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Ok und jetzt das gleiche Nochmal mit echtem Inhalt

Ich bin teilweise evtl. etwas zu detailliert, das liegt daran das entfernen von Text einfacher als hinzufügen ist.

 

 

ANTRAG FÜR DIE BETRIEBLICHE PROJEKTARBEIT

Ausbildungsberuf Fachinformatiker für Anwendungsentwicklung

 

Projektbezeichnung (Interner Projektauftrag)

Entwickeln einer Software zur Zeit- und Kostenkalkulation von 3D-Druckerzeugnissen, aus 3D-Modell-Dateien.

 

1.1 Ausgangssituation

Die Firma ACME bietet den Druck von übergroßen 3D-Modellen, auf speziell zu diesem Zweck hergestellten 3D-Druckern als Dienstleistung an.

Für die Preiskalkulation von 3D-Druckerzeugnissen ist die Dauer des Druckvorgangs ein entscheidender Faktor. Aktuell gibt es keine Software, die die Dauer der Druckvorgänge für die hauseigenen 3D-Drucker berechnen kann. Aus diesem Grund ist es für den Vertrieb nicht möglich, bei Anfragen konkrete Preise zu nennen und ein verbindliches Angebot zu erstellen.

 

1.2 Zielsetzung

Es soll eine Software erstellt werden, mit der die Gesamtkosten eines 3D-Drucks berechnet werden können. Die Software soll durch die Vertriebsmitarbeiter und auch von Stammkunden bedient werden können. Die für die Berechnung relevante Konfiguration der diversen Drucker soll durch die technischen Mitarbeiter eingestellt und als Profil gespeichert werden können.

 

Technische Hintergründe 3D-Druck:

Um 3D-Modelle drucken zu können muss durch eine Slicing Software(z.B. Cura oder Slic3r) aus der Modelldatei(STL) eine Datei mit Steueranweisungen(Gcodes) für den 3D-Drucker erstellt werden. Die Steueranweisungen sind größtenteils Fahrbefehle des Druckkopfs auf einer der Drei raumachsen und der Materialachse. Durch die Anweisungen werden Linien aus Plastik nebeneinander und übereinander gelegt, bis das Modell fertig ist.

 

Die Gcode-Datei soll auch die Eingabedatei der zu entwickelnden Software sein. Die Gcode-Befehle sollen durch die Software analysiert und interpretiert werden, um so die notwendigen Informationen für die Berechnung von Zeit und Kosten zu entnehmen. Auf Grundlage der Dauer, dem verbrauchten Material, dem Stromverbrauch und einer Pauschale pro Maschinenstunde sollen die Gesamtkosten für die Herstellung berechnet werden.

 

Primäre Ziele / Zu realisierende Funktionen:

-Einlesen und Interpretieren der Dateien mit den Maschinen-Steueranweisungen(Gcodes)

-Berechnung der Dauer für eine Anweisung/Bewegung aus Strecke, Beschleunigung, Geschwindigkeit und weiteren noch zu ermittelnden Faktoren.

- Berechnung der Dauer des gesamten Druckvorgangs

- Berechnung der Kosten des gesamten Druckvorgangs

- Berechnung des verbrauchten Materials

- Berechnung der Kosten des verbrauchten Materials

- Berechnung des verbrauchten Stroms

- Für die Berechnung relevante Konfiguration der Drucker (Beschleunigung, Geschwindigkeit etc.) muss einstellbar sein und als Profil gespeichert werden können.

- Für die Berechnung des Endpreises benötigte Faktoren wie Preis pro Maschinenstunde, Preis pro Kw/h und Preis pro Kg Filament müssen konfigurierbar sein.

- Graphische und Konsolenbasierte Benutzerschnittstelle

- Software soll auf den Betriebssystemen Windows 7 - Windows 10 lauffähig sein

 

1.3 Konsequenzen bei nichtverwirklichung

Dem Kunden kann erst nach der Herstellung des Modells ein verbindliches Angebot unterbreitet werden.

Falls der Kunde das Angebot ablehnt, entstehen als Verlust zu buchende Kosten durch die Herstellung. Der geplante Ausbau der 3D-Druck Dienstleistungen kann ohne diese Grundlage nicht wirtschaftlich durchgeführt werden.

 

2. Projektumfeld / Rahmenbedingungen

Internes Projekt der Firma ACME zwecks Erweiterung des 3D-Druck-Geschäftsfeldes. Das Projekt soll in der Abteilung für Softwareentwicklung umgesetzt werden. Der Geschäftsführer und Entwickler der 3D-Drucker, **** *****, ist der Auftraggeber für das Projekt.

