Meilenstein Software Durchgängigkeit neu definiert

Vom CAD-System Elcad bis zum kooperativen Engineering-Tool Engineering Base – Die Hannoveraner Softwareschmiede Aucotec setzte oft Trends in der Softwareentwicklung und will diese Spitzenreiterposition auch im Zeitalter der Digitalisierung behaupten. Das Erfolgsrezept des Mittelständlers: Immer wieder über den Tellerrand schauen, technische Trends aufgreifen und eine kooperative Management-Struktur und -Kultur, die flexible und agile Teams in den Mittelpunkt stellt.

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In historischen Dimensionen betrachtet sind die 35 Jahre, die zwischen 1985 und heute verstrichen sind, nur ein zeitlicher Wimpernschlag. Blickt man hingegen auf die Geschichte der Software- und Computertechnik, dann erscheint der gleiche Zeitraum reich gefüllt mit Entwicklung und Innovation.

Das gilt nicht nur für die Entwicklung von Hardware wie PCs, Handys und Laptops sondern auch für Rechnerarchitekturen, Betriebssysteme, Softwareprogramme und Programmiersprachen. Vor allem Speicherkapazitäten und Rechengeschwindigkeit haben sich in diesem Zeitraum dramatisch vervielfacht – ohne diese Leistungsexplosion wären Digitalisierung und Industrie 4.0 undenkbar.

Sprung zurück ins Gründungsjahr 1985

Doch drehen wir die Uhr um 35 Jahre zurück: Im Jahr 1985, dem Gründungsjahr der Hannoveraner Softwareschmiede Aucotec, war man meilenweit entfernt von dem was heutige Entwickler gewohnt sind: 5 MB Festplattenspeicher, 640 KB Arbeitsspeicher – unvorstellbar – heute mit solchen Beschränkungen zurechtzukommen. Jedes Handy toppt diese Zahlen um ein Vielfaches.

Genau das aber waren die Herausforderungen, welche die beiden Aucotec-Gründer Horst Beran und Dr. Lex Bedijs bei der Entwicklung ihres ersten Elektro-CAD für den Maschinenbau zu bewältigen hatten. Noch heute sind die Firmengründer als Vorstandsvorsitzender sowie Aufsichtsratsvorsitzender und Softwareentwickler mit an Bord, agieren allerdings eher im Hintergrund und lassen dem Vorstand Uwe Vogt und seinem Team den Vortritt. Nur selten, so wie bei der Pressekonferenz auf der ­Hannover Messe im Jahr 2015, die Aucotec zum 30-jährigen Jubiläum veranstaltet hat, treten die beiden noch vor der Fachöffentlichkeit auf – dann aber leise und mit Understatement.

Der Anfang: Eine Idee – ein Produkt

Aucotec habe als typische „One-Product-Company“ begonnen, berichtet Reinhard Knapp aus der Firmenhistorie. Er ist seit über 30 Jahren an Bord des Softwareunternehmens, erst als Entwicklungsleiter – jetzt gibt er als Leiter Global Strategies bei der Aucotec die strategische Marsch­richtung vor. An der Entwicklung des heutigen Vor­zeigeproduktes Engineering Base war er maßgeblich beteiligt.

Wie so häufig in der Geschichte der Innovation verdankte auch das Gründungsprodukt Elcad seine Entstehung dem Erfindergeist zweiter mutiger Pioniere. 1985 wurden CAD-Systeme (Computer Aided Design) hauptsächlich als Zeichenprogramme in der Architektur und im Produktdesign eingesetzt. Das heißt, es gab zwar CAD-Software, aber die komplexen Stromlaufpläne im Maschinenbau abzubilden, war weit anspruchsvoller als den Grundriss eines Einfamilienhauses zu zeichnen.

Alles nicht brauchbar, befand Horst Beran bei der Suche nach einem geeigneten CAD-Programm für den Maschinenbau. Und so entwickelten Beran und Lex Bedjis, die sich auf einer Messe kennengelernt hatten, kurzerhand ein eigenes System, nämlich das Elektro-­CAD-System Elcad, das damit damals bereits mehr konnte als das rechnergestützte Zeichnen von Schaltplänen.

Firmengründung als Ideenschmiede

Die „Automatisierungs- und Computertechnik AUCOTEC GmbH“ entstand eher so nebenbei, um die Ideen, die den Gründern bei der Programmierarbeit kamen, auch umsetzen zu können. Herausforderungen gab es in den ersten Jahren mehr als genug: Obwohl die Industrie bereits Workstations nutzte, stand die Entwicklung noch am Anfang und die Kosten für die PC-Arbeitsplätze waren mit rund 70 000 D-Mark horrend, von Grafikprogrammen ganz zu schweigen.

