CENIT FEM Berechnung

Systems Engineering Kein Projekt ist zu groß – packen wir es an!

Mit Systems Engineering wird ein ganzheitlicher Ansatz zur Entwicklung und zum Betrieb von komplexen Systemen bis hin zu deren Wiederverwertung oder Entsorgung verfolgt. Der Systemingenieur koordiniert und überwacht hierbei das Zusammenspiel einzelner Arbeitsgruppen. Typische Anwendungsbeispiele sind im Bauwesen und im Maschinenbau zu finden. Während im Bauwesen die Koordinierung und Überwachung der einzelnen Gewerke im Vordergrund steht, um komplexe Bauwerke wie Krankenhäuser, Konzertsäle oder Flughäfen schnell und reibungslos zu realisieren, kommt im Maschinenbau der Abstimmung einzelner Baugruppen eine wesentliche Bedeutung zu.

Interaktion von Baugruppen

Die Bedeutung der Interaktion von Baugruppen ist im Folgenden am Beispiel eines Autos näher erklärt. In einem Auto kann es leicht zu störenden Resonanzeffekten kommen, die dessen Fahrkomfort und dessen Fahrsicherheit deutlich reduzieren können, während die Frequenzen der Eigenschwingungen des Motors und des Fahrwerks deutlich außerhalb des Arbeitsbereiches liegen.

Anforderungsprofil

Wenn der Auftraggeber ein klares Anforderungsprofil zu Beginn eines Projektes festlegt, können insbesondere Simulationen in der frühen Entwicklungsphase zeigen, dass es in einzelnen Punkten verändert oder erweitert werden muss, um die gewünschte Produkteigenschaft sicher zu gewährleisten. So können Simulationen Rückwirkungen auf die Konstruktion und die Fertigung von Systemen haben.

Schnittstellen

Um Projekte in kurzer Zeit und möglichst frei von Fehlern umzusetzen ist es wichtig, dass alle Fachbereiche auf dieselbe Datengrundlage zugreifen. Dies verlangt den Einsatz von Softwarelösungen, die unterschiedliche Programme in sich so vereinigen, so dass die Definition und die Standardisierung von Schnittstellen ein wesentlicher Bestandteil des erfolgreichen Systems Engineering ist. Arbeiten alle Programme auf der gleichen Datenbasis, können komplexe Systeme auch dezentral, mit Spezialisten an verschiedenen Orten, umgesetzt werden. Dies ist heute bei vielen Unternehmen eine unabdingbare Voraussetzung.

Verifikation und Validierung

Der letzte zentrale Baustein in der Systemtechnik ist die Verifikation und die Validierung. Bezogen auf die Simulation wird hiermit sichergestellt, dass die eingesetzten Modelle geeignet sind, das Produkt virtuell abzubilden. Bezogen auf das Produkt selbst wird hiermit gewährleistet, dass die gestellten Anforderungen belegbar erfüllt werden. Mit Verwendung von interdisziplinärer Software und Datenbanken wird das Produkt während seines Lebenszyklus im Rahmen der Qualitätssicherung fortlaufend verbessert.

Das V-Model

Das V-Modell ist ein etabliertes Vorgehensmodell zur Realisierung komplexer Großprojekte. Es unterteilt den Produkt-Lebens-Zyklus in die Bereiche Systemanalyse, physikalische Entwicklung und Systemintegration. Die Systemanalyse ist in die Blöcke

  • Anforderungsdefinition,
  • Funktionsanalyse,
  • Logische Architektur und
  • Komponentenspezifikation

weiter unterteilt. Sie bildet den abfallenden Ast des V-Modells. Nach der Fertigung des Produktes - der physikalischen Entwicklung – folgt die Systemintegration auf dem aufsteigenden Ast, aufgeteilt in die Blöcke                                                                                          

  • Komponentenabsicherung,
  • Integration,
  • Verifikation und
  • Validierung.

Das V-Modell steht neben dem Wasserfallmodell, einem alternativen Modell zur Beschreibung von Entwicklungsprozessen. Wesentlich ist, dass beim V-Modell die einzelnen Phasen miteinander interagieren können, während beim Wasserfallmodell die Entwicklung in streng voneinander getrennten Stufen erfolgt, die sukzessive abgearbeitet werden. In Bezug auf das V-Modell kann zum Beispiel bei der Validierung festgestellt werden, dass das Anforderungsprofil erweitert werden muss.

Ist das Wasserfallmodell für die Entwicklung überschaubarer Produkte geeignet, können mit dem V-Modell Großprojekte besonders gut realisiert werden. Sind beim Wasserfallmodell die Aufgabenfelder klar getrennt, erfordert das V-Modell einen erhöhten Schulungsaufwand für die Projektmitarbeiter. Dieser Nachteil kann kompensiert werden, wenn interdisziplinäre Kommunikation durch den Einsatz von nichtlokalen Softwarelösungen vereinfacht wird, die stets auf derselben, aktuellen Datenbasis operieren.