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18.09.1992 - 

Konstruktion beim Hydraulikspezialisten Hänchen

Eine Benutzerschnittstelle für sämtliche Betriebssysteme

Jörg Beyer ist leitender Redakteur bei der Afö GmbH, Leonberg.

Der Standardisierungstrend macht auch vor den grafischen Benutzeroberflächen

nicht halt. Schließlich schützt erst ein einheitliches Look and Feel am Bildschirm vor den Unwägbarkeiten einer heterogenen DV-Landschaft. Jörg Beyer berichtet, wie der Hydraulikspezialist Hänchen mit Hilfe einer objektorientierten Entwicklungsumgebung eine einheitliche Benutzerumgebung unter Windows, OSF-Motif und dem Presentation Manager realisiert hat.

Die Anforderungen an die Benutzeroberflächen von Softwareprodukten sind in den letzten Jahren ständig gewachsen. Nicht zuletzt die fallenden Preise haben dafür gesorgt, daß Erweiterungen für alle gängigen Betriebssysteme auf PCs und Workstations zum. Standard wurden. Spätestens seit der Etablierung von Oberflächenstandards wie MS-Windows ist nun auch hier die Forderung der Benutzer nach einem einheitlichen grafischen User-Interface (GUI) laut geworden, das für alle Softwareprodukte unter allen Betriebssystemen gelten soll. Daher müssen sich auch die Entwicklungsumgebungen an Grafikprodukten wie Windows, Motif und Presentation-Manager orientieren.

Die neue Konfiguration schmackhaft machen

Eine, einheitliche GUI-Entwicklungsumgebung, so das Ziel, soll die Portabilität zwischen den drei De-facto-Standards für Benutzeroberflächen unter MS-DOS, Unix und OS/2 ermöglichen. Der Vorteil: Der Prozeß des Designs und der Realisierung von Applikationen wird erheblich erleichtert. Er fällt zudem bei Produkten für verschiedene Betriebssysteme nur einmal an.

Das Entwicklungswerkzeug setzt dabei auf den jeweiligen Oberflächenstandards auf, wobei der Betriebssystem-spezifische Window-Manager bereits installiert sein muß. Auf diese Weise bleiben die entwickelten Produkte zum jeweiligen Window-Manager kompatibel.

Realisiert wurde ein solches System bei der Hänchen Hydraulik GmbH in Ostfildern bei Stuttgart. Das Unternehmen gab den Auftrag, ein System für die Variantenfertigung zu entwickeln. Die Aufgabe bestand darin, Konstrukteuren das Umsteigen auf das neue Konfigurationssystem schmackhaft zu machen, die oft Jahrzehnte am klassischen Zeichenbrett gearbeitet hatten.

Obwohl Hänchen bereits vor Jahren CAD-Arbeitsplätze eingerichtet hatte, wurden Konstruktionsänderungen immer mit dem Stift in der Hand vor. genommen. Auf diese Weise entstand seit den fünfziger Jahren eine Vielzahl an Sonderanfertigungen, ein reichhaltiges Archiv, das heute einschließlich der Angebote rund 80 000 technische Zeichnungen umfaßt. Mit der Ubergabe des neuen Systems wurden nun die Zeichenbretter komplett aus der Konstruktion verbannt, um alle Vorgänge durchgängig mit moderner Informationstechnik papierlos bearbeiten zu können.

Das bei Hänchen eingesetzte CAD-System ist heute Basis für die Konstruktion nach dem Baukastenprinzip sowie für die Variantenentwicklung. Mit deren Hilfe lassen sich Konstruktionszeichnungen durch die Eingabe von Variablen automatisch verändern, so daß Sonderanfertigungen heute deutlich einfacher und schneller entwickelt werden. Das Grundprinzip des Konfigurationssystems beruht auf dem Zusammensetzen von Grafikelementen zu kompletten Zeichnungen.

So wird nicht mehr jeder Hydraulikzylinder am Bildschirm völlig neu konstruiert, sondern aus definierten Standardelementen zusammengesetzt, die durch ihre Grafik in Funktionalität und Formeln festgelegt sind. Zusätzlich müssen nur noch wenige Einzeldaten eingegeben werden. Der Rechner ermittelt dann alle Maße, druckt die entsprechende technische Zeichnung und liefert die kompletten Stücklisten Arbeits- sowie Maschinenpläne. Der eigentliche Konfigurationsvorgang besteht dabei aus dem Anklicken von ausgewählten Elementen auf der Benutzeroberfläche. Ihre Plazierung in der Zeichnung erfolgt automatisch.

