten, das die Interaktion durch die Verwendung aktueller, standardisierter Kommunikationstechnologien und Benutzungsschnittstellen erlaubt und damit die digitale Lücke zwischen den mobilen Anwendungen und der Anlage schließt. Hauptaugenmerk liegt dabei auf der technologischen Umsetzungsebene. Es werden zunächst domänenspezifische Anforderungen ermittelt, die sich durch das Interagieren im industriellen Sektor dem Anwender stellen. Ferner werden ausgewählte Anforderungsaspekte tiefgreifend analysiert und mögliche Umsetzungsideen vorgestellt. Substanziell ist dabei das Anstreben einer allgemeinen, plattformunabhängigen Gesamtarchitektur, die sich ähnlich wie bei existierenden Frameworks des Konsumgütermarktes bausteinartig aufbaut und den späteren Entwicklungsaufwand einer industriellen App signifikant reduziert sowie den durchgängigen Zugriff auf CPS mittels mobiler Bediengeräte über standardisierte Schnittstellen erlaubt.

Das erarbeitete Konzept wird im Anschluss anhand eines industrierelevanten Anwendungsfalles prototypisch in der SmartFactory KL implementiert. Infolgedessen werden bereits existierende Technologien des Konsumgütermarktes, wie z.B. webbasierte, hybride Entwicklungsansätze und mobile Plattformen wie Android, iOS etc. genutzt. Die theoretischen Grundlagen werden dazu im Stand der Technik ausgearbeitet.

Es ergeben sich zum Ende hin zwei wesentliche, zentrale Ergebnisse. Nach der Durchleuchtung von Hemmnissen derzeitiger Entwicklungsansätze und den Potenzialen industrieller Apps wird zum einen eine konzeptionelle Gesamtarchitektur mit domänenspezifischen Anforderungen ausgearbeitet, zum anderen wird die prototypische Realisierung anhand eines ausgearbeiteten Use Cases eine plattformunabhängige und effiziente Ansteuerung von CPPS im industriellen Umfeld zeigen.

3 Stand der Technik

Neuartige Interaktionstechnologien aus dem Bereich der MMI des Konsumgütermarktes bieten uns zukünftig visionäre Möglichkeiten, die Beherrschbarkeit der Prozesse bei wachsender Autonomie und Komplexität zu gewährleisten und Transparenz zu schaffen. Die Intention diesbezüglich ist es, der Vision einer ausgereiften Interaktion zwischen cyber-physischen Systemen und mobilen Anwendungen näher zu kommen und die in bereits der Aufgabenstellung erwähnte digitale Lücke zu schließen.

Als theoretische Grundlage dieser Arbeit beschäftigt sich dieses Kapitel zunächst im ersten Teil mit den problemstellenbezogenen Entwicklungstrends. Ferner wird im Abschnitt 3.1.3 auf deren Potenziale und Hemmnisse in der Industrie eingegangen. Der zweite Teil setzt sich bezüglich der industriellen Apps mit deren Gestaltungsarchitekturen sowie proprietären und plattformunabhängigen Entwicklungsprozessen auseinander. In Hinblick auf die spätere Konzeption und prototypische Realisierung werden abschließend relevante Informations- und Kommunikationstechnologien durchleuchtet.

3.1 Bedeutende Entwicklungstrends

Das Bestreben, wertschöpfungsorientierte Trends rechtzeitig zu identifizieren und präventiv anzusteuern, kennzeichnet den gegenwärtigen, hohen Stellenwert einer zukunftsorientierten Unternehmensstrategie. Demnach ist es für Betriebe wichtig, mit neuen Innovationen und Handlungsfeldern ein wirtschaftliches Rückgrat zu bilden und sich dem Wandel der Zeit anzupassen.

Besonderes Augenmerk, auch im Rahmen der vorliegenden Diplomarbeit, gilt dabei der derzeit persistent wachsenden IT-Branche. Sie wird vor allem durch aktuelle Trends auf dem Konsumgütermarkt (Kapitel 3.1.1), wie z.B. durch neuartige, multifunktionale Interaktionstechnologien, vorangetrieben. Die Rede ist von mobilen Interaktionsgeräten, wie z.B. Smartphones und Tablets, und den darauf installierten mobilen Applikationen. Sie führen zunehmend zu einer fundamentalen Veränderung der Beziehung zwischen Mensch und Computer und mobilisieren nicht nur unseren Alltag, sondern auch unsere Geschäftswelt. Der Trend zur Mobilisierung verändert neben dem Einzug der vierten, industriellen Revolution die Industriedomäne (Kapitel 3.1.2). Die Bedeutung der mobilen Interaktion im industriellen Umfeld gewinnt an Relevanz. Dabei ergeben sich neue Potenziale und Herausforderungen, aber auch Hemmnisse, die es zu bewältigen gilt (Kapitel 3.1.3).

3.1.1 Trends des Konsumgütermarktes

Nicht zuletzt aufgrund derzeitig tiefgreifender Veränderungen in unserem alltäglichen Leben werden der Informations- und Kommunikationstechnologie wegweisende Attribute zugeschrieben. Starke Forschungs- und Entwicklungsleistung, hohe Gründungsdynamik und gute Innovationsfähigkeit [Foc08] lassen die IT-Branche dynamischer und innovativer als andere Branchen erscheinen; über 40% des gesamtwirtschaftlichen Wachstums gehen z.B. auf den Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) im Konsumgüterbereich zurück [Lei13]. Der positive IT-Soft- und Hardwaretrend wird in Abbildung 1 veranschaulicht.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Umsatzwachstum der IT-Hard- und Software [Bun13]

Verantwortlich für diese in den letzten Jahren positive Entwicklung sind mitunter auch neuartige mobile Interaktionsgeräte wie Smartphones und Tablets, sowie die darauf installierten, mobilen Applikationen. Sie werden im Folgenden näher betrachtet.

Mobile Applikationen

In diesem Abschnitt soll zunächst die Terminologie des breit gefächerten Begriffs einer „mobilen Applikation“ eindeutig durchleuchtet werden. Eine einheitliche Definition der sog. Apps (engl.: application [Bib13]) hat sich in der Literatur bislang nicht durchgesetzt.

Prinzipiell existierten mobile Anwendungen bereits schon auf unseren ersten Mobiltelefonen, z.B. im Form einfacherer Taschenrechner-Funktionen oder Spielen. Dabei waren die Applikationen fest in einem System des Mobiltelefons integriert. Sog. eingebettete Systeme (engl.: Embedded Systems) bilden soft- und hardwaremäßig eine funktionale Einheit und erfüllen nur die darin definierten Aufgaben [Itw13]. Das Installieren eigener, zusätzlicher Software im eingebetteten System des mobilen Endgeräts war daher

3 Stand der Technik

nicht möglich [Bia11]. Dies ist der entscheidende Unterschied zu den im heutigen Sprachgebrauch bekannten Apps. Der Terminus beschreibt dabei Softwareprogramme, die speziell für die gegenwärtigen, mobilen Endgeräte entwickelt werden, sprich auf sog. Smartphones oder Tablets installiert werden können [Faß11]. Sie sind nicht im Betriebssystem integriert sondern laufen auf den herstellerabhängigen Vertriebsplattformen des Endgerätes. Apps übernehmen dabei zahlreiche Nutzeraufgaben in unseren Alltagssituationen. Sie ermöglichen z.B. den Zugriff auf soziale Netzwerke oder fungieren unterwegs als mobile Wetterstation und erweitern damit, im Unterschied zu früheren, eingebetteten Applikationen, die Systemfunktionalität des Geräts [App13]. Im Rahmen dieser Diplomarbeit wird der zweiten Notationsauffassung von [Faß11] gefolgt.

