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System Design Project

Prof. Dr. Leonhard M. ReindlAlbert-Ludwigs-Universität Freiburg

Institute für Mikrosystemtechnik E-Mail: reindl@imtek.de

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Seite 2System Design Project - Einleitung 07.11.2005

SkriptEin Skript liegt auf dem Netz unter:– http://www.imtek.de/emp/

Lehre

System Design Project

oder unter – http://www.imtek.de/

ForschungElektrische Mess- undPrüfverfahren

Lehre

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Seite 3System Design Project - Einleitung 07.11.2005

Was sollen Sie hier machen?

Sie sollen

• ein System entwerfen(ein selbständig agierender Roboter / Fahrzeug)

• die Hardware planen und aufbauen

• eine Regelstrategie entwerfen

• die Software programmieren

• das System testen, die Parameter abgleichen

• das System bei einem Wettbewerb vorführen

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Seite 4System Design Project - Einleitung 07.11.2005

Wie sollen Sie arbeiten?

Sie sollen

• ein Team (4-er Gruppe) aufbauen

• das Projekt im Team planen

• das Projekt in Ihrem Team bearbeiten

• Ihre Arbeit dokumentieren

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Seite 5System Design Project - Einleitung 07.11.2005

Zeitplanheute, 25.10.05 Einführung

1., 8., 15., 22.11. keine Vorlesung

29.11.05 Projekteinführung

bis 2.12.05 Anmeldung

06.12.05 Verteilung der LEGO-Kästen

06.12.05 -13.2.06 Projektdurchführung mit Hilfestellung

14.2.06, 16:00 Start des Wettbewerbs

15.2.06-21.2.06 Dokumentation und Rückgabe der

LEGO-Kästen

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Seite 6System Design Project - Einleitung 07.11.2005

Anmeldung: System Design Projekt

Pro Gruppe 4 StudentenElektronische Anmeldung per Email:An: lego@imtek.deBetreff: ProjektanmeldungInhalt: 1. Zeile: Name, Vorname, Email, Matrikelnummer

2.-4. Zeile: Name, Vorname der gewünschten MitgliederJeder muss eine Email schicken!29.11.05: Kurze Einführung06.12.05: Endgültige Gruppeneinteilung

Ausgabe der Mindstorm-Kästen

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Seite 7System Design Project - Einleitung 07.11.2005

Ihre Ressourcen

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Seite 8System Design Project - Einleitung 07.11.2005

Der Wettbewerb• Wann: 14.2.06, 16:00

• Wo: Georges-Köhler-Allee 101 im Foyer

• Partyservice: • Getränke

• Fleischkäse mit Brötchen

• belegte Brötchen mit Käse

• Zuschauer:• Professoren

• Sponsoren

• Presse

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Seite 9System Design Project - Einleitung 07.11.2005

PressemitteilungAuf diese Steine können Sie bauen!LEGO-Wettbewerb der Fakultät für Angewandte WissenschaftenAuch dieses Jahr veranstaltet die Fakultät für Angewandte Wissenschaften der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg wieder den LEGO Mindstorm Wettbewerb: Am 14. Februar 2006 wetteifern die Erstsemester der Studiengänge Informatik und Mikrosystemtechnik von 16 bis etwa 19 Uhr in der Eingangshalle des Gebäudes 101 an der Georges-Köhler-Allee um die beste Systemlösung. Ausgestattet mit etwa 250 € teuren LEGO Mindstorm-Baukästen treten die Studierenden in Vierer-Gruppen gegeneinander an. Die Aufgabe besteht dieses Jahr darin, ein Fahrzeug zu bauen, das selbständig einen den Teilnehmern unbekannten Parcours abfährt. Der Schwierigkeitsgrad des Parcours ist allerdings bekannt. Die Erstsemester müssen also:– ein Projekt planen und durchführen– das Fahrzeug entwerfen und aufbauen– eine autonome Regelung planen und implementieren– die Regelung optimieren und die Parameter abgleichen– in einem Team zusammenarbeitenund damit ihr ganzes Können unter Beweis stellen. Sieger des Wettbewerbs ist, wessen Fahrzeug den Parcours in der schnellsten Zeit durchfährt.Die spielerische Förderung des Teamgeists schon zu Beginn des Studiums macht sich später beim Berufseinstieg positiv bemerkbar. Gemischte Teams der Mikrosystemtechnik und Informatik garantieren auch den interdisziplinären Aspekt. Finanzielle Unterstützung erfährt das LEGO Mindstorm-Projekt vom Forum Angewandte Mikrosystemtechnik e.V., sowie von den Firmen Sick AG, Micronas GmbH und Endress& Hauser. Kontakt Leonhard Reindl, Wolfram Burgard

