Modellbasierte Systementwicklung (MBSE)
Die Strategie ist entscheidend für den Erfolg
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Effektiv kommunizieren
Eine robuste Systemarchitektur ist für fast jedes Unternehmen von großem Wert, aber ohne Kommunikation zwischen allen Beteiligten gibt es keine reibungslose Zusammenarbeit zwischen den Abteilungen. Möglicherweise gibt es sie überhaupt nicht.
Eine Systemarchitektur ist darauf angewiesen, dass jede Abteilung dem System einen Kontext hinzufügt. Die Kommunikation hat sich in den letzten Jahren im MBSE-Prozess dramatisch verbessert und wird sich mit SysML v2, der Modellierungssprache der nächsten Generation für Systems-Engineering, noch weiter beschleunigen.
Die meisten innovativen Branchen arbeiten immer noch mit digitalen Dokumenten, um das Verständnis ihrer komplexen Systeme zu vermitteln. Es besteht jedoch eine Diskrepanz zwischen dem Wunsch nach einem verlässlichen roten Faden vom Konzept bis zum Service und dem Vorhandensein eines solchen. Das ist auf die mangelnden Fähigkeiten der Tools und den erforderlichen Kulturwandel zurückzuführen, der für das Vertrauen in eine Single Source of Truth erforderlich ist.
SysML v2 zielt darauf ab, die Kommunikation für MBSE-Methoden zwischen den Bereichen Mechanik, Elektronik, Elektrik und Software zu verbessern. Frühere Implementierungen konnten viele der komplexen Systeme, die für Flugzeuge oder Automobile erforderlich sind, nicht modellieren, da die Modellierungssprache auf der Universal Modeling-Language (UML) aufbaut, die ursprünglich nur für die Softwareentwicklung geschaffen wurde.
Aufgrund der fehlenden nativen Funktionen sahen sich große Hersteller und Konstruktionsbüros gezwungen, benutzerdefinierte Erweiterungen für SysML zu kaufen und zu erstellen, um die Lücke zu schließen. Dadurch wurde
jedoch der Zweck einer standardisierten Modellierungssprache zunichte gemacht, da Zulieferer und manchmal sogar andere interne Abteilungen die Informationen und Modelle innerhalb der Systemarchitektur nicht nutzen konnten.
Das Ziel von SysML v2 ist es, die durch das UML-Erbe auferlegten Beschränkungen zu beseitigen und eine Syntax zu integrieren, die es ermöglicht, die täglich genutzten Modelle von Systemarchitekten und Unternehmen zu handhaben. Eine ordnungsgemäße Kommunikation wird den mit der nachgelagerten Wiederverwendung verbundenen Wert erweitern – möglicherweise das größte Wertversprechen eines modernen MBSE-Ansatzes.
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Nachgelagerte Nutzung
von Daten aus der Entwicklung
Kommunikation ist wichtig, um eine genaue Systemarchitektur zu erstellen, diese innerhalb einer Organisation zu verbreiten und damit die Entwicklung abzubilden. Zudem ermöglicht Kommunikation auch die Wiederverwendung der äußerst wertvollen Informationen, die diese Modelle enthalten. Die nachgelagerte Wiederverwendung ist einer der am schwierigsten zu definierenden Vorteile für ein Unternehmen, da sie in einer sehr breiten Palette von Anwendungen auftreten kann.
Ein Beispiel, das bei der Entwicklung intelligenter Produkte sehr wertvoll ist, ist die Wiederverwendung von Softwarefunktionen, um die Komplexität des Codes zu verringern. Im Notbremssystem eines autonomen Fahrzeugs müssen die Elektronik und die Software beispielsweise eine Reihe von Faktoren berücksichtigen, um ein Hindernis zu erkennen und sicher anzuhalten. Wie weit ist das Objekt entfernt? Wie hoch ist die aktuelle Geschwindigkeit? Wie sind die Straßenverhältnisse? Sind die Bremsbeläge schon etwas abgenutzt und muss nachgesteuert werden?