Initiator und Auslöser des Hypes um die Apps war der kalifornische Computerbauer Apple. Er brachte zunächst im Sommer 2007 das iPhone auf den Markt [Stö12] und schaffte anschließend im Juli 2008 mit dem App-Store [Mül12] die Grundlage für die Popularisierung der ersten Apps. Seither kam es zu einer weitreichenden Dynamisierung; mobile Apps haben sich als neues Geschäftsmodell auf dem Konsumgütermarkt etabliert und der Apple-Werbeslogan von 2009 „Es gibt für alles eine App“ [Bux11] spiegelt die Realität gut wider. Abbildung 2 veranschaulicht das enorme Wachstum der angebotenen Apps für die vier bekanntesten Plattformen iOS, Android, Windows und Black Berry.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Anzahl angebotener Apps auf unterschiedlichen Plattformen [Spr12]; [Koe11]

Jeder dritte Deutsche ist nach [Waz13] Besitzer eines Smartphones. Laut einer Marktanalyse des Branchenverbandes BIKOM sind ca. 23 der praktischen Anwendungen auf jedem Gerät installiert, jeder Siebte kommt sogar auf mehr als 40 [Voi13]. Bereits im Jahre 2010 wurden über 8,2 Milliarden Apps aus den obigen App Stores auf die Smartphones geladen [Pet13]. Bis zum Ende 2016 erwarten Analysten mit einer weltweiten Nachfrage von über 309 Milliarden App-Downloads [Sch12a]. Prozentual bedeutet dies einen Anstieg seit 2010 von über 3700% oder durchschnittlich täglichen 270 Millionen Downloads.

Die Basistechnologie der Apps bilden wie bereits erwähnt die neuen, mobilen Endgeräte: Smartphones und Tablets mit Internetzugang, Multimediafunktion und berührungsempfindlichem Bildschirm, gepaart mit einer einfachen und intuitiven Bedienbarkeit. Sie haben in den letzten Jahrzehnten unser alltägliches Leben mobilisiert.

Mobilisierung im Alltag

Blicken wir zurück in das vorhergehende Jahrhundert, dann hat sich das Verhältnis zwischen Mensch und Maschine in den letzten Jahrzehnten revolutionär verändert (Abbildung 3). Zu Beginn des Computerzeitalters war der Mensch umgeben von rudimentärer Technik und einzelne Großrechneranlagen wurden von mehreren Personen gleichzeitig genutzt [Kop12]. Die sog. Mainframe-Ära wurde durch die Einführung des Personal Computers (PC) mit nur einem Benutzer pro Rechner abgelöst. Mittlerweile verfügt fast jeder Haushalt über (mindestens) einen PC - 79% aller deutschen Bürger haben den Computer fest in ihrem Alltag integriert [Sta12].

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Entwicklung zwischen Mensch und Computer

Eine neue Dimension des Verhältnisses zwischen Mensch und Computer wurde mit der Einführung des iPhones erreicht. Diametral zur klassischen Bedienung mit Maus und Volltastatur erfolgt die Smartphone- oder Tablet-Steuerung z.B. über Touchscreen, Sprachsteuerung oder Gestenerkennung [Rev10]. Neben dem Bedienungsfortschritt zählt auch das Downsizing1 zur fundamentalen Veränderung. Geräte werden zunehmend kleiner und leistungsstärker; die miniaturisierten und multifunktionalen PCs werden mobil. Zusätzlich können durch die flächendeckende Verfügbarkeit des mobilen Breitbandes sowohl Internet als auch seine Dienste mobil genutzt werden und lösen den PC zukünftig als das am meisten gebrauchte Internet-Zugangsgerät ab [Mün09].

Jeder Konsument wird zukünftig mehrere mobile Endgeräte besitzen und diese in seinem Alltag gezielt einbinden und benutzen. Bereits jetzt gibt es in Deutschland mehr Mobiltelefone als Einwohner [Mül12]. Prognosen des Marktforschungsinstituts EITO zufolge wurden allein 2012 ca. 23 Millionen Smartphones in Deutschland verkauft, 40% mehr als im Vorjahr [Voi13]. Ferner legte auch der Absatz von Tablets im letzten Jahr weltweit um 60% zu [Wei13].

Der mobile, digitale Mensch von morgen wird sich nicht mehr bewusst mit dem Internet verbinden, sondern wie selbstverständlich immer und überall im Internet sein (Ubiquitous Computing). Neue Motive und Bedürfnisse werden bei den Nutzern geweckt und in Kombination mit vollkommen neuen Nutzungssituationen zu einem veränderten Nutzungsverhalten führen [Wol12]. Besonders jüngere Generationen wachsen mit der neuen Technik auf und sorgen zukünftig auch in vielen Geschäftsbranchen bzw. am Arbeitsplatz für ein gewisses Mobilitätsbedürfnis.

3.1.2 Trends in der Industrie

Mit der einhergehenden Ausweitung neuer Innovationen und dem zunehmenden Bedarf an Flexibilität, sowie innerhalb als auch außerhalb des Fabrikumfeldes, sind in den letzten Jahren besonders zwei absehbare Trends innerhalb der Industriedomäne erkennbar geworden. Der Fokus liegt zum einen auf dem wachsenden Mobilisierungsbedarf, zum anderen prägen „smarte“ Technologien der vierten industriellen Revolution das zukünftige Bild in der Industrie.

Verstärkte Mobilisierung

Angesichts der weltweiten Unternehmensverflechtung und internationalen Wertschöpfung [Kag13b], sowie auch insbesondere durch den wachsenden Vernetzungs- und Komplexitätsgrad innerhalb einer Fabrik, hat der Begriff Mobilität im Industriesektor stark an Bedeutung gewonnen. Um Geschäftsprozesse effizienter zu gestalten und damit Kosten zu senken und wettbewerbsfähig zu bleiben [Küh12], nimmt das Bedürfnis an mobilen Geschäftsanwendungen einen wichtigen Stellenwert ein.

Zunächst wird vor allem aus unternehmerischer Sicht Flexibilität und Mobilität von den Mitarbeitern erwartet. Bekräftigt wird dies durch die zunehmende Veränderung der Arbeitsprozesse und Arbeitsweise aufgrund der wachsenden Wirtschaftsglobalisierung.

Unternehmen bilden Wertschöpfungsnetzwerke mit weltweiten Partnern; Auslandseinsätze sowie die damit verbundene mobile Kommunikation werden immer häufiger gefragt sein [Eul12]. Abbildung 4 visualisiert nach [IDC10] die Entwicklung der weltweit geschäftlichen, mobilen Bevölkerungsgruppe in den letzten Jahren. Während im Jahre 2005 ca. 709 Millionen Menschen mobile Technologien bei der Arbeit nutzten, wurden für das jetzige Jahr 2013 bereits mehr als 1,18 Milliarden Menschen prognostiziert.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4: Gesch ä ftliche Nutzung mobiler Technologien [IDC10]

Ferner werden mobile Anwendungen auch im wachsenden, digitalen Fabrikumfeld zukünftig unabdingbar. Sie schaffen innerhalb der Geschäftswelt die Voraussetzungen für bessere und schnellere Prozessabläufe [Lin12] und sie schaffen Transparenz. Derzeit haben sich mobile Bediengeräte für den effektiven Mehrnutzen innerhalb der Produktion noch nicht durchgesetzt [Zei12]. Der mobile Trend innerhalb der Arbeitswelt wird jedoch insbesondere durch die weitreichende Vermarktung von Smartphones sowie Tablets und deren Applikationen auf dem Konsumgütermarkt vorangetrieben. Aufgrund ihrer starken Verbreitung stößt der Einsatz im Business- bzw. Industriesegment zunehmend auf Begeisterung. Auf die neuen Technologien soll zukünftig nicht verzichtet werden [Zei12], eine grundlegende Mobilisierung in allen Alltagssituationen hat begonnen - egal ob zu Hause, unterwegs oder auf der Arbeit.

Laut einer Online-Befragung des Bundesverbandes für Informationswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien e.V. [Faß11] gaben zwar zwei Drittel der befragten Beschäftigten an, dass ihr Unternehmen bereits mobile Anwendungen selbst entwirft oder plant diese zu entwickeln. Diese Zahl lässt jedoch keine direkte Schlussfolgerung auf die gezielte Nutzung von mobilen Anwendungen im industriellen Sektor zu. Existent sind hier primär einfache Anwendungen, die der Kundenbindung, dem Beratungsprozess oder dem Marketing eines Unternehmens dienen und weniger jene, die substanziell in der industriellen Produktion eingesetzt werden können [Kri13].

