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Entwicklungsmethode Systems Engineering für den Mittelstand

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Monika Zwettler

Mit welchen Methoden werden wir die Produkte der Zukunft entwickeln? Wie wird sich die Arbeit von Entwicklerinnen und Entwicklern verändern? Ansätze und Lösungen für den Mittelstand erarbeiten Unternehmen und Forschungseinrichtungen im Spitzencluster it´s OWL.

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Durch Systems Engineering kann die Entwicklungsarbeit zukünftig effizienter und ortsunabhängiger gestaltet werden.
Durch Systems Engineering kann die Entwicklungsarbeit zukünftig effizienter und ortsunabhängiger gestaltet werden.
(Bild: it's OWL Clustermanagement)

Die digitale Transformation der Industrie erhöht die Komplexität in der Produktentwicklung: Intelligente Produkte, Produkt-Dienstleistungs-Kombinationen und Wertschöpfungsnetze erfordern ein enges Zusammenwirken unterschiedlicher Fachdisziplinen wie Maschinenbau, Elektrotechnik, Regelungstechnik und immer stärker auch Softwaretechnik. Advanced Systems Engineering verzahnt diese Disziplinen, um Produkt und Produktionssystem über den gesamten Lebenszyklus als Einheit zu betrachten. Dabei werden zunehmend Informations- und Kommunikationstechnologien genutzt, um Entwicklungsprozesse und -werkzeuge zu verbessern.

Diese Trends beeinflussen die Produktentwicklung

Im Spitzencluster it´s OWL erschließen über 200 Unternehmen und Forschungseinrichtungen neue Technologiefelder für den Mittelstand. Bisher haben sie fünf Technologie-Trends identifiziert, die die Entwicklungsarbeit beeinflussen werden:

  • Agile Entwicklungsmethoden [kurzfristig]: Die Anforderungen zukünftiger Systeme erfordern Ansätze und Techniken zur Steigerung der Kreativität, um Potenzial für Innovationen zu fördern. Dabei unterstützen eine agile Arbeitsweise und eine darauf ausgerichtete Organisationskultur den proaktiven Umgang mit der zunehmenden Dynamik.
  • Cloud-basierte Kollaboration [kurz- bis mittelfristig]: Cloud-basierte Engineering-Anwendungen sind heute bereits verfügbar, unterliegen jedoch einem starken Wandel. Dank der Cloud können verteilte Entwicklerteams über Plattformen auf ihre Werkzeuge zugreifen, welche die parallele und gemeinsame Arbeit an Modellen ermöglichen.
  • Model-based Systems Engineering [mittelfristig]: Die Anwendung der Modellbildung im Systems Engineering gewinnt an Bedeutung. Im Fokus des Model-based Systems Engineering (MBSE) steht der Gedanke, die Systeme mit Hilfe von Modellen zu verstehen und ganzheitlich zu entwickeln. MBSE wird eine Schlüsselrolle in der Produktentwicklung einnehmen.
  • Digitaler Zwilling [mittelfristig]: Die durchgängige Digitalisierung von Entwicklungsprozessen und die zunehmende Konnektivität technischer Systeme ermöglicht schon heute eine umfangreiche, digitale Abbildung der Informationen über Produkte, Produktionsanlagen oder ganze Fabriken. Die Vision des digitalen Zwillings adressiert die ganzheitliche Nutzung und Vernetzung dieser Informationen. Vor diesem Hintergrund wird die systematische Anwendung von digitalen Zwillingen zukünftig eine entscheidende Technologie für die Kooperation von Unternehmen in Wertschöpfungsnetzwerken.
  • Engineering Intelligence [mittel- bis langfristig]: Der Einsatz von KI ist ein globaler Trend, welcher in einer zunehmenden Relevanz von KI-Kompetenzen im Engineering resultiert. Neben den Potenzialen durch Virtualisierung, digitaler Durchgängigkeit und formaler Modellbildung hat KI das Potenzial, die Prozesse im Engineering durch intelligente Algorithmen zu optimieren. Dabei werden KI-basierte Assistenzsysteme repetitive und fehleranfällige Aufgaben übernehmen.

Neue Ansätze im Mittelstand etablieren

Im it´s-OWL-Projekt „SE 4OWL“ arbeitet das Fraunhofer-Institut Entwurfstechnik Mechatronik gemeinsam mit Claas, Harting, Miele, Two Pillars und der Unity AG daran, Methoden des Systems Engineerings im Mittelstand einzuführen und zu verstetigen. Dazu wird der Bedarf von KMU ermittelt und Methoden und Werkzeuge daran angepasst. Weiter wird eine bedarfsgerechte Organisations- und IT-Infrastruktur gestaltet und die Integration und Verbreitung im Unternehmen unterstützt.

Akzeptanz von Systems Engineering stärken

Darüber hinaus sollen die Akzeptanz und die Kompetenzen der Beschäftigten in den Unternehmen verbessert werden. Ein Demonstrator, Workshops und der Erfahrungsaustausch in der Fachgruppe Systems Engineering dienen der Aktivierung und Qualifizierung von KMU. Über Transferprojekte können Unternehmen von den Erfahrungen profitieren und in Kooperation mit einer Forschungseinrichtung aus dem Spitzencluster die neuen Methoden im Betrieb einführen.

Im Projekt ‚SE4OWL‘ können wir unsere bisherigen Konzepte, Methoden und Implementierungserfahrungen im Systems Engineering um zusätzliche Impulse und Problemlösungen aus der Forschung ergänzen. Wir erhoffen uns weitere Kernprozesse des Systems Engineering im Hinblick der Claas-spezifischen Herausforderungen anzupassen und methodisch auszubauen. In Zusammenarbeit mit den Industriepartnern und Forschungseinrichtungen soll letztlich eine stakeholderorientierte Implementierung der entwickelten Lösungen forciert werden, damit Systems Engineering als passgenaues Hilfsmittel und nicht als Einschränkung wahrgenommen wird.

Dr. Kai Korthals, Head of Digital Product Engineering, Claas KGaA mbH

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