Prozesse in Industriebetrieben mittels Low-Code-Software digitalisieren

Die variantenreiche Serienproduktion und vor allem die industrielle Individualproduktion führen zu einer signifikanten Steigerung der von Betrieben zu verarbeitenden Informationsmengen. Es bedarf daher neuer Ansätze, wie mit dieser Komplexität umzugehen ist, um die Komplexitätskosten gering zu halten, gleichzeitig aber dem Kunden ein differenziertes Spektrum an Leistungen anbieten zu können. Über viele Jahrzehnte standen Strategien der Komplexitätsvermeidung und -reduzierung im Vordergrund. Allerdings sind diesen Strategien enge Grenzen gesetzt, da Kunden vielfach erwarten, dass auch ihre sehr speziellen Anforderungen berücksichtigt werden. Es geht daher künftig zunehmend darum, Komplexität beherrschbar zu machen, indem die Agilität eines Betriebes über Dezentralisierung, Selbstorganisation, Befähigung der Beschäftigten und Digitalisierung gesteigert wird. Die Entwicklung von Anwendungssoftware über Low-Code-Plattformen – auch als End-User-Development bezeichnet – kann entscheidend dazu beitragen, die Agilität eines Betriebes zu verbessern und damit die zunehmende Komplexität beherrschbar zu machen. Vor diesem Hintergrund werden die Bedeutung und Potenziale der Low-Code-Anwendungsentwicklung für Industriebetriebe aufgezeigt.

Low-Code-Development als Softwareparadigma ist ein vergleichsweise neuer Ansatz, der erstmals 2014 unter diesem Begriff Erwähnung fand. Die Konzepte, welche dem Ansatz zugrunde liegen, wurden jedoch in weiten Teilen schon in anderen Erscheinungsformen der Softwareentwicklung genutzt, die schon eine zum Teil deutlich längere Historie aufweisen. In diesem Kapitel werden mit den Programmiersprachen der 4. Generation (4GL), der generativen und modellgetriebenen Softwareentwicklung, dem Rapid Application Develepment, End-User-Development sowie dem Domain-Driven Design verschiedene Softwareentwicklungsansätze vorgestellt, welche als Vorläufer der Low-Code-Programmierung angesehen werden können. Zu jedem der Ansätze werden einige bekannte Beispiel-Werkzeuge genannt sowie Gemeinsamkeiten und Unterschiede der jeweiligen Ansätze im Vergleich zur Low-Code-Programmierung herausgearbeitet. Abschließend werden die Begriffe „Low Code“, „No Code“ und „High Code“ voneinander abgegrenzt, sodass am Ende dieses Kapitels eine Definition für Low-Code-Development vorliegt, welche für den weiteren Verlauf dieses Buchs gültig ist.

Die Auswahl und Einführung einer Low-Code-Plattform ist vor allem für mittelständische Unternehmen eine Herausforderung, da eine Vielzahl verschiedener Low-Code-Plattformen mit unterschiedlichen Funktionen und Anwendungsschwerpunkten angeboten wird. Für einen Betrieb als potenziellem Nutzer einer solchen Plattform besteht das Problem, aus diesem großen, unübersichtlichen Angebot eine Plattform auszuwählen, die den eigenen Anforderungen in hohem Maße gerecht wird. Im folgenden Kapitel wird daher ein Vorgehensmodell vorgestellt, das an die Bedürfnisse und Möglichkeiten von mittelständischen Unternehmen angepasst ist. Dieses Modell unterstützt Betriebe dabei, eine anforderungsgerechte Low-Code-Plattform zu finden und erfolgreich im Unternehmen einzuführen. Das Modell zeichnet sich dadurch aus, dass es aus sechs Phasen besteht, denen jeweils Handlungsempfehlungen, Hilfsmittel und Methoden zugeordnet sind.

Low-Code- Plattformen, im englisch-sprachigen Raum als „low code development platforms“ bezeichnet, sollen Software-Entwicklung vereinfachen. Entsprechend finden sich in den Darstellungen der Anbieter nur wenige Informationen zum komplexen „Inneren“ dieser Plattformen, das die Einfachheit erst möglich macht. Gleichzeitig hat die Architektur der Plattformen durchaus Auswirkungen auf deren Nutzung. In diesem Kapitel werden daher aus den bekannten Eigenschaften von Low-Code-Plattformen Rückschlüsse auf ihre Architektur gezogen. Dazu wird die Kontext-Sicht genutzt, um erste Bausteine zu identifizieren. Anschließend wird das User-Interface der Plattformen betrachtet, um weitere Rückschlüsse auf die Architektur ziehen zu können, sodass final auf das Zusammenspiel wesentlicher Bausteine dargestellt wird.