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Seite 10System Design Project - Einleitung 07.11.2005

Was müssen Sie für Ihre Note tun?Sie müssen:

• sich in 4-er Gruppen zusammenfinden

• sich anmelden

• die LEGO-Kästen abholen (Mietvertrag)

• ein selbstständig geregeltes Fahrzeug bauen

• am Wettbewerb teilnehmen (= 2/3 der Note)

• einen Abschlußbericht schreiben (=1/3 der Note)

• den Abschlußbericht und den LEGO-Kasten

abgeben

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Seite 11System Design Project - Einleitung 07.11.2005

Notenschlüssel beim Wettbewerb• Sie müssen am Wettbewerb erscheinen

• Ihr Fahrzeug muss zumindest versuchen, einer

vorgegebenen Bahn zu folgen

Note ausreichend oder besser

• Wenn Ihr Fahrzeug entsprechend den Regeln das Ziel

in 3 Minuten erreicht Note = 1, d.h. sehr gut

• Extra: Wenn Ihr Fahrzeug unter den ersten 3 das Ziel

erreicht erhalten Sie zusätzlich einen Preis und eine

Urkunde. Zusätzlich gibt's noch einen Sonderpreis

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Seite 12System Design Project - Einleitung 07.11.2005

UrkundeALBERT-LUDWIGS-

UNIVERSITÄT FREIBURG

Im Rahmen desLEGOTM Robot Battle 2005

der Fakultät für Angewandte Wissenschaftenerreichte

den 1. Platz

Institut für MikrosystemtechnikInstitut für InformatikFreiburg, 08. Februar 2005 Prof. Dr. Jan G. Korvink

Dekan

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Seite 13System Design Project - Einleitung 07.11.2005

Notenschlüssel beim Abschlussbericht

Ihr Abschlußbericht darf maximal 4 Seiten umfassen und muss enthalten:

• Ihre Projektplanung einschließlich Zielspezifikation, Arbeitsplanung und Zeitplanung

• Welches Gruppenmitglied welche Arbeit durchführte

• Eine kritische Beurteilung des Projektverlaufs und des Wettbewerbs

• Die Unterschrift aller Gruppenmitglieder

Zusätzlich freuen wir uns immer über Vorschläge zur Verbesserung!

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Seite 14System Design Project - Einleitung 07.11.2005

1. Phase: Einführung

Projektarbeit

Hardware

Sensoren, Aktoren

Betriebssystem, Software

Reglungstechnik

typische Fehler

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Seite 15System Design Project - Einleitung 07.11.2005

Warum Projektplanung?Pleiten, Pech und Pannen

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Seite 16System Design Project - Einleitung 07.11.2005

typische Fehler

Mechanik Software

Parameter-wahl

Signal-zu-Rausch-Verhältnis

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Seite 17System Design Project - Einleitung 07.11.2005

Projektarbeit

Die 5 Phasen eines Projekts

(nach Aussage eines Bekannten beim Film):

• Begeisterung

• Panik

• Suche nach den Schuldigen

• Bestrafung der Unschuldigen

• Auszeichnung der Unbeteiligten

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Seite 18System Design Project - Einleitung 07.11.2005

Merkmale von Projekten

Klarer Auftrag

Zielvorgabe bzw. Zieldefinition

Zeitliche Begrenzung

Abgrenzung gegenüber anderen Vorhaben

Projektspezifische Organisation

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Seite 19System Design Project - Einleitung 07.11.2005

Grundsätze des Projektmanagements

Klare Projektstruktur

Betonung der Definitionsphase

Ziele und Vorgabe sind allen transparent

Transparenz über den jeweiligen Projektstand

Schnelle Reaktion auf Störungen

Personifizierte Verantwortung

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Seite 20System Design Project - Einleitung 07.11.2005

Risikoanalyse im Vorfeld

Kriterien, die vor dem Start eines Projekts zu klären sind

Einmaligkeit Kommt eine derartige Aufgabe nochmals vor?

Bedeutung Einfluss auf Qualität; Wettbewerbssituation

Schaden bei Nichterreichung der Ziele?Risiko

Sind die Aufgaben mit der bestehenden Organisation lösbar?

Umfang

Erfahrung Vorhandene oder externe Hilfe erforderlich?

Komplexität Wie weit müssen interne und externe Stellen koordiniert werden?