Realisiert sind z.B. bisher stets einfache Apps zum Aufrufen einer Website [Ita12], um z.B. Kunden, Partner oder eigenes Personal weltweit online und permanent mit aktuellen Informationen (z.B. Produktdaten, Produktneuheiten) zu versorgen. Der Techniker kann z.B. für das Arbeiten vor Ort durch die Eingabe der jeweiligen Seriennummer Zugriff auf passende, technische Dokumentationen oder ein passendes Bestellsystem erhalten [Bre12]. Ein effektiverer Einsatz mobiler Interaktionstechnologien, vor allem auch im Hinblick auf die vernetzte, digitale Fabrik von morgen, wird jedoch zunehmend wichtiger.

Der Trend zur digitalen Fabrik

Hinsichtlich der digitalen Veredelung von Produktionssystemen mit neuartigen Technologien spielen insbesondere Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) eine nicht wegzudenkende Rolle. Sie unterstützen den Wandel, industrielle Prozesse flexibler und vernetzter zu gestalten [Wey12]. Während bei der wachsenden Komplexität zentralistische Konzepte an den Rand ihrer Möglichkeiten geraten [Wie 12], bieten eingebundene IKT neue Potenziale, monolithische Fertigungsabläufe sowie Steuerungs- oder Bedienprozesse dynamischer und flexibler zu gestalten. „Man spricht mittlerweile von Ambient Intelligence und meint damit die intuitive Nutzung weitestgehend unsichtbarer, „intelligenter" Kleingeräte in einer dynamischen Welt“ [Züh13]. Aktoren und Sensoren werden zukünftig „smart“, sprich besitzen einen integrierten Rechner und kommunizieren drahtlos in einem dynamischen, rekonfigurierbaren Netzwerk [Züh13].

Der Trend des vermehrten Einsatzes von Elektronik und IT in Automatisierungsprozessen und dem damit wachsenden Automatisierungsgrad führt die Industrie in eine neue Ära, in die vierte industrielle Revolution. Autonome, selbststeuernde und wissensbasierte Produktionssysteme [Kun12] kennzeichnen die Fabrik von morgen; auf Basis bestehender IKT und sog. Cyber-Physischer Systeme (CPS) wird ein neuer Grad der Vernetzung und Kommunikation geschaffen. CPS verbinden zwei innovative Technologien: eingebettete Systeme und die globalen digitalen Netzwerke. Eingebettete Systeme ermöglichen das Erfassen interner Zustände der physikalischen Welt und werden innerhalb des CPS mit dem globalen, digitalen Netzwerk, dem sog. Cyberspace, vernetzt [Kli12]. Unter die Bezeichnung CPS fallen also jegliche Sensornetze die computerunterstützte und physikalische Aspekte kombinieren. Finden CPS den Einsatz im Produktionsumfeld, spricht man von Cyber-Physischen Produktionssystemen (CPPS) [Kag12].

Die Möglichkeiten in diesem Umfeld mit neuen Interaktionsmöglichkeiten zu agieren sind vielfältig. Eine neue Ära reift voran, die Nachfrage nach mobilen Geschäftsanwendungen wächst und die Integration derer als produktivitätssteigerndes Element in die Wertschöpfungskette von Unternehmen hat gerade erst begonnen. Es eröffnen sich für die Industrie neue Potenziale und Herausforderungen.

3.1.3 Potenziale und Hemmnisse

Für Industrieunternehmen gilt es zukünftig, neue Technologietrends im Auge zu behalten und diese als Antriebsfaktor zu nutzen. Das weltweit führende IT-Marktforschungs- und Beratungsunternehmen Gartner Inc. veröffentlicht dazu jährlich im Oktober eine Liste der zehn wichtigsten, strategischen Technologietrends und bewertet neue Anwendungsfelder nach ihrer Markt- und Technologiereife. Ein erster Grund, die Interaktion zwischen CPPS und industriellen Apps als Ziel rational anzugehen, zeigt der Blick auf die für das Jahr 2013 prognostizierten Trends. Die für die vorliegende Arbeit relevanten Felder belegen in der Studie die obersten Ränge [Mar13].

Mobile Devices (dt.: mobile Bediengeräte), sprich Smartphones und Tablets, sind laut Studie der wachstumsträchtigste Markt für Hardware- und vor allem auch für viele Softwarehersteller. Bis 2015 werden z.B. in gesättigten Märken rund 80 Prozent aller verkauften Geräte Smartphones sein; Tablets dürften bis dann etwa die Hälfte der Absatzzahlen von Laptops erreichen. Basierend auf den mobilen Bediengeräten liegen auf dem zweiten Platz Mobile Applications (dt.: mobile Anwendungen). Gartner prognostiziert für sie sowie vor allem für Tools zur Erstellung von mobilen Anwendungen unterschiedlicher Architektur [Kapitel 3.3], u.a. mit neuartigen Websprachen wie HTML5, einen stark ansteigenden Trend der Wertschöpfung. Darauf aufbauend öffnet die Vermarktung mobiler Anwendungen, vor allem auch im industriellen Sektor, ein für Gartner weiteres, zukünftiges Anwendungsfeld: die Enterprise App Stores. Im Hinblick auf die Vermarktung zukünftiger, industrieller Apps steht den Unternehmen eine komplexe Zukunft bevor. Eine vertikale Öffnung der umsatzstärksten Entwicklungsplattformen (Kapitel 3.3.2) ist nicht gegeben, Applikationen müssen daher für jede Plattform explizit implementiert werden.

Die zunehmende Bedeutung der Softwarebranche wird deutlich; ein weiterer Aspekt sich diesem Thema zu widmen. Während z.B. 1983 bei der Vermarktung des ersten mobilen Endgeräts [Wol12] der Umsatz weitgehend über den Hardware-Verkaufspreis von damaligen 3995 Dollar [Spi13] erzielt wurde, erwirtschaftet die heutige Softwareindustrie, 29 Jahre später, in gleicher Weise jährliche Rekordumsätze. Bekräftigt wird dies zweifelsfrei durch die starke Popularisierung mobiler Applikationen.

Durch die zusätzliche Forderung nach Mobilität sowohl vom Arbeitnehmer als auch aus unternehmerischer Sicht intensiviert sich die Bedeutsamkeit für arbeitsfeldbezogene, mobile Lösungen. Konventionelle, mobile Geräteklassen des Konsumgüterbereichs schaffen dabei zukünftig die technologische Basis für mobile Business-Lösungen. Der Konsumbereich legt mit deren Endgeräten die Grundlage zur mobilen Interaktion [Wan12]. Gegenwärtige, universelle Bediengeräte, wie z.B. das UCP450 der Firma unipo GmbH [Uni13a], korrespondieren nicht mehr hinsichtlich Leistungsfähigkeit und Anschaffungspreis. Die weitweite Massenvermarktung macht es möglich, weitentwickelte Konsumgeräte zu günstigen Preisen zu verkaufen - im kaufkraftarmen Industriesektor ist dies wirtschaftlich nicht vertretbar. Zugleich existieren auf dem Konsumgütermarkt bereits mächtige Software- und Hardwareplattformen. Ferner sorgen auch die steigende Verfügbarkeit und der flächenmäßigen Ausbau von breitbandigen, mobilen Zugangstechnologien wie UMTS, WLAN und der neuen LTE-Technologie, mit der Übertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 300 Megabit pro Sekunde erreicht werden können, für einen stabilen und schnellen Zugang zum Netz oder z.B. auch in die Unternehmens-IT hinein [Eul12]. Die Kombination aus der neuen, disruptiven Geräteklasse und der Verbreitung des mobilen Breitbandnetzes legt nahe, dass die Bedeutung und der Bedarf an Konsumgütertechnologien für den Gebrauch im industriellen Umfeld exponentiell wachsen werden.

Insbesondere mit dem Einzug der vierten, industriellen Revolution und den CPPS werden mobile Anwendungen zunehmend interessanter. CPPS lösen durch ihre wachsende, vertikale Integration die strikt horizontale und hierarchische Steuerungsarchitektur allmählich ab und sorgen für Durchgängigkeit in den Netzwerkstrukturen [Sma12]. Angebunden über diverse Internetstandards wie Bluetooth, TCP/IP oder WirelessHART bieten sie also zukünftig das Potenzial, mit mobilen Endgeräten zu kommunizieren und angesteuert zu werden. Diese stark vernetzte und enge Kommunikation zwischen mobilen Endgeräten und CPPS begünstigt beispielsweise ein schnelleres und effektiveres Agieren bei der Durchführung diverserer industrieller Automatisierungsprozesse. Die Kommunikation findet nicht mehr über zentralistische Datenbanken sondern auf direktem Wege zwischen Bedienpersonal und CPPS statt [Wey12].