 

Neben den Werten für die Maximalgeschwindigkeit und die Beschleunigung einer Bewegung gibt es weitere Faktoren, die Einfluss auf die Dauer des Vorgangs haben. Die Firmware (Marlin) der 3D-Drucker, die für die Ausführung der Gcodes zuständig ist, steuert durch den ihr zugrunde liegenden Algorithmus den gesamten Druckvorgang.

Marlin ist eine in C/C++ entwickelte und unter der GPL veröffentlichte Open-Source-Software.

Die für die Umsetzung benötigten Informationen sollen aus der Benutzer- und Quelltext-Dokumentation sowie dem Quelltext selbst entnommen werden.

 

Die Softwareentwicklung wird aufgrund der überschaubaren Projektgröße nach dem Wasserfallmodell Top-Down durchgeführt. Der Architekturentwurf wird mit Hilfe von UML2 Diagrammen vom Groben (Use-Case und Komponentendiagramme) ins Feine (Klassen, Aktivitäts und Sequenzdiagramme) erstellt. Die Diagramme werden dann als Grundlage für die Implementierung benutzt.

 

Technische Schnittstellen:

Programmiersprache: Java 8

Entwicklungsumgebung: IntelliJ

UML2 Diagramme: Umbrello

 

3. Projektplanung/Projektphasen/geplante Arbeitsschritte inklusive Zeitplanung

 

Das Soll Konzept jeder Phase wird am Anfang und ein Soll/Ist Vergleich am Ende der Phase durchgeführt. Erst wenn Soll & Ist Zustand identisch sind kann die nächste Phase beginnen.

 

Projektplanung:

Analysephase (10h):

1h Ist-Analyse

1h Projektstrukturplan erstellen

1h Machbarkeitsstudie

1h Ressourcenplanung

2h Projektphasen, Tätigkeiten und Meilensteine planen (Projektablaufplan)

1h Zeiten Kosten und Nutzen planen

1h Risikoanalyse

2h Anforderungsanalyse (Lastenheft)

Meilenstein: Lastenheft

 

Definitionsphase (6h):

1h QM-Maßnahmen für den Entwicklungsprozess planen.

Unit-Tests planen

1h QM-Maßnahmen für das Produkt planen

Exception und Error Handling planen

1h Use-Case-Analyse

3h Produktanforderungen definieren & Pflichtenheft erstellen

Meilenstein: Pflichtenheft

 

Projektdurchführung:

Entwurfsphase (14h):

2h Gcode Interpretation der relevanten Gcode Befehle recherchieren

1h Gcode Interpreter entwerfen

4h Druck Algorithmus der Firmware(Marlin) recherchieren, analysieren und dokumentieren)

1h Aktivitätsdiagramm des Druck Algorithmus erstellen

1h Konzept für Ausnahme und Fehlerbehandlung erstellen

1h Komponentendiagramm entwerfen

2h Klassendiagramme der Komponenten entwerfen

1h Benutzeroberfläche entwerfen

1h Testfälle erstellen

Meilenstein: Feinentwurf der Architektur in UML Diagrammen

 

Implementierungsphase (25h):

4h Gcode Interpreter implementieren

2h Testklasse für Interpreter implementieren

6h Kernalgorithmus für kinematische Berechnungen implementieren

2h Testklasse für Kernalgorithmus implementieren

1h Kommandozeilen Benutzerschnittstelle implementieren

5h Grafische Benutzerschnittstelle implementieren

3h Entwicklerdokumentation erstellen

2h Tests(White-Box-Tests) durchführen lassen und ggf. Nachbessern.

Meilenstein: Beta Software (inkl. Korrektur durch Tests entdeckter Fehler).

 

Projektabschluss (13h):

1h Wirtschaftlichkeitsbetrachtung inkl. Amortisationsrechnung

1h Benutzerdokumentation erstellen

0h Technische Dokumentation aus inline Dokumentation generieren.

10h Projektbericht/Projektdokumentation

1h Qualitätskontrolle Soll/Ist Vergleich

 

Puffer (2h):

1h Projektplanung

1h Projektdurchführung

 

4. Dokumentation / technische Unterlagen

Projektstrukturplan

Projektablaufplan

Zeitplanung

Ressourcenplan

Kosten-Nutzen-Gegenüberstellung

Dokumentation von Risiken

QM-Plan

Lastenheft

Pflichtenheft

Use-Case-Diagramm

Aktivitätsdiagramm der kinematischen Berechnungen

der Kernfunktionen

Komponentendiagramm

Klassendiagramm

(Sequenzdiagramm)

Quelltextauszüge des Testcodes

Technische Dokumentation des Quelltexts

Abschlussbericht PM

Projektbericht

Abschlussbericht QM

Abnahmeprotokoll

 

Nicht selbst erstellte Dokumente:

Dokumentationsauszüge der Marlin Firmware

Quelltextauszüge der Marlin Firmware

Präsentation Hilfsmittel

Beamer

Flipchart

 

Vielen Dank im Vorraus