ÜBER SCALENC

ScaleNC hat sich die digitale Transformation klassischer Prozesse der Arbeitsvorbereitung zum Ziel gesetzt. Das Team bietet seinen Kundinnen und Kunden in der Blechfertigung einen innovativen Service für die Aufbereitung von 2D- und 3D-Modellen und für die Programmierung von Werkzeugmaschinen an. Die Wurzeln des Start-ups reichen dabei zurück zu einem der weltgrößten Anbieter von Werkzeugmaschinen. Als Mitglied der TRUMPF Gruppe kann ScaleNC auf wertvolle Manufacturing-Expertise zurückgreifen und seine Kunden gleichzeitig von der Agilität eines Start-ups profitieren lassen.

ZEICHNUNGSAUFBEREITUNG UND MASCHINENPROGRAMMIERUNG DURCH SPEZIALISTEN

Die selbstauferlegte Maxime des Start-ups ist es, CAD/CAM (Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing) neu zu denken. Dies schließt signifikante Aspekte wie eine gesteigerte Flexibilität und Spezialisierung sowie eine globale Skalierbarkeit von Dienstleistungen für ihre Kunden aus der Blechbearbeitung mit ein. Dieser Anspruch lässt sich sehr gut mit einem DevOps Mindset vereinbaren. 

Zu Beginn der Unternehmensgründung stand die Idee eines neuen, digitalen und einfach zu bedienenden Tools für Produzenten im Vordergrund, um den Prozess der sogenannten NC-Programmierung von Maschinen zu vereinfachen. Unter NC-Programmierung versteht man den Prozess der Code-Erstellung für die Ansteuerung einer Maschine aus einem digitalen CAD-Modell. Dieses Angebot bestand bis dato noch nicht auf dem Markt. Es sollte die Lücke schließen und Manufacturing-Kunden weltweit dabei unterstützen, ihre Maschinenprogrammierung maßgeblich zu vereinfachen. 

Die Nutzung von Maschinenanlagen kann nur sicher erfolgen, wenn diese im Vorfeld durch spezialisierte Programmierer fachgerecht aufgesetzt werden. Das Fachpersonal in diesem Bereich ist sehr gefragt und gleichzeitig kostspielig im Einsatz. Auch bieten bereits am Markt vorhandene Softwareprodukte oft keine zufriedenstellenden Lösungen für die Herausforderungen der Produzenten. Die Kosten für die Softwarenutzung bewegen sich hier oft im fünfstelligen Bereich. Beim Einsatz schwingt immer das Risiko einer Fehlprogrammierung mit. Maschinenschäden und Produktionsausschuss sind dabei nicht selten die Folge. 

Die ScaleNC-Plattform soll als CAD/CAM-as-a-Service bedarfsgerechte Zeichnungsaufbereitung und Maschinenprogrammierung durch Spezialisten über eine digitale Plattform on demand bieten. Zentrale Schritte in der Arbeitsvorbereitungwerden dadurch für Produzenten deutlich schneller, flexibler und kostengünstiger möglich. 

Die DNA von ScaleNC ist durch und durch digital. Dass die IT und die eingesetzte Software einen hohen Technologisierungsgrad vorweisen sollen, ist somit selbstverständlich. Aus diesen Gründen wandte sich ScaleNC an Zoi, um kompetente Unterstützung bei der Konzeption und der Umsetzung der Plattform zu erhalten. Die Herausforderung für Zoi dabei war, dass die Architektur der Plattform den hohen Ansprüchen an eine wartungsarme, hochverfügbare Umgebung für die von Zoi und ScaleNC entwickelte Software gerecht werden musste. Dies konnte nur gelingen, wenn sie in der Cloud betrieben wird, sodass Kunden weltweit und von jedem Endgerät über ein einfach zu bedienendes User-Interface darauf zugreifen können.

EINE CLOUD NATIVE, DIGITALE PLATTFORM AUF DER BASIS VON AWS MANAGED SERVICES

Der passgenaue Einsatz von AWS (Serverless-)Technologien wie Lambda, API Gateway und S3 ermöglichte den Aufbau einer Cloud-Architektur mit unschlagbaren Vorteilen in den Bereichen Effizienz und Kosten für den Kunden. Aus diesen Gründen war AWS bereits zu Projektbeginn der favorisierte Cloud Service Provider. Zusätzlich liefert AWS integrierte Logging- und Monitoring-Tools on demand, die sich nahtlos in das von Zoi erarbeitete Architekturzielbild integrieren ließen. Mithilfe des bei AWS zur Verfügung stehenden Toolsets konnte das Projektziel in Form einer leicht skalierbaren, hochverfügbaren und wartungsarmen Cloud-Plattform optimal erreicht werden. 