Über den Mitarbeiter und sein mobiles Endgerät wäre damit z.B. eine zeitnahe Anlagensteuerung möglich. Im industriellen Umfeld, in dem die Technik vielfältige Funktionen bereitstellt, stoßen klassische Bedienkonzepte mit Schaltern und Tastaturen oft an ihre Grenzen [Kle12]. Mobile Bediengeräte bieten hier die Chance, intuitive Interaktionskonzepte zwischen dem Nutzer und der Anlage, einzelnen Anlagenkomponenten, verschiedenen CPS oder einzelner Aktorik zu ermöglichen. Dadurch werden Mitarbeiter nach [Pro12] bewusst als Erfahrungsträger und Entscheider in relevante Fertigungsabläufe integriert, indem sie beispielsweise intelligenten, ad-hoc vernetzen Produktionsressourcen nach situativen und kontextabhängigen Zielvorgaben dirigieren.

Smartphones und Tablets im industriellen Einsatz bieten sich u.a. nach [Ele12] auch zum Beobachten und Kontrollieren von Betriebs- und Maschinenzuständen bzw. IST-Daten (Durchsatz, Nutzungsgrad, Störungen im Produktionsablauf, Energie- und Materialengpässe, Energieverbräuche etc. [ZVE13]) an. Über Echtzeit ständen dem mobilen Mitarbeiter vor der Anlage alle notwendigen Informationen über Anlagenbereiche, verschiedene Baugruppen oder bis hin zur Feldebene über einzelne Aktoren und Sensoren bereit. Durch den intuitiven, mobilen Zugriff auf Produktionsdaten und -anlagen wird den Mitarbeitern eine stärkere Unterstützung gewährleistet [Sma12]. Erste Umsetzungen z.B. zur transparenten Darstellung der Energiedaten werden bereits realisiert, wie z.B. das in der SmartFactory KL eingebundene Konzept der Smart Power Networks der Firma HARTING [Huh13]. Besonders für Manager von Produktionsanlagen sind Kennzahlen jeglicher Anlagenaktivitäten wichtig, um ihre Produktion verlässlich zu betreiben und unverzüglich nach dem Eintreten eines Ereignisses reagieren zu können [Adv13]. Dies schafft Vertrauen, trägt zur Gesamtanlagenverfügbarkeit bei und unterstützt den Weg hin zu einer ressourcenschonenderen, kosteneffektiveren und effizienteren Produktion.

Die Vereinfachungen des Informationsaustauschs über die neuen Technologien erweisen sich zudem in vielfältigen, industriellen Einsatzbereichen zur Verbesserung und Optimierung der internen, industriellen Abläufe als vorteilhaft. Durch das Internet der Dinge sind nämlich zukünftig nicht nur Mitarbeiter, sondern wie bereits erwähnt auch physische Objekte wie Anlagen, einzelne Maschinen oder Aktoren mit dem Internet verknüpft. Während heutzutage Maschinen zunächst einem übergeordneten zentralen Leitsystem ankündigen, wenn eine programmgesteuerte oder zustandsabhängige Aktion ausgeführt werden muss [Pro12], könnten prozessinterne Veränderungen bald vom jeweiligen, physischen Objekt auf direktem Wege an das mobile Endgerät des Wartungspersonals gemeldet werden, um agiler zu reagieren und Gegenmaßnahmen treffen zu können. Umwege über das ERP-System sind damit nicht mehr nötig. Gleichzeitig besteht die Möglichkeit den Mitarbeiter bei seiner Instandhaltung gezielt zu unterstützen. Eine bestmögliche Vorgehensweise kann z.B. vorgeschlagen oder Ausführungshinweise an relevanten Stellen darstellt werden. Dabei könnte der Monteur vor Ort mit der Anlage über sein mobiles Gerät agieren und beispielsweise Anlagenparameter abfragen sowie schnelle, fundierte Entscheidungen treffen. Über manuelle Eingabe, Scannen von Barcodes oder RFID-Tags (dank Kamerafunktion der Endgeräte) werden Anlagen und Bauteile identifiziert, Ablesefehler von Messdaten vermieden oder Rückmeldungen zum Abarbeitungsstatus erfasst [Adv13]. Nur integrierte, mobile Prozesse erhöhen letztlich den gewünschten Nutzwert und stellen eine nachhaltige Lösung dar [Wan12]. Befindet sich der Mitarbeiter in einem netzabgedeckten Bereich, können anschließend entscheidungsrelevante Informationen zeitnah über die Applikation an sowohl weitere, zuständige Kollegen als auch dem Management übermittelt werden - besonders effektiv für Vertriebsmitarbeiter im Außendienst [Eul12].

Zwar können mobile Geschäftsanwendungen klassische, stationäre Systeme der Instandhaltungs- und Produktionsunterstützung nicht ersetzen, die Erweiterung um eine mobile Komponente kann jedoch den Geschäftsnutzen der klassischen Applikation signifikant erhöhen (Abbildung 5). Darin liegt auch die Absicht; der Mitarbeiter soll effektiv unterstützt und keineswegs ersetzt werden. Der Informationsfluss aus verschiedensten, industriellen Anwendungsszenarien (Instandhaltung, Fernwartung etc.) über mobile Anwendungen gewährleistet die Integrität, Qualität und Vollständigkeit aller erfassten Informationen und erhöht den Detaillierungsgrad und Informationsgehalt signifikant. Das Management kann somit mit einer höheren Informationsauflösung arbeiten und Entscheidungen auf der Basis von validen Informationen treffen sowie Aussagen zur

Entwicklung der technischen Anlagen für Vergangenheit und Zukunft in Unternehmenshandlungen einfließen lassen. [Huf11]

- „Bring Your Own Device“
- ...
- Kommunikation zwischen App und CPPS
- Lesen/Schreiben von Anlagenparametern
- Steuerung von Fertigungsabläufen
- mobile Kommunikation
- Informationsverbreitung
- Kundenbindung
- Kundenzufriedenheit
- Image

Mobilitätsgrad

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 5: Produktivit ä t in Abh ä ngigkeit vom Mobilit ä tsgrad

Unternehmensumfragen zeigen, dass sowohl Interesse als auch der Bedarf an effektiven mobilen Unternehmensanwendungen da sind. Laut [Wan12] sehen z.B. 82 Prozent der Befragten in Apps einen effizienzsteigernden Faktor ihres Arbeitsalltags. Einige Unternehmen gaben neben der bereits angesprochenen Kundenbindung auch zusätzliche Beweggründe wie Image, Forschung und Entwicklung und Erschließung neuer Geschäftsfelder an - zwei Drittel der Befragten fanden zudem, dass die Prozessoptimierung ein wichtiger Grund sei [Faß11].

Der Einzug der Technologietrends des Konsumgütermarkts in die Industrie wurde folglich bereits erkannt; es fehlt allerdings nach [Mat12] ein passendes Konzept und die strategische Planung für mobile Geschäftsprozesse. Für industrielle Umsetzungen stehen an erster Stelle weniger der Service, die Mitarbeiter- und Kundenzufriedenheit, sondern diejenigen Apps, die im Prozess einen effizienten Mehrwert bieten können. Im Rahmen dieser Arbeit ist den Hemmnissen für solch gewünschte Nutzungsszenarien in konzeptioneller Weise nachzugehen. Sie werden im folgenden Abschnitt kurz angesprochen und im Rahmen einer späteren Anforderungsanalyse ausgewählt näher durchleuchtet (Kapitel 5.2).

Der entscheidende Unterschied zwischen den imagebedingten und effektiven Geschäftsanwendungen liegt in der Integration jener in vorhandene Geschäftsabläufe.