Schwierigkeitsgrad Ressourcenlage, Termine, Leistungsumfänge?

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Seite 21System Design Project - Einleitung 07.11.2005

Phasen des Projekt-managementsDefinitionAbschluss

Realisierung Planung

• Problemanalyse• Zielklärung• Projektdefinition• Grobplanung• Durchführbar-

keitsüberprüfung• Projektauftrag

• System-implementierung

• Projektevaluation

• Arbeitspakete durchführen

• Information sicherstellen

• Steuerung bei Abweichungen

• Planung aktualisieren

• Definition der Arbeitspakete

• Feinplanung• Verantwortung klären• Definition der

Schnittstellen

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Seite 22System Design Project - Einleitung 07.11.2005

ProjektzieleMerkmale:

– pezifisch Ziele müssen klar erkennbar und eindeutig sein. Dann wissen alle Beteiligten, was von ihnen erwartet wird.

– essbar Ziele müssen messbar sein. Man muss erkennen können, ob und inwieweit Fortschritte gemacht wurdenund woran man den Zeitpunkt der Zielerreichung erkennen kann.

- usführbar Ziele müssen ausführbar und selbst erreichbar sein. Realistische Ziele erhöhen die Erfolgswahrscheinlichkeit

- elevant Ziele müssen ein wichtiges Instrument zum Erreichen der Vorgaben und der Aufgaben sein.

- erminiert Ziele sollen einen Anfang und einen festgelegten End-punkt haben.

SM

A

RT

Projektziele werden schriftlich formuliert.

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Seite 23System Design Project - Einleitung 07.11.2005

Projekterfolg

Ein Projekt ist dann erfolgreich, wenn die Projektziele erreicht sind.

Alle Beteiligten ziehen an einem Strang. Sie sind sich ihrer Aufgaben und ihrer Verantwortung bewusst.

Alle Beteiligten sind in die Organisations- und Kommunikations-struktur des Projekts eingebunden.

Lenkungsmanagement ist installiert: Projektleiter ist für Steuerungzuständig. Er hat das nötige Wissen und Können, sowie die Erfah-rung um eine Konfliktbewältigung durchführen zu können.

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Seite 24System Design Project - Einleitung 07.11.2005

Projektmanagement

Spannungs-dreieck

Inhalt und

Umfang

Ressour-cen

Zeit

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Seite 25System Design Project - Einleitung 07.11.2005

Die Aufgabe der Führung

Vermittlung der Ziele

Management des Projekts

nicht so sondern so

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Seite 26System Design Project - Einleitung 07.11.2005

Projektmanagement*

Projektmanagement bedeutet ein Projekt/Vorhaben

zu planen

zu koordinieren

zu überwachen

zu steuern

Projektmanagement ist eine Führungsaufgabe... beinhaltet eine systematische Vorgehensweise... verlangt Technik und Methodenwissen... verlangt Kenntnisse der Konfliktsteuerung

* nach Heide Sauer, OSA Tübingen, Stabsstelle Qualitätsmanagement

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Seite 27System Design Project - Einleitung 07.11.2005

Projektmanagement

„Wenn du wenig Zeit zur Verfügung hast, dann nimm dir am Anfang viel davon“

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Seite 28System Design Project - Einleitung 07.11.2005

Phasen des Projekt-managementsDefinitionAbschluss

Realisierung Planung

• Problemanalyse• Zielklärung• Projektdefinition• Grobplanung• Durchführbar-keitsüberprüfung• Projektauftrag

• System-implementierung

•Projektevaluation

• Arbeitspakete durchführen

• Information sicherstellen

• Steuerung bei Abweichungen

• Planung aktualisieren

• Definition der Arbeitspakete

• Feinplanung• Verantwortung klären• Definition der

Schnittstellen

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Seite 29System Design Project - Einleitung 07.11.2005

Zeitplanung

„Je genauer man plant, desto härter trifft einen der Zufall.“

„Managerweisheit“

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Seite 30System Design Project - Einleitung 07.11.2005

Projektplanung

Was muss getan werden ? Projektstrukturplan

Was muss wann getan werden? Projektablaufplan

Wann muss wer etwas tun ? Terminplan

Wer tut was (wie viel) mit wem? Kapazitätsplan

Wo wird was getan? Raumplan

Wie und womit wird was getan?

Wie viel kostet was? Ressourcenplan

Welche Unterstützung brauchen wir?