Also schoben die frischgebackenen Firmengründer Nachtschichten und programmierten die Pixel von Hand. Auch Windows steckte damals noch in den Kinderschuhen und keiner konnte den Siegeszug von Microsoft vorhersehen. Trotzdem setzten Beran und Bedijs auf das neue Betriebssystem mit der interaktiven Nutzeroberfläche, weil damit Grafik-Tabletts, Treiber, Druckertreiber und Grafikkarten überflüssig und darüber hinaus Elcad neue grafische Möglichkeiten eröffnet wurde.

Exklusiv-Interview Meilenstein Software

Engineering Base als Enabler der Digitalisierung

Der Sprung in die Prozessindustrie erfolgte dann Anfang der 1990er und zwar mit der Firma Hoechst, die ein Programm für die EMR-Planung (Elektro-Mess-Regeltechnik) verfahrenstechnischer Anlagen suchte. „Das war für uns der Einstieg in die Daten-Modellierung und die Geburtsstunde von Aucoplan“, erinnert sich Knapp, der damals als Mann der ersten Stunde die Softwareentwicklung leitete.

Das erste virtuelle Modell entsteht Anfang der 1990er

Die neu konzipierte Software setzte auf die grafischen Elcad-Elemente auf und integrierte erstmals eine Tabellenverwaltung, denn in der Mess- und Regeltechnik orientierte man sich damals wie heute an Tabellen mit Mess-, Verbrauchsstellen und Stücklisten. Dabei wurden große Datenmengen generiert über welche die PLT-­Planer den Überblick behalten mussten und die später ein Anlagenmodell einfließen sollten.

Zeitgleich hatte damals die Namur in ihrer NA 50 unter dem Titel „Lastenheft eines CAE-Systems für die PLT-Planung“ zum ersten Mal die Anforderungen an ein CAE-System der Zukunft definiert. „Daran haben wir uns damals orientiert und auf diese Weise das erste Mal ein virtuelles Datenmodell abgebildet“, erklärt Knapp.

Ruplan für die Energieversorgung

Mit der PLT-Planungssoftware Aucoplan hatte sich das Produkt-Portfolio also verdoppelt und schon bald war Aucoplan in der Prozessindustrie ein gefragtes PLT-Planungstool, das heute immer noch eingesetzt wird. Mit Ruplan, das Kürzel steht als Synonym für „Rechner-unterstützte Plan­erstellung“, kam 1997 ein weitere CAD-Tool hinzu, das für die Energieversorgung entwickelt wurde und dank des Ergänzungsmoduls Kabi auch bei der Kabelstrangplanung von Lkws und Dieselloks zum Standardplanungswerkzeug gehört.

Dank der konsequenten Weiterentwicklung gehört Ruplan zur ersten Engineering-Software, die die internationale Norm DIN EN 81346 umsetzen konnte.

Zur Erfolgsstory hat auch der Arbeitskreis Energie Versorgungs Unternehmen, kurz EVU, beigetragen, der aus Aucotec-Fachleuten und einer Vielzahl von Nutzern aus der Energiebranche besteht und die Entwicklung der Software maßgeblich geprägt hat. Seit der Jahrtausendwende liegt der Schwerpunkt der Ruplan-Weiterentwicklung auf Effizienzsteigerung im Dokumentationsprozess.

Engineering Base und die Objektorientierung

Doch zurück zu den 1990ern und der Frage, wie es mit Aucoplan nun weiterging. „Aucoplan war im Wesentlichen ein Satz von Tabellen mit Spalten und Zeilen organisiert, allerdings ohne Datenbank im Hintergrund, was uns relativ schnell an Systemgrenzen brachte“, erklärt Knapp. Erschwerend kam hinzu: Elcad, Aucoplan & Co. waren recht kompliziert und wenig intuitiv zu bedienen. „German minded eben“, schmunzelt Knapp.

In dieser Zeit machten sowohl die Softwareentwicklung als auch die Entwicklung von Datenbanken einen Technologiesprung. Innerhalb einer Datenbank sind Prozessgrößen, Grenzwerte Verbrauchsstellen, Messgeräte u.v.m. in Tabellen abgelegt – ein effizienter und flexibler Weg, um auf strukturierte Informationen zuzugreifen. Allerdings gab es einen Knackpunkt: Einfach zu erstellende Datenbanken wie Windows Access, die man auch ohne Programmierkenntnisse einsetzen kann, gab es nicht.