Während zum Ausführen einfacherer Apps des Endkunden, z.B. Produktkataloge, keinerlei Verbindung zu unternehmensinternen IT-Systemen bestehen muss, ist die Anbindung produktiver Geschäftsanbindungen an die Produktionsanlagen und derer ITLandschaft unabdingbar [Lin12]. Zur Kommunikation müssen dabei verschiedene Anforderungen berücksichtigt werden (Kapitel 5.2.2). Heutige Fertigungsprozesse setzen sich beispielsweise aus vielfältigen Baugruppen und Feldgeräten unterschiedlicher Hersteller zusammen. Zum Kommunikationsaufbau müssen daher ebenfalls vielfältige Kommunikationstechnologien berücksichtigt werden, um anschließend keine proprietäre, sondern herstellerunabhängige, universelle, mobile Ansteuerung und Bedienung zur Diagnose, Parametrierung oder Wartung umzusetzen.

Eine weitere Barriere, die es generell in der App-Entwicklung zu überwinden gilt, ist die Heterogenität mobiler Plattformen. Für mobile Endgeräte existieren derzeit vielfältige Betriebssysteme und Entwicklungsstrukturen (Kapitel 3.3.2), sowie verschiedenste App- Gestaltungsarten (Kapitel 3.2), die einen standardisierten Entwicklungsprozess für alle umlaufenden Smartphones und Tablets ausschließen. Eine entsprechende Standardisierung wäre zudem auch sinnvoll, um sich den unterschiedlichen Lebenszyklen von mobilen Endgeräten und Feldgeräten anzupassen [Lin12]. Während Smartphones ca. alle 2-3 Jahre vom Besitzer durch ein neues Modell ausgetauscht werden, ist die Lebensdauer mancher Aktoren und Sensoren über mehrere Jahre gewährleistet und eingeplant. Apps müssen demnach ständig für neue Modelle und Softwareversionen angepasst und verändert werden, müssen aber zudem auch auf älteren Modellen weiter funktionieren, falls vereinzelte Kollegen noch ein solches besitzen. Denn der Trend geht zunehmend zur Vision „Bring Your Own Device“.

Smartphones und Tablets werden zunehmend als persönliche Geräte wahrgenommen [Eul12]. Man möchte sie zukünftig aus pragmatischen Gründen sowie aufgrund der zuvor beschriebenen, wachsenden Mobilisierung sowohl privat als auch geschäftlich nutzen. Dies stellt die Implementierung industrieller Apps vor eine weitere Hürde: für geschäftliche Daten besteht ein erhöhtes Sicherheitsrisiko. Verschiedenste Aspekte und Herausforderungen rund um die Sicherheit gilt es demnach zu meistern, um wertvolle Industriedaten vor unbefugtem Zugriff zu schützen.

3.1.4 Zusammenfassung und Fazit

Resümierend lässt sich festhalten, dass mobile Applikationen im industriellen Sektor neben dem einfachen, volkswirtschaftlichen Nutzen auch transformatives Wirkungspotenzial besitzen. Der Bedeutung in die Industriedomäne wird indes verstärkt durch die leistungsfähigen, mobilen Endgeräte des Konsumgütermarktes, deren Apps und der damit zusammenhängenden, wachsenden Mobilität im Alltag. Smartphones und Tablets bilden die Grundlage für die Schaffung einer transparenten Industrieumgebung, in der die orts- und zeitpunktgenaue Kommunikation und Datenerfassung eine wichtige Voraussetzung für einen geschlossenen Informationskreislauf ist [Sch13a].

Abbildung 6 zeigt zusammenfassend eine Gegenüberstellung der Potenziale und Hemmnisse. Das Potenzial ist da, besonders auch aufgrund der zunehmend vielfältigen Freiheitsgrade einer realen Produktionsanlage - es ist allerdings bisher weitgehend ungenutzt. Verschiedene Herausforderungen, wie eine wirtschaftlich rentable Umsetzung, sowie die industriellen Anforderungen müssen zunächst überwunden werden.

- Konsumgütergeräte als technologische Basis
- zeitnahe Anlagensteuerung und dezentralisierte Ansteuerung einzelner Feldgeräte
- agile Situationsbewertung u. Reaktionsmöglichkeit
- verbessertes Wissensmanagement; vereinfachter Informationsaustausch, Transparenz
- Überwachung kritischer Situationen; Kontrolle von Betriebszuständen Anlagenparametern,
- Verbesserung der Gesamtanlagenverfügbarkeit
- Unterstützung des Instandhaltungspersonals
- Heterogenität mobiler Plattformen
- differente App-Gestaltungsarchitekturen
- fehlende Standardisierungen wirtschaftlich derzeit nicht vertretbar Kap. 3.3.1
- Berücksichtigung verschiedenster domänenspezifischer Anforderungen
- Fehlen eines passenden Konzepts zur Integration von Apps in bestehende IT-Struktur

Kapitel 3.3.2

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 6: Gegen ü berstellung der Potenziale und Hemmnisse

3.2 Mobile Gestaltungsarchitekturen

In Anbetracht der fehlenden Standardisierung werden im folgenden Kapitel zunächst die unterschiedlichen, mobilen Gestaltungsarchitekturen klassifiziert. Grundsätzlich wird heute zwischen drei verschiedenen App-Gestaltungsarten unterschieden. Dem Entwickler ist dabei je nach Anwendungsfall selbst überlassen, welche Variante er zur Implementierung wählt. Unterschieden wird zwischen den webbasierten, nativen und hybriden Apps. Im folgenden Kapitel werden zunächst die einzelnen Bezeichnungen charakterisiert, ferner werden Vor- und Nachteile beschrieben. Abschließend stehen die App-Arten in Kapitel 3.2.4 im direkten Vergleich.

3.2.1 Webbasierte Apps

Bei den sog. webbasierten Applikationen handelt es sich um die einfachste der drei Gestaltungsarchitekturen. Die Struktur entspricht der einer einfachen, mobilen Webseite, die im Aufbau und in der grafischen Darstellung für die mobile Nutzung optimiert ist [Bre12]. Webbasierte Apps werden mit einer server- und clientseitiger Logik ausgeführt [Dem12] und greifen über den Browser des mobilen Endgeräts auf das Internet zu [Alb12]. Sie eignen sich vor allem zur einfachen Darstellung strukturierter Informationen.

Hinsichtlich ihrer Implementierung werden aktuelle Webtechnologien, sprich hauptsächlich XHTML, Cascading Stylesheets (CSS) und JavaScript, genutzt [Hei13]. HTML ermöglicht dabei die Gestaltung der Bedienungsoberfläche; umsetzbare Funktionalitäten werden in JavaScript implementiert, das mit geeigneten Schnittstellen in den HTML-Code eingebettet wird [Sma13]. Durch das derzeit noch in Entwicklung stehende HTML5, eine weiterentwickelte, textbasierte Auszeichnungssprache, soll das Erstellen einer webbasierten App zukünftig standardisiert und erleichtert werden. Sie bietet neue, vielfältige Funktionalitäten, wie z.B. das Rendern von Animationen oder das Abspielen von Videos, die zurzeit von HTML4 ohne JavaScript nicht direkt unterstützt werden. Einmal implementiert laufen die Webanwendungen dank der Standardisierung auf jedem Endgerät, das über einen Webbrowser verfügt [Alb12].

Dies ist der erste entscheidende Vorteil, denn obgleich der Browser nun auf der iOS- Plattform oder einem Android-System läuft, die Darstellung des Inhaltes ist identisch und plattformunabhängig. Die Erklärung dafür liegt in der Basis jeglichen Browsers, dem Open Source WebKit Rendering Engine, das für die eigentliche Darstellung der Webseiten sorgt [Uni13b]. Einfache Webtechnologien ermöglichen zudem einen schnellen Entwicklungszyklus und die flexiblere Anpassbarkeit von Informationsinhalten. Sind beispielsweise Updates oder neue Funktionen einzuführen, bedarf es nur der Änderung auf dem Webserver; alle Nutzer haben anschließend direkt nach dem erneuten Aufrufen Zugriff auf die neuen Inhalte [Faß11].

