Was ist vor der Einführung von MBSE zu beachten?

Das modellbasierte Systems-Engineering (MBSE) ist in den letzten Jahren auf ein wachsendes Interesse gestoßen und wird häufig als Methode zur Beherrschung von komplexeren Systemen und zur Beschleunigung des Produktentwicklungsprozesses angepriesen. Die zunehmende Komplexität von cyber-physischen Systemen in modernen Maschinen und Anlagen hat die Verbreitung dieser Methode vorangetrieben, und zwar nicht nur in der Luft- und Raumfahrtindustrie, wo sie ursprünglich entstanden ist, sondern in vielen anderen Branchen, z. B. in der Automobilindustrie und im Maschinenbau.

Die modellbasierte Systementwicklung ist eine formalisierte Methodik, die zur Beschreibung von Anforderungen, Design, Analyse, Verifizierung und Validierung bei der Entwicklung komplexer Systeme eingesetzt wird. Im Gegensatz zum dokumentenbasierten Engineering stellt MBSE die Modelle in den Mittelpunkt der Systementwicklung.¹

Ein Modell ist eine organisierte Struktur von Beschreibungen und Beziehungen, die bis zu einer beliebigen Detailstufe heruntergebrochen werden kann. Die Beziehungen und Verhaltensspezifikationen, die in jedem Element des Gesamtmodells erfasst sind, können zur Simulation und Überprüfung ihrer Interaktion auf Systemebene verwendet werden – und um die Auswirkungen von Änderungen auf das gesamte System nachzuvollziehen.

Wie vor jeder wichtigen Entscheidung sollten Sie sich jedoch zuerst einige Fragen stellen, um die Ziele der Einführung einer neuen Methodik zu definieren und eine klare Strategie zu formulieren.

Woher weiß ich, ob MBSE das Richtige für mein Unternehmen ist?

Vor der Implementierung einer neuen Methodik in für die Produktentwicklung und die damit verbundenen Prozesse steht eine zentrale Frage: Ist diese Methode auf die Größe und Komplexität meiner Systeme anwendbar? Leider gibt es keine Best-Practice-Zahl, die sagt: “Ja, MBSE ist sinnvoll, wenn Ihr System diese bestimmte Größe und diesen Grad an Komplexität erreicht”. Als Faustregel kann man sagen, dass MBSE in allen Fällen eine Option ist, in denen neue Ansätze und radikale Innovationen untersucht werden sollen. Es ist weniger sinnvoll, einen etablierten und bewährten Prozess im Hinblick auf eine Effizienzsteigerung zu beschreiben.

Jedoch bietet ein Modellierungs-Tool bei der Suche nach innovativen Ansätzen und Lösungen Vorteile, die ein dokumentenbasiertes Systems Engineering nicht bieten kann.²

Wann immer Stakeholder aus verschiedenen Disziplinen und mit unterschiedlichem Hintergrund auf eindeutige und effiziente Weise koordiniert werden müssen, kann ein MBSE-Tool wie GENESYS von Zuken eine wertvolle und zuverlässige Referenz darstellen, da es in der Lage ist, den Systementwurf aus der Sicht verschiedener Stakeholder zu erfassen und zu analysieren, z. B. aus Sicht des Systemverhaltens, der Software, der Hardware, der Sicherheit oder anderer Disziplinen.

Beim Einsatz eines MBSE-Softwaretools wird eine zentrale Informationsquelle geschaffen, in der disziplinspezifische Sichten auf das System aus denselben Modelldaten erstellt werden. Dadurch wird gewährleistet, dass allen Projektbeteiligten die neuesten Informationen in einer für sie aussagekräftigen Form zur Verfügung stehen.

In den wenigsten Organisationen sind alle Prozesse und Verfahren einheitlich definiert und dokumentiert: Es gibt Prozessbrüche, die von fachkundigen Mitarbeitern überbrückt werden, und einige Praktiken sind überhaupt nicht formalisiert. Für Innovationen ist es unerlässlich, den Ist-Zustand zu kennen, um ihn in den Soll-Zustand zu überführen. Ein methodischer Ansatz wie MBSE kann die notwendige Transparenz schaffen, um die Entwicklung komplexer Systeme und Prozesse auf die nächste Stufe zu heben.