Die ScaleNC Plattform macht eine Bestellung von Maschinenprogrammen auf Knopfdruck möglich: Der Produzent lädt seine CAD-Dateien online auf der ScaleNC Plattform hoch und erhält in kurzer Zeit seine individuelle Dienstleistung durch die NC-Spezialisten von ScaleNC. Das Angebot deckt unter anderem die Erstellung und Optimierung von NC-Programmen für gängige Maschinen und Technologien der Blechfertigung und die fertigungsgerechte Aufbereitung von 2D- und 3D-Zeichnungen sowie von Baugruppen ab. Die komplette Abwicklung der Aufträge und die Kommunikation zwischen Nutzern und NC-Spezialisten erfolgt dabei transparent und nachvollziehbar auf der ScaleNC Plattform. 

Die Infrastruktur der digitalen ScaleNC Plattform wurde von Anfang an durchgehend Cloud Native unter Einsatz von AWS Managed Services konzipiert. Dies hatte unter anderem den großen Vorteil, dass die Anwendung 24/7/365 weltweit verfügbar ist. Mithilfe der Zoi Expertise erkannte ScaleNC bereits zu Projektbeginn die Relevanz einer Cloud-Architektur, die mittels minimalen Wartungsaufwand im Betrieb glänzen kann. So kann die Plattform rund um die Uhr sicher und stabil betrieben werden, und alle Parteien können ihre Arbeitszeit für die Verbesserung der Software und die Entwicklung neuer Features nutzen. Dies stellt einen elementaren Vorteil für ein junges Unternehmen dar, das seine volle Kraft auf die Erschließung neuer Kunden und Märkte setzen muss, um sich langfristig zu etablieren. 

Durch den Einsatz von Infrastructure as Code (IaC) mit Terraform wurde die Infrastruktur so aufgebaut, dass sie sich in einem definierten Zustand befindet. Durch CI/CD-Pipelines werden automatisch die benötigten Ressourcen innerhalb des Projekts bereitgestellt.

INDIVIDUELLE, SCHNELLE & KOSTENEFFIZIENTE PROGRAMMIERUNG

Die digitale Plattform bietet Produzenten eine einfache und flexible Lösung für die Programmierung ihrer Werkzeugmaschinen und ist global zugänglich. Von anfänglich ca. 50 Maschinenmodellen ist das Leistungsspektrum mittlerweile auf die Unterstützung von über 600 Modellen gewachsen, weitere Modelle und Fertigungstechnologien sind geplant. Kundinnen und Kunden in der Blechfertigung können ihre individuellen Produktionsanlagen über die Plattform sehr schnell zu einem kostengünstigen Preis programmieren lassen – ohne Angst vor Lieferverzögerungen durch Engpässe bei den eigenen Mitarbeitern oder fehlende Skills. 

EVERYTHING AS CODE: DEVOPS-KULTUR IN REINFORM 

Durch den Einsatz von AWS Lambda werden keine Server genutzt, sondern die Ressourcen vollautomatisiert über Code gemanagt – und das nur in den Situationen, in denen sie auch benötigt werden. Dadurch wird unter anderem die Beaufsichtigung von Servern durch Mitarbeiterinnen oder Mitarbeiter hinfällig. Diese können sich nun auf die Entwicklung neuer Features sowie die Optimierung der Plattform konzentrieren. 

Entwicklungs- und Produktionsumgebungen lassen sich durch den ausgeklügelten Einsatz von IaC zu jeder Zeit reproduzieren. Bei Ausfällen ist eine Wiederherstellung der Infrastruktur innerhalb weniger Minuten möglich.

Die Architektur wurde unter dem Motto »Everything as Code« aufgesetzt. Hierdurch konnte ein sehr hoher Automatisierungsgrad erreicht werden und alle Prozesse laufen ohne manuelle Eingriffe ab. Dadurch wird eine DevOps-Kultur ermöglicht, die dem folgenden Idealzustand recht nahekommt: Entwickler werden befähigt, die Infrastruktur mitzugestalten, bestehende Grenzen verschwinden, und sowohl die Entwicklungsabteilung als auch der IT-Betrieb verstehen das Gesamtprodukt ScaleNC immer besser. Das Nutzererlebnis kann somit stetig und nachhaltig optimiert werden. 