Defizite webbasierter Apps liegen allerdings im Aufruf von Endgerätefunktionen. Zugriffe auf Gerätehardware sind nur sehr begrenzt realisierbar [Ger12]. Erste Umsetzungen zur Ansteuerung der Kamera über HTML5 und passenden JavaScript-Files existieren; der Zugriff zu Schnittstellen wie Bluetooth oder NFC und zu weiteren Hardwareressourcen werden über die Implementierungen mit einfachen Webtechnologien bisher nicht angeboten. Ferner existiert die Prämisse einer ständigen Internetverbindung zur Erreichbarkeit der auf einem Server hinterlegten Inhalte. Besteht keine Verbindung zum Internet, liegen die benötigten Daten auf dem Gerät nicht vor und die App kann nicht verwendet werden [Alb12]. Dank des neuen Internetstandards HTML5 besteht zwar die Möglichkeit, diverse Daten ohne Anschluss zum World Wide Web bereit zu stellen; das Offerieren von neuen, aktualisierten Informationen ist indes aber nicht möglich. Möchte der Softwareentwickler folglich anspruchsvollere Apps mit einer überlegenen Performance gestalten, etwa durch gezieltes Einbinden von Hardwarekomponenten des mobilen Endgeräts, eignen sich vielmehr native oder hybride Apps.

3.2.2 Native Apps

Native Applikationen gewinnen dann an Relevanz, wenn funktionale Wünsche über die browserbasierten Apps nicht mehr umgesetzt werden können. Durch den möglichen Zugriff auf die Sensorik und Aktorik des mobilen Endgeräts bieten sie dem Entwickler unerschöpfliche Möglichkeiten solche Apps zu gestalten, die den Nutzer zum einen durch neue Interaktionen intensiver einbinden [Cha11] und zum anderen effektiver in Alltagssituationen unterstützen.

Native Apps müssen plattformabhängig, d.h. in der Programmiersprache des jeweiligen Betriebssystems geschrieben werden. Tabelle 1 zeigt eine Übersicht plattformabhängiger Programmiersprachen. Resultat ist eine kompilierte Anwendung, die direkt im Betriebssystem des Mobilgerätes ausgeführt wird. [Sma13]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 1: Programmiersprachen nativer Apps [Gav11]

Als nützlich erweisen sich besonders die möglichen Hardwarezugriffe. Innerhalb einer nativen Anwendung kann beispielsweise die Kamera und das GPS-Empfängermodul des Gerätes aktiviert werden; der Nutzer kann ergo zu bestimmten Zwecken Bilder, z.B. QR- Codes oder Videos aufnehmen. Gleiches gilt auch für die verbaute Sensortechnik, mit der die Lage und Bewegung eines mobilen Geräts innerhalb einer App bestimmbar sind [Gev13]. Durch den Zugriff zur Gerätehardware ermöglichen native Apps zudem das Speichern diverser Informationen in lokalen Datenbanken und Dateisystemen. Sie eignen sich vor allem zur Realisierung grafikintensiver, interaktiver Anwendungen, wie z.B. Spiele. Der Internetzugang ist je nach Funktionalität zur Nutzung nicht zwingend notwendig.

Diametral zu deren Vorzügen stehen zum einen der hohe Entwicklungsaufwand bzw. teure Entwicklungsprozess (Kapitel 3.3) und zum anderen das Aktualisierungsverfahren nativer Apps. Ersteres ergibt sich aus der bereits erwähnten, plattformabhängigen Implementierung; die genannte Aktualisierung kann nur über der Download einer neuen Version erreicht werden. Wie lange es diesbezüglich dauert, bis alle Nutzer die App aktualisiert haben, ist schwer vorherzusagen [Faß11].

3.2.3 Hybride Apps

Die hybride Gestaltungsart beinhaltet webbasierte als auch native Eigenschaften und wird als die Mischform der zuvor beschriebenen App-Arten bezeichnet. Damit lassen sich die Vorteile beider Seiten in einer App kombinieren.

Sie bestehen aus einer mittels Webtechnologien (HTML, CSS und Java- Script) entwickelten Anwendungsfunktionalität, die innerhalb der nativen Anwendung gekapselt und ausgeführt wird. Die eigentliche Anwendungslogik liegt also nicht im spezifisch entwickelten, nativen Quellcode vor, sondern wird mittels webbasierter Sprachen implementiert. Eine native Browserkomponente des Betriebssystems unterstützt innerhalb des nativen Bausteins das Lesen der in HTML, CSS und JavaScript vorliegenden Anwendungsfunktionalitäten. Die sog. JavaScript-Abstraktionsschicht (JS-API) fungiert angrenzend als Schnittstelle zwischen hybrider App sowie Betriebssystem und ermöglicht anschließend der Anwendungslogik den Zugriff auf native Endgerätefunktionen. Abbildung 7 visualisiert den Aufbau eines hybriden Bausteins. [Ger12]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 7: Aufbau einer hybriden App in Anlehnung an [Ger12]

Wie bereits angesprochen können über hybride Applikationen die Vorteile von webbasierten als auch nativen Apps vereint und deren Nachteile abgeschwächt werden. Die plattformunabhängige Darstellung ist über den webbasierten Teil realisierbar; zusätzlich bieten sie native Funktionalität. Sie sind in der Lage Inhalte aus dem Internet aufzurufen, bestimmte Informationen wie beispielsweise auch die Anmeldedaten in einer Datenbank zu sichern und bei verfügbarem Internet ein automatisches Synchronisieren durchzuführen [Bre12]. Die hybride App kann diesbezüglich auch ohne Internetzugang ausgeführt werden und benötigt zum Aktualisieren durch die im Cache hinterlegten Daten teilweise nur niedrige Brandbreiten. Durch die in Abbildung 7 zu erkennende, bausteinartige Struktur haben sich für hybride Apps bereits beliebige Java-Script Frameworks entwickelt, die eine plattformunabhängige Programmierung der grafischen

Benutzungsoberfläche und Anwendungslogik ermöglichen. Spezielle JavaScript- Bibliotheken dienen hier zum Erstellen der API-Schnittstelle und damit dem Zugriff auf native Endgerätefunktionen [Ger12]. Näheres zu Java-Script Frameworks folgt in Kapitel 3.4.

Defizite hybrider Apps werden daher weitgehend relativiert. Zwar können sie in den jeweilig überlegenen Punkten der nativen und webbasierten Apps nicht lückenlos mithalten, die folgende Gegenüberstellung zeigt allerdings die Leistung und Stärke dieser Gestaltungsart.

3.2.4 Vergleich und Bewertung

Prinzipiell hängt die Art der App-Gestaltung, für die der Entwickler sich schlussendlich entscheidet, vom jeweiligen Anwendungsfall ab. Zu Lasten der unterschiedlichen Bewertungsfaktoren muss ein optimaler Mittelweg gefunden werden. Abbildung 8 visualisiert nochmals die Stärken und Schwächen der drei verschiedenen Gestaltungsarten.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 8: St ä rken / Schw ä chen nativer, webbasierter und hybrider Apps

Die Gegenüberstellung verdeutlicht die Vereinigung der nativen und webbasierten Vorteile und die Abschwächung deren Nachteile innerhalb einer hybriden App-Struktur. Um für industrielle Anwendungsfälle einen gezielten Mehrnutzen durch Apps zu erreichen, sind insbesondere weitreichende Zugriffsmöglichkeiten auf Hardwarekomponenten unabdingbar. Näheres zeigen zum einen die Anforderungsanalyse zur mobilen Interaktion (Kapitel 5.2) und zum anderen der später im Konzept ausgearbeitete Use Case (Kapitel 6.2). Webbasierte Apps eigen sich daher in der Industriedomäne nur zur flexiblen und

plattformunabhängigen Darstellung von Informationen, sprich z.B. für Produktkataloge. Native und hybride Apps bieten zur Interaktion mehr Funktionen und sind attraktiver. Vor allem die hybride Struktur scheint durch die Kombination beider Grundformen als besonders zukunftsweisend. Einerseits kann der neue HTML5-Standard zur Darstellung der grafischen Benutzungsoberfläche genutzt werden, ferner etablieren sich auf dem Konsumgütermarkt für hybride Apps bereits erste Ansätze zur plattformunabhängigen Programmierung. Resümierend zeigt die Tabelle 2 nochmals eine Gegenüberstellung technologischer Aspekte aller drei Gestaltungsarten:

Tabelle 2: technologische Aspekte verschiedener App-Arten

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten2 3

Netzwerkverbindung meist online Online und Offline Online und Offline Sog. Cross-Platforms verringern den enormen Implementierungsgrad. Bei der Programmierung wird von einer webbasierten App ausgegangen, die mit Hilfe der Entwicklertools in eine plattformabhängige native App umgewandelt wird [Ver12]. Spezifische Schnittstellenaufrufe können über Entwicklungsbibliotheken eingearbeitet werden. Die Zukunft der hybriden Variante liegt vor allem in Anwendungen, die zwar eine höhere Performance als Web Apps bzw. ein natives User Interface benötigen, bei denen der Entwicklungsprozess jedoch weitgehend plattformübergreifend geschehen soll [Ver12] - sprich z.B. für eine wirtschaftlich rentable Umsetzung industrieller Apps.