Das System arbeitet unter Unix. Als Entwicklungsumgebung für die Mensch-Maschine-Schnittstelle wurde Grit-Plus von der Gesellschaft für Technologietransfer, St. Georgen, eingesetzt. Da dieses Produkt konsequent maschinenunabhängig programmiert wurde, läßt es sich auf jedem Rechner anwenden, auf dem die Programmiersprache C + + läuft. Mit dieser objektorientierten Programmiermethode wurde erreicht, daß das User-Interface auf nahezu allen grafikfähigen Computern installiert werden kann. So erlaubt das Tool auch die problemlose Portierung der damit entwickelten Oberflächen auf DOS, OS/2 oder spezielle Echtzeit-Betriebssysteme sowie auf die Window-Manager.

Da die grafische Benutzeroberfläche bei dem Hydraulikhersteller weit mehr als nur eine

Bildschirmmaske benötigte, stand der objektorientierte Ansatz der Entwicklungsumgebung im Mittelpunkt. Eine derart aufwendige Aufgabe hätte den Projektaufwand um 20 bis 30 Prozent erhöht, wäre es nicht durch das Entwicklungssystem möglich geworden, Masken und Schnittstellen ohne das Programmieren von neuem C-Code zu erstellen.

Solange das GUI keine neuen Funktionen innerhalb des eigentlichen Programms erfüllen muß, können an einem Editor allein durch Änderungen der Maskendaten das Design und viele Oberflächenfunktionen geändert werden.

Theoretisch sind dazu keinerlei DV-Kenntnisse notwendig. So wurden bei Hänchen Masken nach den firmenspezifischen Designvorgaben entworfen, die sich auch nachträglich ohne großen Programmieraufwand optimieren lassen. Farben, Ausschnitte, Positionen und Funktionen werden mit der Maus angeklickt, Texte in String-Masken ediert. Das Erscheinungsbild der einzelnen Teile einer Applikation kann so schnell und individuell kreiert werden.

Die Schnittstelle der Oberfläche zum Programm ist einfach gestaltet und - erfordert vom Programmierer keine weitere Einarbeitung in die Spezifika des verwendeten Betriebs- oder Window-Systems. Außerdem ist die Programmierschnittstelle für die verschiedenen Betriebssysteme einheitlich.

Mit den grafischen Oberflächen und auf der Basis der Datenbank Oracle werden im Konfigurationssystem heute alle Parameter erfaßt und bearbeitet. Jedes Bauteil erfährt dabei eine systematische Einordnung in eine Baumstruktur. Diese Struktur umfaßt grafische Grundtypen, die sich durch Gleichungssysteme nach Länge, Breite, Belastbarkeit und anderen Variablen abwandeln lassen.

Die Einhaltung der jeweiligen hausinternen Hänchen-Standards und der Industrienormen DIN, ISO und Cetop wird automatisch überwacht, Mindestmaterialstärken und qualitätssichernde Eigenschaften sind ebenfalls fest definiert und müssen vom Konstrukteur nicht kontrolliert werden.

Die eingegebenen und die SQL-Daten werden dann mit dem CAD-System CIM-CAD in technische Zeichnungen umgesetzt. In dem Entwicklungssystem ist - neben Möglichkeiten zur Prozeßvisualisierung - auch eine SQL-Schnittstelle als Option vorhanden. Damit konnte ein großer Feil der Entwicklung ohne die Generierung zusätzlichen Programmcodes erfolgen.

Durch Rapid Prototyping wurde die Funktionalität aus der Anwendersicht konkret vorgegeben. Nur noch die speziellen Algorithmen der Variantenentwicklung sowie einige Sonderfunktionen mußten direkt in C + + programmiert werden. So erhielt der schwäbische Hydraulikhersteller eine völlig eigenständige Software.

Hartmut Hänchen, Prokurist bei Hänchen und dort für die Datenverarbeitung zuständig, nennt das System, das mit einem Aufwand von rund vier Mannjahren entwickelt wurde, einen vollen Erfolg. Die Vorteile für die Konstrukteure, deren Integration in die Systementwicklung ein wichtiger Bestandteil der Realisierung war, liegen in einer Reihe von Punkten. Hänchen: "Wir haben mehr Raum zur Kreativität, weil Routine entfällt, Lösungen lassen sich schneller realisieren und durch getestete Grundbausteine ist die Arbeit sicherer geworden. Neueste Normen werden automatisch integriert" und schließlich können wir auf alte Zeichnungen schneller zurückgreifen."