Mit MBSE große Wellen schlagen

Es ist auch hilfreich, sich den Innovationsprozess in der Produktentwicklung genauer anzusehen, bevor man sich für ein MBSE-Tool entscheidet. Der Kerngedanke radikaler Innovation ist die Schaffung neuen Wissens und die Kommerzialisierung völlig neuartiger Ideen, mit denen ein Produkt geschaffen werden kann, das es noch nie zuvor gab – wie zum Beispiel das erste iPhone, das den Weg für den heutigen Smartphone-Markt bereitete.

Radikale Innovation stützt sich einerseits auf das Humankapital einer Organisation, andererseits aber auch auf die Fähigkeit einer Organisation, Innovation zu fördern, indem sie Ideen aus verschiedenen Disziplinen miteinander verbindet, um etwas völlig Neues zu schaffen. Diese Neuheit muss dann definiert und simuliert werden, um zu überprüfen, ob sie tatsächlich funktionsfähig ist. Daher ist es wahrscheinlicher, dass ein Geschäftsmodell, in dessen Mittelpunkt radikale Innovation steht, einen größeren Nutzen aus MBSE zieht als inkrementelle Innovation, bei der es bereits Erfahrungswerte darüber gibt, wie sich bestimmte Änderungen auf das Gesamtsystem auswirken werden.

Inkrementelle Innovationen verfeinern und verbessern bestehende Konzepte und helfen Unternehmen, kurzfristig wettbewerbsfähig zu bleiben, sind aber nicht unbedingt bahnbrechend. Radikale Innovationen zielen auf langfristige Auswirkungen ab. Das heißt, dass es für jede Organisation eine gute Idee ist, die Ablösung aktueller Produkte und die Erschaffung neuer Produktkategorien in Erwägung zu ziehen, ohne Angst vor Veränderungen in den Beziehungen zu Kunden und Lieferanten haben zu müssen, um auf Dauer wettbewerbsfähig zu bleiben und langfristige Ziele zu erreichen. Und damit schließt sich der Kreis zur Erkenntnis, dass die Einführung von MBSE und die Investition in ein modernes Werkzeug zumindest eine überlegenswerte Idee ist.

Das Entwicklungsrisiko senken mit einer gemeinsamen digitalen Modellierungsumgebung für alle Disziplinen

Unser MBSE-Tool GENESYS wurde speziell für die kollaborative Teamarbeit entwickelt und unterstützt simultane Arbeit und Live-Aktualisierung, so dass alle Teammitglieder ihre Daten aus einer einzigen Wissensquelle beziehen. Es hilft den Entwicklern, Dokumente in ein Modellsystem zu gliedern, das für die Analyse von Veränderungen im Gesamtsystem verwendet werden kann. Mit der Möglichkeit zur Zusammenarbeit in Echtzeit können Entwicklungsprojekte erheblich beschleunigt und gleichzeitig belastbarer gemacht werden, da die Daten zu jedem Zeitpunkt die aktuellsten Informationen widerspiegeln.

Mit diesen Funktionen unterstützt GENESYS die Teamarbeit über alle Disziplinen hinweg. Die gemeinsame Modellierungsumgebung verbessert die Analyse eines Systems und reduziert die Anzahl der Fehler, die bei einem traditionellen dokumentenbasierten Ansatz auftreten würden. Die Verfügbarkeit digitalisierter Systemdaten für die interdisziplinäre Analyse gewährleistet eine konsistente Weitergabe von Korrekturen und die Einbindung neuer Informationen und Designentscheidungen.

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Quellen

1 https://en.wikipedia.org/wiki/Model-based_systems_engineering
2 http://insights.sei.cmu.edu/blog/introduction-model-based-systems-engineering-mbse/