3.3 Entwicklungsprozesse mobiler Applikationen

Betrachtet man die bereits genannten domänenspezifischen Entwicklungsmöglichkeiten stellt sich die berechtigte Frage nach den Gründen, weshalb dieses Potenzial in der Geschäftswelt bisher weitgehend ungenutzt bleibt. Wie bereits in der Aufgabenstellung erwähnt, liegt der Fokus dieser Arbeit auf der Interaktion mobiler Anwendungen mit cyber- physischen Systemen, bei der zurzeit keine wirtschaftlich vertretbare Umsetzungsmöglichkeit besteht. Im folgenden Kapitel wird daher einerseits der gegenwärtige Entwicklungsaufwand sowie die Entwicklungskosten und andererseits die derzeitige, proprietäre Entwicklung und fehlende Standardisierung für mobile Apps näher durchleuchtet.

3.3.1 Entwicklungsaufwand und -kosten in Deutschland

Der Entwicklungsaufwand und die damit verbundenen Entwicklungskosten für eine mobile Applikation können sicherlich nicht pauschal angegeben werden; dafür unterscheiden sich Apps zu sehr in ihrer soeben beschriebenen Gestaltungsart, ihren Funktionsumfängen, ihrer Programmierung und ihrer Zielplattform. Es existiert also kein standardisierter Entwicklungsprozess, der die Kosten konkretisiert und festlegt. Es lassen sich allerdings grobe Schätzungen angeben, die ein Auftraggeber für die Dienstleistung der App- Programmierung einplanen muss.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 9: Kategorische Ü bersicht der Kosten einer App [Gra13]

Analysten des Verlags HighText iBusiness beziffern, dass selbst simpelste Anwendungen unter 2.000 Euro nicht zu entwickeln sind. Zu beachten ist, dass Apps zunächst für eine Zielplattform (z.B. iOS, Android, Microsoft Windows Mobile, Black Berry etc.) implementiert werden; für jede weitere Entwicklung muss dem Forschungsverlag nach mit einem Aufschlag von ca. 50 Prozent gerechnet werden [Gra13].

Die Kosten einer durchschnittlichen, mobilen Applikation belaufen sich allerdings auf ca. 24.000 Euro und errechnen sich aus den in Abbildung 9 zu sehenden Bereichen. Auffällig hoch beziffern sich die Kosten für die Implementierung des Front- und Backends, d.h. zum einen die Anbindung an den Nutzer bzw. das auf dem Client laufende Programm (Benutzungsoberfläche) und zum anderen die Anknüpfung an die im Hintergrund laufenden Systemschnittstellen. Besonders in der Industriedomäne wird das Aufsetzen eines Frontend und vor allem eines passenden Backend mit hohem Entwicklungsaufwand verbunden. Während das Frontend die grafische Benutzungsoberfläche wiederspiegelt, spiegelt das Backend die technologische Ebene wieder und enthält die Logik zur Kommunikation zwischen Bediengerät und Feldgerät. Die Apps mit effektivem Mehrwehrt sollen dabei nicht nur eine Schnittstelle zum weltweiten Netz besitzen, sondern auch über industrielle Schnittstellen an den jeweiligen Fertigungsprozess angebunden sein. Zur Interaktion ergeben sich in der Industriedomäne verschiedenste funktionale und nichtfunktionale Anforderungen. Sie werden im späteren Konzept genauer durchleuchtet. Die Umsetzung einer einzelnen, industriellen App, zudem für verschiedene Zielplattformen (Kapitel 3.3.2), ist daher zurzeit sehr kostenintensiv - es fehlt eine Standardisierung.

3.3.2 Proprietäre Entwicklung und fehlende Standardisierung

Wie bereits in Kapitel 3.1.1 erwähnt, besitzt jedes gängige Smartphone oder Tablet eine geräteübergreifende Betriebssystemplattform und ermöglicht externen Softwareherstellern, die Funktionalität der Bediengeräte mit eigenentwickelten, mobilen Applikationen zu erweitern. Abbildung 10 visualisiert die klassische Struktur hinter einer App. Die Betriebssysteme steuern und koordinieren dabei die Zugriffe der Apps auf die Hardwarekomponenten des mobilen Geräts [Wil12], sind allerdings je nach Systemhersteller unterschiedlich aufgebaut und erschweren die Erstellung und Kommerzialisierung für verschiedene Plattformen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 10: Schnittstelle zwischen Interaktion und Hardware

Die Erstellung von mobilen Applikationen erfolgt in der Regel auf der Ebene einer höheren Programmiersprache [Str12]; ob nun Java oder Erweiterungen der Programmiersprache C verwendet werden ist allerdings, wie bereits erwähnt, herstellerabhängig. Um z.B. Applikationen für das iPhone zu entwickeln ist einerseits Apple MAC-Hardware zwingend erforderlich; auf anderen Betriebssystemen darf nicht entwickelt werden [Uni13]. Der Entwickler muss sich zum Implementieren einer iOS-App zudem mit einer objektorientierten C-Variante (Objective-C) auseinandersetzen. Google setzt hingegen für sein Betriebssystem Android auf die weit verbreitete Programmiersprache Java, in der bis auf wenige Ausnahmen alle Apps erstellt werden können - wahlweise unter Windows, Linux oder MacOS [Uni13b]. Je nach mobilem Betriebssystem wird den Softwareentwicklern Zugang auf die zugehörige Entwicklungsplattform gewährt und zum spezifischen Zugriff auf Hardwareausstattungen entsprechende Programmbibliotheken, sog. SDKs, zur Verfügung gestellt. Das Implementieren und Distribuieren einer App für Smartphones und Tablets ist also betriebssystemabhängig. Gleiche Apps für verschiedene Betriebssysteme müssen separat für jede Plattform programmiert werden.

Besonders für die technologische Schnittstelle zwischen Apps und CPPS existieren derzeit keinerlei OpenSource SDKs, die diverse industrielle Schnittstellen, wie z.B. das nahezu standardisierte OPC UA, ansteuern können. Vereinzelte, kommerzielle Anbieter entwickeln zwar bereits in C++, ANSI C oder in Java spezifische SDK Implementierungen; für einen massentauglichen Einsatz werden allerdings noch gewisse Entwicklungszeiten benötigt. Ferner existieren neben dem industriellen Maschine-zu-Maschine (M2M) - Kommunikationsprotokoll OPC UA derzeit noch viele weitere Kommunikationsschnittstellen, die es zu beachten gilt.

Neben der Implementiertechnik ist das spezifische Oberflächendesign der verschiedenen Plattformen eine weitere Herausforderung. Während iOS oft auf realistische Optiken und Interface-Elemente setzt, möchte Windows-Phone mit seinen Live Kacheln eher mit einem reduzierten, komplett digitalen „Erlebnis“ punkten. Die Oberflächenanpassung kann in der Entwicklung einen wesentlichen Zeitfaktor einnehmen, denn jede Plattform hat ihre Eigenheiten, ihr eigenes „Look and Feel“ [Gag13]. Dennoch muss auch hinsichtlich dieses Alleinstellungsmerkmals der Anbieter eine standardisierte Entwicklung möglich werden.

Die zentrale Fragestellung aller Softwareentwickler lautet daher, für welche dieser Plattformen eine mobile Lösung angeboten und implementiert werden soll. Unklar ist, welcher Marktplatz derzeit das größere Potenzial zum Vertrieb mobiler Applikationen bietet und auf welchem sich die Entwickler unter Berücksichtigung der prognostizierten Marktentwicklung fokussieren müssen [Gri12]. Das aktuelle Marktgeschehen bietet diesbezüglich keine eindeutige Aussage. Während Apple mit ihrem iOS-System zunächst den Grundstein zur App-Entwicklung legte, hat Google bereits mit dem Betriebssystem Android die Konkurrenz verdrängt. Android kam den Berechnungen von [Fut13] zufolge mit gut 152 Millionen Geräten auf 70 Prozent des Marktes, Apple rückte mit dem neuen iPhone 5 auf 22 Prozent vor (Abbildung 11). Damit bieten zwar monolithisch anmutende Firmen wie Apple und Google anderen Herstellern zunehmend weniger Platz, andere Plattformen wie Blackberry OS oder Microsofts Windows Phone 8 sind aber bei der heutigen agilen Wirtschaftsentwicklung keineswegs zu vernachlässigen [Eno12].

