Systems Engineering Erfolgreich entwickeln mit Systems Thinking

Autor / Redakteur: Yannick Vogel / Dipl.-Ing. (FH) Monika Zwettler

Vernetzt, smart und integriert: Produkte werden heute immer komplexer. Daher hat Silo-Denke ausgedient und integrierte Ansätze sind der Schlüssel zum Erfolg.

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Das große Ganze im Blick: Für die Entwicklung komplexer technischer Produkte ist ein interdiziplinärer Ansatz nötig.
Das große Ganze im Blick: Für die Entwicklung komplexer technischer Produkte ist ein interdiziplinärer Ansatz nötig.
(Bild: ©Prostock-studio - stock.adobe.com)

Viele Unternehmen finden sich gerade in einer angespannten Situation: Zum einen macht es die momentane Weltwirtschaft schwierig, hohe Summen in die Produktentwicklung zu investieren. Zum anderen müssen Unternehmen gerade jetzt den Grundstein legen, um mit innovativen Ideen die wirtschaftliche Wettbewerbsfähigkeit in den kommenden Jahren sicherzustellen. Zudem müssen bestehende Produkte so konzipiert werden, dass eine nahtlose Rückverfolgung aller Funktionen und Bauteile zu jeder Zeit gewährleistet ist. Und zu guter Letzt spielt heute auch das Thema Nachhaltigkeit – ob aus ökologischen oder ökonomischen Gründen – eine immer wichtigere Rolle, wenn es darum geht, Produkte zu entwickeln und herzustellen.

Trendsetter Mobilitätsbranche

All diese Faktoren werden vor allem im Bereich der Mobilität sichtbar. Namhafte Hersteller entwickeln heute fieberhaft Ansätze, wie eine Mobilitätswende gelingen kann und zeitgleich die Bedürfnisse von Verbrauchern besser bedient werden können. Zu den größten Visionen zählen:

  • die Weiterentwicklung von E-Mobilität
  • der Entwicklung (teil)autonomer Fahrzeuge
  • die Entwicklung von effizienten Mobility-Services
  • die Verkürzung von Entwicklungszeiten
  • die Reduktion von Emissionen

Diese Punkte haben eines gemeinsam: Um sie umsetzen zu können, müssen verschiedenste Abteilungen innerhalb eines Unternehmens ihr Wissen bündeln können und enger zusammenarbeiten. Heute ist es vielfach jedoch noch der Fall, dass einzelne Projektgruppen unabhängig voneinander an einem gemeinsamen Ziel arbeiten. Diese Arbeit in „Wissenssilos“ birgt eine große Gefahr: Was, wenn nicht alle die gleiche Sprache sprechen? Ein Softwarespezialist denkt und arbeitet auf ganz andere Art und Weise als ein Produktdesigner oder Komponentenentwickler. Der Schlüssel zum Erfolg wird daher zukünftig noch viel stärker darin liegen, all diese Einzelkenntnisse besser zu bündeln und für alle Beteiligten verfügbar zu machen.

Überblicken, verstehen und verknüpfen

Genau an dieser neuralgischen Stelle setzt Systems Thinking an. Unternehmen werden dazu angehalten, bestehende Prozesse und Denkmuster eingehend zu überprüfen. Ziel ist es dabei, einen holistischen Blick auf das zu entwickelnde Produkt zu gewinnen. Auf Basis dessen wird ein neues Gerüst geschaffen: Alle Einzelkomponenten eines hochkomplexen Produktes müssen ihre spezielle Funktion erfüllen und somit zum großen Ganzen beitragen. Zudem hört an dieser Stelle die Wechselwirkung noch nicht auf. Mit dem Ansatz „Systems of Systems“ wird ein Produkt in Verbindung mit einem weitergefassten Ökosystem gebracht. Darunter können Umwelteinflüsse fallen oder auch die Beziehung zu Zulieferern miteinbezogen werden.

Was ist Systemdenken?

Systemdenken bedeutet, das Ganze zu sehen, und dabei die Teile wahrzunehmen. Systemdenken bedeutet zu verstehen, dass das Ganze mehr ist als die Summe der Teile. Es ist die Suche nach Eigenschaften, die in den Einzelteilen nicht zu finden sind. Es bedeutet auch, die Zustände des Systems zwar wahrzunehmen, jedoch auf die Prozesse zu achten, die damit realisiert werden. Auch zu erkennen, dass ein Teil des Systems selbst ein System ist, gehört dazu.