Oracle war damals technisch das Nonplusultra, aber teuer und kompliziert in der Bedienung. In der Folge stagnierte die Entwicklung bis das Thema Objektorientierung, das in dieser Zeit neue Sprachen und Programmiermöglichkeiten brachte, ganz andere Denkansätze öffnete. „Ende der 1990er entschlossen wir uns dann, eine komplett neue datenbank- und windowsbasierte Software­plattform zu entwickeln“, erzählt Knapp.

Mit dem Microsoft SQL Server als Datenbankserver und einer Grafik­oberfläche entstand daraus eine Softwarearchitektur, die bereits Ende der 1990er so zukunftsweisend war, dass sie bis heute trägt und in der Lage ist, auch eine komplexe Norm wie die IEC 81346 abzubilden. Easyelectric hieß der Vorläufer, der zuerst in Groß-Britannien getestet wurde und ab 2003 als datenbankbasiertes und objektorientiertes Werkzeug unter dem Namen Engineering Base reüssieren sollte.

Grafische Darstellung und alphanumerisches Datenmodell sind gleichberechtigt

Das Besondere dabei: „Zum ersten Mal waren grafische Darstellung und alphanumerisches Datenmodell gleichwertig und gleichberechtigt. Änderungen in der Grafik schlagen sich im alphanumerisches Datenmodell nieder und umgekehrt“, hebt Knapp hervor.

Auch die durchgängig objektorientierte Architektur war wegweisend: Die Entwickler entschieden sich für einen dreischichtigen Aufbau mit einem Microsoft SQL Server als Datenbank. Darüber, im Application Server, sind Objekte und ihre logischen Beziehungen gebildet, und im Explorer lassen diese sich als Strukturbaum, Tabelle oder Editiermaske darstellen. Auf diese Weise konnte man zum ersten Mal ein komplettes virtuelles Anlagenmodell erstellen.

Der frühe Vogel fängt nicht immer den Wurm

Das ganze hatte jedoch einen Haken, erzählt Knapp: „Wir waren mit unserer Entwicklung zu früh dran. Die Unternehmen erkannten den Mehrwert nicht, den unser objektorientierter und Datenbank zentrierter Ansatz geboten hat.“ Kurzum: Der Markt war noch nicht reif für Engineering Base. Heute, im Zeichen agiler Projektorganisation sind die Hürden, die sich damals vor den Softwareentwicklern aufrichteten, schwer nachzuvollziehen. Doch zu Beginn der Jahrtausendwende, waren die Planungswelten einer verfahrenstechnischen Anlage noch streng getrennt.

Ob Elektro-­Schaltpläne oder P&ID-Schemata – es gab viele, viele Excellisten und mit unterschiedlichen Grafikprogrammen gezeichnete Pläne, die oft genug auf verteilten Rechnern lagen. „Wir aber hatten von Anfang an den Anspruch, alle Dateien eines Projektes in einem Datenmodell zusammenzuführen und auch alle Grafiken mit diesem Modell zu verknüpfen“, erklärt Knapp.

Wenn man so will, war damals bereits der erste digitale Zwilling geboren, obwohl es diesen Begriff zu diesem Zeitpunkt noch gar nicht gab. Das Thema Digitalisierung bzw. Industrie 4.0 war noch Zukunftsmusik, aber in Hannover hatte man mit Engineering Base (EB) bereits die Grundlagen für die Entwicklung digitaler Workflows gelegt.

Mit Engineering Base erweiterte sich bald auch die Kundenbasis: EADS, ABB, Holcim, Areva oder Porsche und viele mehr setzten auf das neue Elektro-Projektierungs-­Tool – in Hannover war man nun auf Wachstum programmiert mit EB als Motor: Aus einer Partnerschaft in China (2003), wurde 2012 eine 85%ige Tochter; es gab Toch­tergründungen in Italien (2004), Großbritannien (2005), Frankreich (2012) sowie Polen (2015). Darüber hinaus entstand aus der Übernahme der Firma Racos (2007) in Konstanz ein weiteres Entwicklungszentrum, und 2011 kam eine neue Niederlassung in München dazu, um die süddeutschen Standorte Nürnberg und Stuttgart zu unterstützen. 2013 gingen bereits 90 % des Umsatzwachstums und über 60 % des Neugeschäfts auf das Konto von EB.

Die Zukunft liegt im integrierten Planungsprozess

2010, zum 25. Geburtstag von Aucotec, macht sich das Unternehmen endgültig fit für die Zukunft und startet eine neue Unternehmensleitlinie. Unter dem Slogan „Create Synergy – Connect Processes“ begann man das volle Integrationspotenzial, das in Engineering Base liegt, zu heben. Die Aucotec-Strategen hatten damals wie heute das Ohr am Kunden und erkannten, was die Stunde für die Betreiber geschlagen hatte.

