Systems Engineering Effizientere Produktentwicklung mit agilem Systems Engineering

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Immer mehr Produkte sind miteinander vernetzt und kommunizieren. Die Folge: die Anzahl an Schnittstellen zwischen den Einzelsystemen nimmt zu und wird schnell unübersichtlich. Hier soll agiles Systems Engineering dabei helfen, den Überblick über die Wechselbeziehungen zwischen mehreren voneinander unabhängigen Elementen zu behalten.

Heutzutage stehen Unternehmen vor der Herausforderung, stetig neue Geschäftsprozesse und Technologien zu etablieren, um auf die schnellen Veränderungen des Marktes eingehen zu können. Agiles Systems Engineering ist dabei das Mittel der Wahl, um weiterhin in der durch Digitalisierung getriebenen VUKA-Welt – volatil, unsicher, komplex, ambivalent – wettbewerbsfähig bleiben zu können.

Das agile Vorgehen im Systems Engineering ermöglicht hierbei beispielsweise einen schnelleren Projektstart, da nicht bereits zu Beginn alle Details feststehen müssen.

So werden etwa im Rahmen des klassischen Systems Engineering Anforderungen mit bewährten Methoden des Requirements Engineering identifiziert. Requirements Engineering unterstützt in der Produktentwicklung dabei, die Probleme und Anforderungen der Kunden und Anwender zu identifizieren und in einer Spezifikation für das zukünftige System zusammenzufassen. Dabei ist es wichtig, die Systemumgebung sowie die Zielsetzung des Systems zu beschreiben. Der anschließende Entwicklungsteil, bei dem die Spezifikation verwendet wird, um ein funktionierendes System zu entwerfen und zu implementieren, wird als Design Engineering bezeichnet. Requirements Engineering liefert zunächst die Antworten auf die Fragen: Was soll mein System machen und warum? Und anschließend: Wie erfüllt mein System die Anforderungen?

Überblick mit agilem Systems Engineering behalten

Doch immer mehr Produkte sind miteinander vernetzt und kommunizieren. Hier reicht der klassische SE-Ansatz nicht mehr aus. Denn durch das Internet der Dinge (IoT), kommunizieren Produkte sowohl mit ihrer Umgebung als auch mit anderen Geräten und Systemen, sodass ein Austausch der Daten zwischen den Objekten stattfinden muss. Zudem nimmt die Anzahl an Schnittstellen zwischen den Einzelsystemen zu und kann schnell zu einer Unübersichtlichkeit führen. Agiles Systems Engineering soll dabei helfen, den Überblick über die Wechselbeziehungen zwischen mehreren voneinander unabhängigen Elementen zu behalten und die Zusammenarbeit zu harmonisieren.

Agilität beschreibt das Wie

Bei der iterativen Vorgehensweise – die kennzeichnend für die agile Produktentwicklung ist – ist zu Beginn meist nur eine grobe Idee vorhanden, die sich dann im Laufe des Projektes zunehmend konkretisiert. Im Vergleich zum klassischen Systems Engineering beschreibt die Agilität somit das 'Wie': Die Arbeitsergebnisse werden kontinuierlich mit den Kunden abgeglichen, sodass die Entwicklung eines den Kundenanforderungen nicht entsprechenden Produktes möglichst vermieden wird. Requirement Engineering wird hier phasenübergreifend in den Entwicklungsprozess integriert. So erhält die Agilität in der Produktentwicklung eine große Bedeutung. Sie schafft einen Rahmen für die Kommunikation, denn je mehr Systemschnittstellen vorhanden sind, desto häufiger muss sich hierüber abgestimmt werden. Bei agilem Systems Engineering werden demnach agile Vorgehensweisen – wie beispielsweise SCRUM – mit Methoden und Prozessen des Systems Engineering kombiniert.

Fehler und Risiken frühzeitig identifizieren

Beim agilen Vorgehen wird in kleinen und festen Iterationen entwickelt. Zunächst legen selbstorganisierte Teams Funktionalitäten des zu entwickelnden Systems, wie beispielsweise bei einem Navigationssystem, fest und priorisieren diese. Hier können, je nach Vorgabe des Auftraggebers, kritische Features wie z.B. Sensorik als Grundlage für die Priorisierung dienen. So beginnen die Team eine erste Version zu entwickeln. Ziel dabei ist es, so schnell wie möglich zu einem funktionsfähigen Produkt – Minimum Viable Produkt – zu kommen. Letzteres wird von Sprint zu Sprint durch die Berücksichtigung des Feedbacks von Stakeholdern erweitert und optimiert.

Die Systemanforderungen werden ständig geprüft, so dass die Teams Fehler bzw. Risiken in Bezug auf neue Funktionen und Technologien frühzeitig identifizieren. Folglich können sie risikobehaftete Funktionen verwerfen, sodass eine höhere Produktqualität erreicht werden kann.

Aktive Feedback-Loops fördern die Zusammenarbeit

Eine weitere hilfreiche Komponente in agilen Prozessen ist die Dynamik. Da die Entwicklungszyklen im Automotive-Bereich immer kürzer werden, wird auf agiles Systems Engineering gesetzt, um den Einsatz neuester Technologien sicherzustellen. Als wichtiger Bestandteil agiler Entwicklung fördern aktive Feedback-Loops die Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Akteuren der Wertschöpfungspyramide. Bei der Entwicklung einer neuen Funktion müssen Hersteller und Zulieferer koordiniert zusammenarbeiten, sodass der Zulieferer sein Produkt an die neue Funktion anpassen kann. Ebenso müssen technologische Fortschritte, beispielsweise im Bereich der Sensorik oder Prozessoren, frühzeitig an die Automobilhersteller weitergegeben werden, damit die neuesten Funktionen Einsatz finden können.

Mögliche Störungsfaktoren frühzeitig erkennen

Doch nicht nur in den Schnittstellen der Einzelkomponenten und -systemen stellen sich in der agilen Produktentwicklung viele Herausforderungen. Auch zwischen den Disziplinen – wie Elektrik/Elektronik, Mechanik und Software – besteht ein hoher Abstimmungsbedarf. Insbesondere dann, wenn disziplinspezifischen Komponenten in das System integriert werden. Auch das Änderungsmanagement gilt es zu berücksichtigen. Im Entwicklungskontext sind Änderungen die Regel und müssen bis zu einem gewissen Maß zugelassen werden. Andernfalls verursachen sie im späteren Entwicklungsprozess hohe Kosten und mangelnde Termintreue. Außerdem ist eine Systementwicklung mit ständigen Änderungen kaum möglich. Agiles Systems Engineering trägt trotz kurzfristiger Veränderungen zu einer schnelleren Reaktion bei, da mögliche Störungsfaktoren frühzeitig erkannt werden.

Die agilen Ansätze können somit in die Systems-Engineering-Prozesse eingebettet werden. Dies beeinflusst die Zieldefinition des magischen Dreiecks – bestehend aus Qualität, Zeit und Kosten – im Projektmanagement positiv. Das Produkt ist hochwertiger und effizienter angefertigt, die Kundenanforderungen erfüllt und somit auch die Kundenzufriedenheit. 

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