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Seite 31System Design Project - Einleitung 07.11.2005

Projektplanung

Projektstrukturplan

Risikoanalyse

Ablaufplan

Aufwandschätzung

Ressourcenplanung

Projektstart

Kostenschätzung

Planoptimierung

Bestimmung der Dauer der Arbeitspakete (Pufferzeiten)

Auf Vorgänge verteilen

Notfall-Plan

Festlegung der Reihenfolge

Definition der Arbeitspakete

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Seite 32System Design Project - Einleitung 07.11.2005

Zeitplanung

A Aktivitäten, Aufgaben und Termine schriftlich zusammenstellen

L Länge der Aktivitäten schätzen

P Pufferzonen reservieren

E Entscheidungen über Prioritäten und Delegationsmöglichkeiten treffen

N Nachkontrolle

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Seite 33System Design Project - Einleitung 07.11.2005

Projektteam

ProjektleiterProjekt-kernteam

Kompetenzen des Projektleiters:

Soziale Kompetenz

Fachlicher Überblick

Moderationskompetenz

Durchsetzungskraft im Hinblick auf Projektziele

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Seite 34System Design Project - Einleitung 07.11.2005

Phasen des Projekt-managementsDefinitionAbschluss

Realisierung Planung

• Problemanalyse• Zielklärung• Projektdefinition• Grobplanung• Durchführbar-keitsüberprüfung• Projektauftrag

• System-implementierung

•Projektevaluation

• Arbeitspakete durchführen

• Information sicherstellen

• Steuerung bei Abweichungen

• Planung aktualisieren

• Definition der Arbeitspakete

• Feinplanung• Verantwortung klären• Definition der

Schnittstellen

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Seite 35System Design Project - Einleitung 07.11.2005

ProjektcontrollingUnumgängliche, begleitende Maßnahme zur Überwachung der ProjektabwicklungVorbeugender, geplanter Vorgang mit abgeleiteten Maßnahmen; findet mehrmals während des Projektverlaufs statt und wird im Team durchgeführt.

Leistungscontrolling: Projektstrukturplan-Abgleich

Termincontrolling: Projektablaufplan-Abgleich

Ressourcencontrolling: Abgleich zwischen verbrauchten und geplanten RessourcenPersonaleinsatzcontrolling

Organisationscontrolling

Dokumentation

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Seite 36System Design Project - Einleitung 07.11.2005

Lernende Organisation

Kontinuierliche Weiterentwicklung der Organisation

Ziel-verein-

barungen

Ergebnis-verant-wortung(was? wie?

wann?wer?)

Controlling

Transparenz und offene Kommunikation

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Seite 37System Design Project - Einleitung 07.11.2005

Phasen des Projekt-managementsDefinitionAbschluss

Realisierung Planung

• Problemanalyse• Zielklärung• Projektdefinition• Grobplanung• Durchführbar-keitsüberprüfung• Projektauftrag

• System-implementierung

•Projektevaluation

• Arbeitspakete durchführen

• Information sicherstellen

• Steuerung bei Abweichungen

• Planung aktualisieren

• Definition der Arbeitspakete

• Feinplanung• Verantwortung klären• Definition der

Schnittstellen

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Seite 38System Design Project - Einleitung 07.11.2005

Systemimplementierung = Wettbewerb

06.12.05 Verteilung der LEGO-Kästen

06.12.05 -13.2.06 Projektdurchführung mit Hilfestellung

14.2.06, 16:00 Start des Wettbewerbs

15.2.06-21.2.06 Dokumentation und Rückgabe der

LEGO-Kästen

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Seite 39System Design Project - Einleitung 07.11.2005

Projektevaluation: Abschlussbericht

Ihr Abschlußbericht darf maximal 4 Seiten umfassen und muss enthalten:

• Ihre Projektplanung einschließlich Zielspezifikation, Arbeitsplanung und Zeitplanung

• Welches Gruppenmitglied welche Arbeit durchführte

• Eine kritische Beurteilung des Projektverlaufs und des Wettbewerbs

• Die Unterschrift aller Gruppenmitglieder

Zusätzlich freuen wir uns immer über Vorschläge zur Verbesserung!

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Seite 40System Design Project - Einleitung 07.11.2005

Literatur zu Projektmanagement

Schelle, Heinz: Projekte zum Erfolg führen, dtv

Dyrda, Klaus Innovationen erfolgreich organisieren –Pädagogisches Projektmanagement anSchulen, Gabal

Hemmrich/Harrant Projektmanagement, Hanser

Kraus/Westermann Projektmanagement mit System, Gabler

Berger/Schubert Projektmanagement, Manz

Wischnewski Modernes Projektmanagement, Vieweg