Der Zeitdruck für die Unternehmen hatte enorm zugenommen, die Prozess- und Datenkomplexität erreichte neue Dimensionen. Gewerke wurden nun parallel geplant und nicht wie bisher Planungsschritte sequentiell abgearbeitet. Und Engineering Base bot zu diesem Zeitpunkt, was andere erst noch entwickeln mussten.

Diszi­plinübergreifend, kooperativ und komplett konnten Planer auf der Plattform alle Daten eines Projektes auf einer Datenbasis bearbeiten – ohne fehleranfällige Datenübertragung und Schnittstellen. Höchste Effizienz sei langfristig nur mit Vernetzung und disziplinübergreifender Kooperation erreichbar, sagte damals Technik- und Entwicklungs-Vorstand Uwe Vogt 2010 auf der Hannover-Messe-Pressekonferenz und markierte damit den Aufbruch in eine neue Zeit.

Die Erfolgsgeschichte geht noch weiter

Der Erfolg gab den strategischen Denkern bei Aucotec recht. Fünf Jahre später war der Umsatz um mehr als 70 % gestiegen auf 20 Millionen Euro und den Löwenanteil erwirtschaftete das Hannoveraner Unternehmen mit dem Engineering-Werkzeug Engineering Base. Gleichzeitig hatte auch das internationale Geschäft mit einer Tochtergesellschaft in Schweden weiter Fahrt auf genommen.

Aber die Hannoveraner Softwareschmiede ruhte sich auf ihren Lorbeeren nicht aus, sondern holte erneut zu einer Innovationsoffensive aus. Mit der Implementierung von Webservices und mobilen ­Anwendungen ging die technische Evolution von Engineering Base weiter, bis zum vorläufigen Höhepunkt auf der Achema 2018.

Drei Jahre lang hatten die Entwickler intensiv gearbeitet und machten nun den größten Schritt seit der Einführung von EB vor gut eineinhalb Jahrzehnten. Die Plattform deckt jetzt alle Disziplinen vom Front End Engineering Design (FEED) über die Detailplanung und Automation bis hin zum Betrieb der Anlagen ab und vereint so alle Kerndisziplinen für das Engineering.

Eine neue Dimension für EPCs

Der Clou für EPCs dabei: EB zeigt sofort vom Fließschema bis zur Materialbilanz alle Konsequenzen jedes gewünschten Szenarios auf – automatisch und in jeweils eigenen Dokumenten. Durch diese enorme Beschleunigung der Szenarien-Entwicklung haben Anlagenplaner die Chance, deutlich mehr Alternativen zu prüfen und auf diese Weise die wirklich optimale Anlagen-Konfiguration anzubieten.

Knapp: „EB hatte von Anfang an dieses universelle Datenmodell, in dem Objekte untereinander und mit ihren grafischen Repräsentanzen verknüpft sind. Mit den verschiedenen Szenarien haben unsere Entwickler eine ganz neue Dimension dazu spendiert.“

Auch das Trendthema Digitalisierung spielt Aucotec in die Karten. „Für das Anlagen-Engineering bedeutet das, ein virtuelles Abbild der Anlage, ihren ‚digital twin‘ bereitzustellen“, erklärt Knapp. Und dafür ist EB schon seit Jahren gerüstet. Dass die Plattform nun alle Planungsgewerke begleitet, öffnet die Tür zu Kundenprojekten ungeahnter Größe.

Ein Projekt von besonderer Dimension

Einen ganz besonderen Auftrag hat Aucotec im letzten Jahr gewinnen können: das Offshore-Projekt von Equinor, die Ölbohrplattform Johan Sverdrup.

Mehr als 350 000 Dokumente müssen über den gesamten Anlagenlebenszyklus von voraussichtlich 50 Jahren auf dem aktuellsten Stand gehalten werden – EB ist dann das Rückgrat für die Daten zu Equinors Anlagen und ihrer Wartung – nicht zufällig lautet der interne Name des EB-Projektes Spine.

Mit solchen Projekten basierend auf der neuen Version Engineering Base hat sich Aucotec nun endgültig in die „Premiere League“ der Software-Unternehmen etabliert.

Passend zum Kurs Richtung Zukunft nimmt auch die neue Aucotec-Zentrale bei Hannover Gestalt an, ganz in der Nähe des jetzigen Standorts. Ende Februar wird der Einzug erfolgen und bietet dann genügend Entfaltungsmöglichkeiten für die weitere Entwicklung. Mit seinem Gespür für Trends ist das Unternehmen jedenfalls gut gerüstet für weitere Meilensteine in der Softwareentwicklung.

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