Eine Low-Code- und/oder No-Code-Entwicklungsplattform (LNCP) bietet Unternehmen eine Chance, Fachexperten stärker in die Entwicklung von individuellen Softwareanwendungen einzubeziehen und so die Effizienz und Effektivität bei der Entwicklung der Softwareanwendungen zu steigern. Erfahrungen aus der konventionellen Softwareentwicklung zeigen jedoch, dass eine strukturierte Entwicklungsmethode zur Koordination der Entwicklungstätigkeiten notwendig ist, um Effizienz und Effektivität in der Entwicklung tatsächlich sicherzustellen. Eine solche Entwicklungsmethode wird allerdings zum aktuellen Zeitpunkt von den marktführenden LNCPs nicht explizit vorgegeben bzw. unterstützt. Durch die neuartigen Eigenschaften der Plattformen und die fehlende Programmierausbildung der benutzenden Fachexperten ist es zudem selten möglich, existierende Entwicklungsmethoden ohne signifikante Überarbeitungen wiederzuverwenden. Daher stellt dieses Kapitel eine Entwicklungsmethode für Softwareanwendungen auf Basis von Low-Code vor, die situativ an die ausgewählte LNCP, die Eigenschaften der zu entwickelnden Anwendung und das Entwicklungsteam angepasst werden kann.

Das Unternehmen ISRINGHAUSEN ist einer der weltweit führenden Hersteller von innovativen Sitzsystemen für die Automobil- und Nutzfahrzeugindustrie. Um einzelne Geschäftsprozesse zügig digitalisieren und optimieren zu können, wurde entschieden, künftig eine Low-Code-Plattform zur schnellen Entwicklung von Anwendungsprogrammen zu nutzen. Da eine große Anzahl an Plattformen am Markt verfügbar ist, stand das Unternehmen vor der Herausforderung, eine Plattform auszuwählen, die den spezifischen Anforderungen des Unternehmens in hohem Maße gerecht wird. Der Prozess der Auswahl und Einführung der Plattform orientierte sich dabei an dem in Kap 3 beschriebenen Vorgehensmodell. Die praktische Erprobung der ausgewählten Low-Code-Plattform erfolgte über die Programmierung einer Anwendung zur Beantragung, Prüfung und Freigabe von Verlagerungsanträgen. Im Ergebnis konnten die Erwartungen an die Optimierung dieses Prozesses mithilfe der ausgewählten Low-Code-Plattform vollumfänglich erfüllt werden.

Das Unternehmen DENIOS SE setzt bereits seit vielen Jahren die Low-Code-Plattform INTREXX der Firma United Planet GmbH aus Freiburg ein. Inzwischen wurden rund 50 Anwendungen mit dieser Plattform entwickelt. Aufgrund begrenzter Softwareentwicklungsressourcen sollte im Rahmen des Projektes Pro-LowCode untersucht werden, ob man Domänenexperten, sogenannte Citizen Developer, ausbilden und in die Lage versetzen kann, zukünftig eigenständig Anwendungen zu entwickeln. Die im Projekt realisierte Fallstudie hat gezeigt, dass auch wenig erfahrene Entwickler sich in kurzer Zeit einarbeiten und eine Anwendung entwickeln können. Die Administration der Anwendung wird weiterhin durch IT-Experten wahrgenommen. Die Erfahrung ist darüber hinaus, dass sich durch Einbeziehung von Citizen Developern die Entwicklungszeit deutlich verkürzen lässt. Aufgrund der vielen Optionen, die INTREXX bei der Anwendungsentwicklung bietet, wird DENIOS weiterhin diese Low-Code-Plattform einsetzen, zumal sie inzwischen im Unternehmen etabliert ist und eine Migration zu einer anderen Plattform die Neuentwicklung aller Anwendungen bedeuten würde. Langfristig wird es bei DENIOS nur ausgewählte Citizen Developer geben. Im Regelfall wird es so sein, dass die Domänenexperten Ideen und Wünsche benennen, die dann von Softwareentwicklern effizient und schnell realisiert werden können. So stehen erste Versionen von Anwendungen schnell für weitere Abstimmungen zur Verfügung, bevor sie für alle Anwender frei geschaltet werden.

Die Konzepte von Low-Code-Programmierung, Generativer Programmierung und Modellgetriebener Softwareentwicklung weisen an vielen Stellen Gemeinsamkeiten auf, sodass auch Softwareentwicklungsansätze möglich sind, welche keiner dieser Entwicklungslinien eindeutig zuzuordnen sind. An der Schnittstelle zwischen Modellgetriebener Softwareentwicklung und Low-Code-Development wurde gemeinsam mit der Firma Weidmüller, einem führenden Unternehmen in den Bereichen Verbindungstechnik, Automatisierung und Digitalisierung, eine Fallstudie durchgeführt, welche den Softwareentwicklungsprozess für Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPSen) für den Anlagen- und Serienmaschinenbau verbessert. Hierfür wurde eine Tool-Chain aus verschiedenen Hard- und Softwarekomponenten entworfen, die es Anlagenbauern ermöglicht, weite Teile des Anlagenaufbaus auf Basis ihrer Fachexpertise zu modellieren. Aus diesen Modellen und vorentwickelten Code-Templates wird in mehreren Schritten ausführbarer Code für SPSen erzeugt. Dieses Vorgehen entlastet SPS-Programmierer, welche auf dem Arbeitsmarkt derzeit eine knappe Ressource darstellen, und beugt Problemen bei der Definition von Anforderungen an die Anlage vor. Die Praktikabilität des Ansatzes wurde mithilfe von Experteninterviews mit Mitarbeitern der Firma Weidmüller evaluiert.