Systems Engineering
Systems Engineering ist ein Erfolgsgarant für Industrieunternehmen, da es eine ganzheitliche Herangehensweise an die Entwicklung bei der Umsetzung komplexer Systeme bietet. Durch die systematische Integration von Technik, Management und Kundenanforderungen ermöglicht es eine effiziente und effektive Gestaltung von Produkten. Durch die Integration von Technik und Management vor dem Hintergrund einer systemischen Betrachtung, ermöglicht es eine effiziente und effektive Gestaltung von Produkten. Dies führt zu einer besseren Qualität, Kostenkontrolle und Zeitplanung, was letztendlich zu einer Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit und des Erfolgs des Unternehmens führt.
Herausforderungen der modernen Produktentwicklung
Die Komplexität vieler Produkte ändert sich in heutiger Zeit rasant. Zudem müssen Unternehmen bei ihrer Produktentwicklung in der Regel einen größeren Kontext beachten. So gilt es Vorschriften einzuhalten, Regulierungsthemen auf dem Schirm zu haben, bis hin zu anstehenden Umweltauflagen und zudem für einen optimalen Austausch zwischen den Entwicklungsdomänen zu sorgen. Elektronik, Software und Konnektivität spielen in den heutigen Produkten oft eine zentrale Rolle - einschließlich von Sicherheitsaspekten und Vernetzung. Und: Funktionen werden nicht mehr nur durch mechanische Komponenten oder einfache mechatronische Baugruppen bereitgestellt – bspw. in der Automobilindustrie.
Ein ganzheitlicher Ansatz zur Bewältigung von Produktkomplexität
Systems Engineering (SE) ist zunächst eine Sichtweise auf das zu entwickelnde Produkt, dessen Umfeld und seine Produktentstehung. So hilft SE, die stetig zunehmende Komplexität der Produkte zu bewältigen. Dabei wird das Produkt in einer Beziehung mit seiner Umwelt und seinen Benutzern gesehen. Im Systems Engineering wird das Produkt daher System genannt und seine Bestandteile sind Systemelemente.
Folglich handelt es sich um eine systemische Sicht, aus der ein systemischer Ansatz resultiert. Daraus ergeben sich Konsequenzen für die Produktentstehung, die beteiligten Personen und Prozesse:
- Das fängt mit der Aufgabenteilung und dem Selbstverständnis der Betroffenen an: Wer kümmert sich beispielsweise um die Anforderungen?
- Und es schlägt sich auch in den relevanten Prozessen nieder: Wann und wie erstellen wir beispielsweise einen Verifizierungs- und Validierungsplan?
- Und: Wie stellen wir eine Nachverfolgbarkeit zwischen jeweiliger Anforderung und dazugehöriger Verifizierung sicher?
Systems Engineering bietet einen ganzheitlichen Ansatz. Der Anspruch ist, den gesamten Lebenszyklus eines Systems zu betrachten. Dies fängt in der Konzeptphase durch eine systematische Analyse der Anforderungen seitens Geschäftsumfeld, Stakeholdern und Bedürfnissen an. Und es geht über die Entwicklung und Produktion bis hin zur Stilllegung (End of Life). Auch die Nutzung und Instandhaltung werden dabei berücksichtig.
Denken in Funktionen
Während in der klassischen Entwicklung der Fokus oft auf den Komponenten und der Produktstruktur liegt, stehen im Systems Engineering die zu erfüllenden Funktionen im Vordergrund. Diese sind eng mit den dazugehörigen Anforderungen verbunden. Durch Umfeldbetrachtungen und Bewertung vielfältiger Use Cases werden die Systemumgebung und verschiedene Szenarien dabei besonders berücksichtigt - beispielsweise auch für Transport, Inbetriebnahme, Nutzung und Wartung.
Warum das ganze?
Systems Engineering kann seine Stärken besonders ausspielen, wenn ein ganzheitlicher Ansatz oder eine systemische Sicht auf die Entwicklung gefragt sind: Eine Einführung erfolgt nicht selten bei Erweiterung der Entwicklung um zusätzliche Domänen – beispielsweise, weil neben der klassischen Konstruktion die Elektronikentwicklung gestärkt wird oder Software aus dem eigenen Hause hinzukommt. Daneben gibt es zahlreiche weitere Gründe, warum Industrieunternehmen ihre Produktentstehungskompetenzen auf eine SE-Ansatz umstellen oder erweitern:
- Handhabung einer steigenden Produktkomplexität
- Einführung eines systematischen Anforderungsmanagements
- Steigerung von Produktqualität und Entwicklungsqualität
- Reduktion von Entwicklungsfehlern und -schleifen
- Besseres Verständnis oder Erfüllung von Kundenerwartungen
Fazit
Systems Engineering spielt – ganzheitlich angewendet – seine vollen Stärken aus. Auf den Punkt gebracht, werden mit diesem Vorgehen bereits in einem frühen Stadium der Produktentstehung die Anforderungen und das Produktumfeld systematisch unter die Lupe genommen. Das beinhaltet auch, dass sämtliche Anforderungen durchgehend mit Prüfplänen und Verifizierungsergebnissen verknüpft sind und eine Nachverfolgbarkeit gewährleistet wird. Somit wird das Systemmodell zu einer echten Basis für die Kommunikation, mit allen seinen Abstraktionsebenen von Anwendungsmodellen über die Systemarchitektur bis hin zur detaillierten Umsetzung durch die beteiligten Entwickler. Das SE-Modell bietet eine Grundplattform für die zu treffenden gemeinsamen Entscheidungen und ist bei der täglichen Arbeit die „single source of truth“.
Ihr Nutzen
- Mit Systems Engineering können komplexe Systeme strukturiert und ganzheitlich entwickelt werden
- Es führt zu qualitativ hochwertigen und zuverlässigen Produkten
- Die einheitlichen Modelle des Systems Engineering schaffen eine gemeinsame Verständnisgrundlage für alle Beteiligten
- Durch frühzeitige Analysen und Simulationen auf Basis der Systemmodelle können Risiken rechtzeitig identifiziert werden
- Die modulare Struktur der Systemmodelle fördert die Wiederverwendung von Komponenten