So ist eine Umgebung entstanden, die aus Fehlern lernt und diese langfristig antizipiert. Aktuell wird die Plattform durch die Mitarbeiter stetig weiter an die Bedürfnisse der Kunden angepasst. Langfristig ist der Einsatz von Machine Learning geplant.

Der Einsatz von AWS API Gateway und Lambda sowie S3 für die schnelle Verarbeitung der Nutzerinformationen erhöhen die Performance signifikant. 

Durch den Einsatz von Cloud Services der neuesten Generation wird nicht nur die Architektur und Infrastruktur effizient, sondern sie tragen auch zum Thema Sicherheit bei, welches einen wichtigen Eckpfeiler der Anwendung darstellt: Definierte und abgestimmte Rollen garantieren durch die Verwendung von AWS IAM einen sicheren Zugriff auf AWS Ressourcen. Ferner verschafft AWS CloudTrail eine transparente Nachverfolgung aller Zugriffe auf die Cloud-Architektur, und AWS CloudWatch bietet eine gebündelte Übersicht aller relevanten Protokolldaten mithilfe von Dashboards.

Die erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen Zoi und TRUMPF als globalen Markt- und Technologieführer bei Werkzeugmaschinen lässt sich auf zahlreiche Technologieprojekte im Kontext Industrie 4.0 (Smart Factory) zurückführen. Als Tochterunternehmen der TRUMPF Gruppe mit Anspruch an höchste Kompetenz bei Digitalisierung und innovativen Technologien fiel die Wahl des Projektpartners bei ScaleNC sehr schnell auf Zoi. Zoi ist als Unternehmen der ersten Stunde in der Cloud zuhause und kennt die spezifischen Ansprüche wie auch die Anforderungen von Unternehmen und Dienstleistern durch langjährige Kundenprojekte in der Branche. Das alles bietet eine optimale Voraussetzung für eine erfolgreiche Zusammenarbeit innerhalb eines technologisch anspruchsvollen Projekts.

Kombiniert wird IaC mit Serverless-Technologien wie AWS Lambda. Das komplette Backend der ScaleNC Plattform wird durch AWS Managed Services ermöglicht. Das Backend wird mittels CI/CD Pipeline regelmäßig aktualisiert. Das Resultat ist die Bereitstellung einer ereignisgesteuerten, serverlosen Plattform. Die für die Plattform relevante Code Pipeline wird ereignisgesteuert, d.h. event-driven aktiviert, sodass vollautomatisiert immer die benötigten Ressourcen deployt werden. 

AWS CloudFront und Route53 sorgen für die globale und reibungslose Bereitstellung von Web-Inhalten und Dateien mit niedriger Latenz und einer hohen Übertragungsgeschwindigkeit. Die Vorteile der AWS Services liegen auf der Hand: Die verschiedenen Dienste funktionieren reibungslos im Zusammenspiel, und statische Web-Inhalte können über S3 durch den Kunden mit einem Klick schnell und sicher hoch- oder heruntergeladen werden. Ein zusätzlicher Vorteil liegt in der Skalierbarkeit, der hohen Verfügbarkeit sowie dem effizienten Kostenmodel von S3. 

Die ausgedehnte Nutzung von CI/CD Pipelines unterstreicht das agile und äußerst effiziente Zusammenspiel zwischen Entwicklung und Betrieb: Frontend, Backend, Infrastruktur und Monitoring können gemeinsam über das Tool überwacht, organisiert und bereitgestellt werden.

Die NC-Programmierung ermöglicht es, eine Maschine von einem digitalen CAD-Modell aus über Code zu steuern.

Die Infrastruktur der digitalen ScaleNC Plattform wurde Cloud Native unter Einsatz von AWS Managed Services konzipiert.

Gemeinsam mit Zoi konnten wir die ScaleNC Plattform trotz hoher technologischer Ansprüche sehr schnell auf den Markt bringen – und so den Produzenten endlich eine erschwingliche, schnelle und verlässliche Dienstleistung bieten, um ihre Maschinen für den Einsatz richtig zu programmieren. Die Einbindung von Serverless-Technologien von AWS als State of the Art kommt dabei unserer agilen Arbeitsweise als Start-up besonders entgegen.