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 11: Verschiedene Hersteller und Betriebssysteme in Anlehnung an [Fut13], [Sta13], [Con12]

Eine Standardisierung im derzeit proprietären Entwicklungsprozess gäbe externen Entwicklern die Möglichkeit, ihre Applikationen einmalig erstellen und distribuieren zu können, ohne dabei plattformspezifischen Restriktionen unterworfen zu sein - die vertikale Öffnung einer Plattform würde für die Firmen allerdings die Kontrolle über ihre Plattform kosten [Hil12]. Zum einen würden die Alleinstellungsmerkmale der Anbieter allmählich verschwinden, zum anderen könnten jegliche Apps programmiert und Plattformveränderungen vorgenommen werden. Es ist also davon auszugehen, dass es keinen offiziellen, standardisierten Entwicklungsprozess in ferner Zukunft geben wird.

3.3.3 Zusammenfassung und Bewertung

Die Post-PC-Ära, in der das derzeit dominierende Betriebssystem Windows in der Unternehmensbranche nur noch nur eine von vielen Plattformen sein wird, hat begonnen. Neben den in Kapitel 3.3.1 erwähnten, hohen Entwicklungskosten für ein industrielles Front- und Backend verstärkt also auch der fehlende Standard zur plattformunabhängigen Implementierung die Unwirtschaftlichkeit der App-Entwicklung und des App-Einsatzes für die Industriedomäne.

Die herausgearbeiteten Fakten zur proprietären Entwicklung und deren Kosten sind jedoch keineswegs abschließend zu betrachten. Vielmehr soll das Kapitel anregen, sich die Informationen für den Entwicklungsprozess von industriellen, mobilen Applikationen vor Augen zu halten und einen effizienteren Weg anzusteuern. Erste inoffizielle, standardisierte Ansätze sind bereits im Konsumgüterbereich zu finden; der Einsatz von speziellen Entwicklungstools, sog. Cross-Platforms (Kapitel 3.4), ermöglicht z.B. das Wiederverwenden eines Programmiercodes zwischen unterschiedlichen Betriebssystemen. So können bis zu 95% des Projektes für mehrere Plattformen genutzt werden, nur minimale plattformspezifische Anpassungen sind nötig [Mül13].

Ziel muss es daher sein, eine ähnliche Cross-Platform für die Interaktion industrieller Apps mit CPPS zu entwickeln, die den domänenspezifischen Anforderungen entspricht. Die im Rahmen der vorliegenden Arbeit auszuarbeitende Technologiebetrachtung, unter Berücksichtigung industrieller Anforderungen, ist demnach dringend erforderlich und unabdingbar. Ein schlüssiges App-Konzept für die Industrie ist also notwendig, um eine durchgängige App-Anbindung an die Feldgeräteebene zu verwirklichen. Das erstmalige Auseinandersetzen im Rahmen dieser Arbeit soll damit die Lücke im Stand der Technik schließen. Bestehende Cross-Platform-Ansätze aus dem Konsumgüterbereich können dabei z.B. für die Industrie aufgriffen, weiterentwickelt, angepasst oder ggf. neu entwickelt werden. Sie werden im folgenden Kapitel durchleuchtet.

3.4 Frameworks für plattformunabhängige Programmierung

Aus den vorherigen Kapiteln geht vor, dass auf dem fragmentierten Markt heutiger mobiler Betriebssysteme die Entwicklung mobiler Anwendungen für verschiedene Plattformen kosten- und zeitintensiv sein kann. Jede der Zielplattformen hat eigene Entwicklungsumgebungen, verschiedene Programmiermodelle oder -sprachen und das notwendige Wissen zur Entwicklung derer Apps muss häufig erst zeit- und kostenintensiv aufgebaut werden [Ede12]. Diverse Entwicklungstools, wie man sie bereits für den Konsumgütermarkt finden kann, erleichtern vor allem Drittanbietern eine plattformunabhängige Entwicklung hybrider und webbasierter Apps.

Nach dem Motto „write once, run everywhere“ [Gro10] sollen mobile Anwendungen über zuverlässige Frameworks für möglichst viele Plattformen verfügbar gemacht werden. Angesichts der späteren Konzeptausarbeitung sowie der darin enthaltenden modellierenden Architektur für industrielle Apps ist es daher als theoretische Grundlage besonders wichtig, sich im folgenden Kapitel mit den existierenden Ansätzen zur plattformunabhängigen Programmierung auseinanderzusetzen. Es werden zunächst in Kapitel 3.4.1 das grundlegende Verständnis einer Emulierungssoftware (sog. Cross- Compiler-Platforms) vermittelt, bevor in Kapitel 3.4.2 ausgewählte Plattformen im direkten Vergleich zueinander stehen. Abschließend folgt in Kapitel 3.4.3 die Zusammenfassung und Bewertung; es wird untersucht, ob vereinzelte Ansätze für das Konzept einer Plattform für industrielle Applikationen übernommen werden können.

3.4.1 Aufbau einer Cross-Compiler-Platform

Prinzipiell geht es bei einer Emulierungssoftware darum, den in einer beliebig höheren Programmiersprache geschriebenen Quellcode in eine Folge von Maschinenbefehlen, d.h. in einen Maschinencode, umzusetzen [Pre06]. Unter den Übersetzungseinheiten unterscheidet man zwischen Interpretieren und Kompilieren. Während der sog. Interpreter den unveränderten Quellcode einliest, Anweisungen sukzessiv analysiert und unmittelbar ausführt [Wag09], überführt der heutig meist verwendete, sog. Compiler den Quelltext zunächst in einen plattformspezifischen Code, den die jeweilige Zielplattform anschließend ausführen kann [Lou10]. Abbildung 12 veranschaulicht in Anlehnung an [Toc11] das Prinzip beider Übersetzungsprinzipien.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 12: Unterschied zwischen Interpreter und Compiler

Im Rahmen der für mobile Applikationen verwendeten Cross-Platforms werden CrossCompiler zur Übersetzung der Quelltexte für die jeweiligen Zielbetriebssysteme angewandt. Der entscheidende Unterschied zu einfachen Compilern liegt darin, dass sowohl das Betriebssystem als auch der verwendete Prozessor der Zielplattform unterschiedlich sein kann [Shi09] [Kam03]. Cross-Compiler-Platforms laufen beispielsweise auf einem Intel-basierten Macintosh-Betriebssystem und erzeugen darauf für verschiedene Software-Plattformen, wie z.B. ein AMD-basiertes WindowsBetriebssystem den zugehörigen Maschinencode.

[...]


1 engl. für Verkleinerung technischer Größen bei gleicher oder ähnlicher Leistungsfähigkeit.

2 engl.: scalar vector graphics: skalare Vektorgraphiken.

3 engl.: application programming interface: Programmierschnittstellen.

Ende der Leseprobe aus 133 Seiten

Details

Titel
Entwicklung eines Konzepts zur mobilen Interaktion mittels Apps in der industriellen Produktion
Hochschule
Technische Universität Kaiserslautern  (Deutsches Forschungszentrum für künstliche Intelligenz GmbH)
Note
1,0
Autor
Jahr
2013
Seiten
133
Katalognummer
V307192
ISBN (eBook)
9783668052420
ISBN (Buch)
9783668052437
Dateigröße
2782 KB
Sprache
Deutsch
Anmerkungen
Abschlussarbeit mit Auszeichnung durch den Preis der Stiftung 'PfalzMetall'
Schlagworte
entwicklung, konzepts, interaktion, apps, produktion
Arbeit zitieren
Stephan Weyer (Autor), 2013, Entwicklung eines Konzepts zur mobilen Interaktion mittels Apps in der industriellen Produktion, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/307192

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