Die Beantwortung dieser Fragen würde optimal durch Softwarefunktionen erfolgen, die bereits im Fahrzeug vorhanden sind. Das reduziert den Codebedarf des Fahrzeugs und ermöglicht eine höhere Optimierung der elektronischen Steuergeräte. Die Alternative würde generalisierte Prozessoren erfordern, die einen größeren Datensatz mit geringerer Effizienz berechnen. Das Notbremssystem könnte beispielsweise Daten vom Antiblockiersystem abrufen, Geschwindigkeits- und Abstandsmessungen vom adaptiven Tempomaten erhalten und den Straßenzustand von bordeigenen Temperatursensoren ableiten. Der letztendliche Datenfluss kann sehr unterschiedlich sein, aber die Nutzung der Systemarchitektur zur Planung dieser Anwendungsfälle und zur Optimierung der Verarbeitung verbessert die Effektivität dieser vernetzten Systeme erheblich.
Nachgelagerte Datenanwendungen können auch die eher geschäftsorientierten Bereiche der Produktentwicklung beeinflussen. CAD-Daten aus der Konstruktion können bereits zu einem früheren Zeitpunkt im Konstruktionszyklus zur Erstellung von Marketingmaterialien verwendet werden. Die Nachverfolgbarkeit von Entscheidungen liefert den Aufsichtsbehörden wichtige Sicherheitsinformationen. Einkaufsleiter haben den nötigen Einblick in Produktentscheidungen, um die richtigen Lieferanten oder Großhändler auszuwählen und die Zusammenarbeit zwischen dem Hersteller und den Zulieferern zu verbessern. Und die Nachhaltigkeitskennzahlen eines Produkts und seines Herstellungsprozesses können im Hinblick auf weitere Investitionen in die Technik bewertet werden, zumal immer mehr Investitionsquellen auf positive ESG-Eigenschaften (Environmental, Social and Governance) achten.
Passend für jedes Unternehmen
MBSE-Methoden sind für Unternehmen jeder Größe geeignet. Kleine und mittlere Unternehmen (KMU) sind mit vielen der komplexen Herausforderungen konfrontiert, die auch große Unternehmen zu bewältigen haben, haben aber auch mit kürzeren Entwicklungszeiten, einer kleineren Belegschaft, dem Übergang von Einzelaufträgen zu Mehrfachaufträgen und einem stärkeren Wettbewerb auf dem Markt zu kämpfen. Je nach Branche müssen KMUs auch ihre eigenen Produkte auf den Markt bringen und als Zulieferer arbeiten. Eine MBSE-Strategie kann ihnen dabei helfen, diese Herausforderungen zu antizipieren, zu lösen und zu nutzen, indem die Systemarchitektur zur Formulierung von Anforderungen und vertraglichen Verpflichtungen verwendet wird.
KMUs können leichter einen standardisierten Systems-Engineering-Prozess durchsetzen, um eine konsistente Entwicklung zu gewährleisten, und gleichzeitig neuen Mitarbeitern den Systems-Engineering-Prozess des Unternehmens beibringen. Im Vergleich zu großen Unternehmen sind kleine und mittelständische Player besser in der Lage, sich schnell weiterzuentwickeln und diese effektiveren Entwicklungsmethoden zu integrieren. Ein Pilotprogramm kann ein ganzes Team umfassen und nicht nur eine kleine Teilmenge, was die Einführung weiter beschleunigt. Eine moderne MBSE-Strategie ist für KMUs in der heutigen wettbewerbsorientierten globalen Wirtschaft von entscheidender Bedeutung, und je früher diese Strategie definiert wird, desto besser ist ein Unternehmen auf Wettbewerb und Innovation vorbereitet, unabhängig von der Unternehmensgröße.
Modellbasiertes Systems-Engineering bedeutet für jedes Unternehmen etwas anderes, aber jede Implementierung beruht auf einer genauen und kommunizierbaren Systemarchitektur. Und sobald eine optimale Architektur definiert ist, stellt die genaue Kommunikation dieses Plans sicher, dass das richtige Produkt gebaut und rechtzeitig an den Kunden geliefert wird.
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