Systems Engineering

Mit ganzheitlicher Entwicklungsplattform den Überblick behalten

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Kluft zwischen Theorie und Praxis

Soweit die Theorie. In der Praxis ist Systems Engineering in Reinkultur noch wenig verbreitet. Der Ansatz, aus den Anforderungen ein digitales Modell zu entwickeln und zu testen und erst dann in ein physisches Pendant zu übersetzen, ist zwar anerkannt, wird aber nicht immer effizient gelebt. Zum Teil tauschen die Entwickler zwischen verschiedenen Abteilungen oder Unternehmen eines Wertschöpfungsnetzwerks Informationen mittels Word- oder Excel-Dateien aus, die dann in die CAD/PLM-Software eingepflegt wird. Dabei passieren Fehler. Manchmal erfüllt das fertige Produkt nicht alle Anforderungen, die in der Designphase definiert wurden. Und manchmal erfüllt es Anforderungen, die überhaupt nicht erwünscht waren. Mitunter verlieren Entwickler einfach den Überblick.

Der französische Softwarekonzern Dassault Systèmes hat kürzlich mit Partnern aus der Wissenschaft die Fachgruppe Systems Engineering im Spitzencluster „Intelligente Technische Systeme Ostwestfalen-Lippe“ (it's OWL) in Paderborn gegründet. In dem Cluster haben sich 174 Unternehmen, Universitäten und weitere Partner zusammengeschlossen, die sich mit der Entwicklung und Produktion der Zukunft unter dem Oberbegriff Industrie 4.0 befassen.

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Das Heinz Nixdorf Institut und das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie, beide Mitglieder von it´s OWL, haben 2013 in der Studie „Systems Engineering in der industriellen Praxis“ festgestellt, dass Unternehmen die wachsende Interdisziplinarität als größte Herausforderung im Produkt-Engineering ansehen. Treiber seien intelligente Produkte und cyberphysische Systeme im Gefolge von Industrie 4.0. Systems Engineering könne helfen, die Herausforderungen zu bewältigen, doch müsse der Nachweis des Nutzens noch deutlicher werden.

Ein Modell für alle

Die hohe Schule ist das modellbasierte Systems Engineering (MBSE), das für die Entwicklung komplexer und intelligenter Systeme immer wichtiger wird. Mit „Modell“ ist hier nicht allein das optische Design gemeint, das man in einem CAD-Programm entwirft. Das Modell enthält vielmehr alle Anforderungen und Spezifikationen für das spätere Produkt und koordiniert den gesamten Lebenszyklus eines Produkts, darunter auch Qualitätstests und Anforderungen ans Recycling.

Modellbasiertes Systems Engineering setzt voraus, dass es genau eine digitale Repräsentanz des Projekts gibt, an dem alle Beteiligten in einem Entwicklungsprozess arbeiten. Kommt es zu Änderungen, ist das sofort für alle sichtbar. Das spart Rückkopplungsschleifen und damit Zeit und Geld. Für das Eingangsbeispiel würde das bedeuten: Die gesamte mechatronische Auslegung des Heckklappenantriebs erfolgt aus einem Guss. Alle Anwendungsfälle – zum Beispiel mit Schnee oder ohne – werden in einem Schritt in Hard- und Software modelliert.

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