Funktionsweisen zielgerichtet entwickeln

Was auf den ersten Blick nach hoher Komplexität klingen mag, vereinfacht in der Praxis die Arbeit von Unternehmen ungemein. Eine logische und funktionelle Produktarchitektur ermöglicht es, vernetzte und damit komplexe Produkte nicht nur besser verstehen, sondern auch Funktionsweisen zielgerichteter entwickeln zu können. Auf lange Sicht hin sind durch Systems Thinking konstruierte Produkte zudem für die Produktnachverfolgung besser gerüstet:

  • Zum einen können bestehende Zertifizierungen so schneller und leichter durch eine durchgängige Datenverfügbarkeit erreicht werden.
  • Zum anderen können zukünftige Anforderungen und Standards schneller umgesetzt und implementiert werden, da die gesamte Systemarchitektur auf einen Blick ersichtlich ist.

Beispiel aus der Praxis

Wie ein gelungener Systems-Thinking-Ansatz aussehen kann, zeigt ein schwedischer Lkw-Hersteller: Das Unternehmen hatte sich zum Ziel gesetzt, die Komplexität seiner Trucks zu reduzieren – aber zeitgleich keine Funktionseinbußen hinnehmen zu müssen. Zusätzlich sollten Bauteile leichter ausgetauscht werden können. Mit herkömmlichen Engineering-Ansätzen hätte es sehr lange gedauert, die neuralgischen Stellen innerhalb der Produkte zu finden, an denen angesetzt werden kann. Die systemische Herangehensweise erlaubte es dem Unternehmen, diese schnell und effizient zu identifizieren. Als Folge wurden etwa einzelne Bauteile so konstruiert, dass diese in verschiedenen Lkw-Modellen zum Einsatz kommen können. Damit konnten gezielt Kosten gesenkt und die Wartung vereinfacht werden.

Umdenken nötig

Doch nicht nur bei bestehenden Produkten und Services kann Systems Thinking unterstützen. Auch beim Erschließen neuer Geschäftsfelder kann ein holistischer Ansatz Unternehmen auf die richtige Spur führen. In der Automobilbranche ist dies durch die Entwicklung von spezialisierten Mobilitäts-Services zu finden: Etablierte Hersteller haben erkannt, dass ihre Businessmodelle nicht mehr beim Bau von neuen Autos enden können.

Unter dem Begriff „Mobility-as-a-Service“ (MaaS) sind heute neue Wege der Mobilität gefragt, wie etwa Car-Sharing oder Ride-Sharing. Automobilhersteller mussten daher umdenken und neue Wege gehen. Heute gibt es mit MOIA oder Drive-Now alternative Mobilitätskonzepte von namhaften OEMs, die die Bedürfnisse von Kunden erfüllen, ohne dabei den direkten Absatz von Fahrzeugen als Ziel zu haben. Dieses Umdenken war erst durch die systemische Neuorganisation eines gesamten Geschäftsmodells möglich – und ebnet so den Weg in die Zukunft der Mobilität.

Vorteile integrativer Plattformen

Hat dieses Umdenken stattgefunden, sollten Unternehmen die passende Lösung auswählen, um Systems Thinking schrittweise implementieren zu können. Für das Engineering bedeutet dies, dass CAD-, CAE- oder PLM-Umgebungen direkt mit Projektmanagement und Workflow-Tools verknüpft werden sollten. Die 3D-Experience-Plattform von Dassault Systèmes erfüllt diese Voraussetzungen und macht somit eine verbesserte Produktentwicklung möglich. Die Vorteile sind dabei:

  • Geringerer Entwicklungsaufwand: Produktanforderungen werden frühzeitig in der Produktplanung berücksichtigt und validiert.
  • Einhaltung von Richtlinien: Die Nachvollziehbarkeit aller Einzelkomponenten erfolgt unabhängig von Datenquellen oder -typen.
  • Langfristiger Nutzen: Bestehende Tools werden langfristig durch weitere Komponenten erweitert.
  • Kontinuität aller Daten: Echtzeitdaten werden während der gesamten Produktentwicklung ganzheitlich und gemeinschaftlich verwendet.

* Yannick Vogel, CATIA Senior Industry Consultant, Dassault Systèmes

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