Systems Engineering Zukunftsfähige Konstruktionsmethodik für den Maschinen- und Anlagenbau

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

Modellbasiertes Systems Engineering – kurz MBSE – gilt als neue und vielversprechende Konstruktionsmethodik für den Maschinen- und Anlagenbau. Mit ihr ist es möglich, Entwicklungszeiten zu reduzieren und die Vorteile der Mechatronik auszuschöpfen. Ein Querschnittsprojekt des Technologienetzwerkes „it´s OWL“ hat zum Ziel, diese Entwicklung voranzutreiben und nutzbar zu machen.

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Der Blick aufs Ganze: Mit Systems Engineering steht dem Konstrukteur eine neue Konstruktionsmethodik zur Verfügung.
Der Blick aufs Ganze: Mit Systems Engineering steht dem Konstrukteur eine neue Konstruktionsmethodik zur Verfügung.
(Bild: Fraunhofer-IPT)

Mit „Systems Engineering“ oder „Model-based Systems Engineering“ (MBSE) steht den Konstrukteuren eine Methodik zur Verfügung, die sich vor allem für mechatronische Systeme bestens eignet. Sie beruht darauf, dass nicht die einzelnen Gewerke Schritt für Schritt und unabhängig voneinander entwickelt werden. Vielmehr wird zu Beginn der Konstruktionsarbeit ein Systemmodell erarbeitet, das den gesamten Entwicklungsprozess begleitet. Dieses Modell ist und bleibt Grundlage für die Arbeit der einzelnen Konstruktionsdisziplinen – über den gesamten Entwicklungsprozess hinweg –, und in ihm sind bereits alle Schlüsselanforderungen an das zu konstruierende Produkt festgeschrieben.

Im Technologie-Netzwerk Intelligente Technische Systeme Ost Westfalen Lippe (kurz: it's OWL) haben sich insgesamt 174 Unternehmen, Hochschulen, Forschungseinrichtungen und Organisationen zusammengeschlossen, um gemeinsam den Innovationssprung von der Mechatronik zu intelligenten technischen Systemen zu gestalten.

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Das Technologie-Netzwerk stellt sich vor:

Eines der Querschnittsprojekte des Technologienetzwerkes hat zum Ziel, das modellbasierte Systems Engineering voranzutreiben und nutzbar zu machen.

Übergreifende Entwurfssystematik

Diese Verfahrensweise bietet unter anderem den Vorteil, dass alle am Prozess Beteiligten stets auf dieses Systemmodell und somit auf einen einheitlichen Projektstatus zurückgreifen können. Das gilt insbesondere für die Konstrukteure der einzelnen Gewerke, die üblicherweise autark mit jeweils spezifischen CAE-Werkzeugen arbeiten. Es gilt aber auch für die anderen „Stakeholder“ des Prozesses wie beispielsweise Einkäufer, Produktionsplaner, Sicherheitsexperten und den letztlichen Anwender der Maschine.

Vorteile für die gewerkeübergreifenden Konstruktion

Nicht zu unterschätzen ist der Nutzen von MBSE im Hinblick auf die interdisziplinäre bzw. gewerkeübergreifende Konstruktion. Nach dem Grundsatz: „Das ganze (System) ist mehr als die Summe seiner Teile“ kann eine ganzheitliche, die Grenzen der Einzelgewerke überschreitende Konstruktion zu verbesserten oder gar neuen Produkteigenschaften führen bzw. eine deutlich optimierte Maschinenkonstruktion zur Folge haben.

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