Warum man sich für modellbasiertes Systems Engineering (MBSE) entscheiden sollte

Modellbasiertes Systems Engineering (MBSE) ist eine zunehmend verbreitete Methode, um die Entwicklung komplexer Systeme zu steuern. Ein Systemmodell ist eine Live-Darstellung eines Systems oder Produkts, die die Simulation von Verhaltensweisen sowie eine vollständige Rückverfolgbarkeit von den Anforderungen bis zur validierten Lösung ermöglicht. Durch diesen Ansatz können Entwicklungsteams schnellere Iterationen durchführen und damit rascher auf sich ändernde Anforderungen reagieren.

Verbesserte Kommunikation

MBSE bietet eine gemeinsame Sprache für die interdisziplinäre Kommunikation zwischen den Beteiligten und verbessert das gemeinsame Verständnis für die Anforderungen, die Konstruktion und das Verhalten Ihres Systems.

Mehr Effizienz

Analysieren und optimieren Sie das Verhalten und die Leistung Ihres Produkts bereits vor dessen Bau. Mit virtuellen Modellen können Ingenieure verschiedene Szenarien simulieren und unterschiedliche Designoptionen testen, ohne dass die mit dem Bau und Testen physischer Prototypen verbundenen Kosten anfallen.

Bessere Entscheidungsgrundlagen

Durch die Modellierung des Verhaltens und der Leistung des Systems können Ingenieure die Auswirkungen von Designentscheidungen auf das System besser beurteilen. Auf der Grundlage dieser Informationen können Entscheidungen getroffen werden, die den gesamten Lebenszyklus des Systems berücksichtigen und nicht nur einzelne Komponenten oder Subsysteme.

Identifizierung von Problemen

Durch die Modellierung des Systems und seiner Wechselwirkungen können potenzielle Probleme bereits zu einem früheren Zeitpunkt im Entwicklungszyklus erkannt werden, was das Risiko kostspieliger Fehler und späterer Nacharbeiten verringert.

Wie funktioniert modellbasiertes Systems Engineering?

MBSE ist eine Methodik für die Systementwicklung, bei der Modelle zur Beherrschung der Systemkomplexität eingesetzt werden. Damit lassen sich verschiedene Aspekte eines Systems auf strukturierte Weise darstellen. Durch die Trennung von logischen und physischen Aspekten des Modells hilft MBSE dabei, die Komplexität eines Systems besser in den Griff zu bekommen. Auf diese Weise können die Benutzer sehen, wie sich Konzepte und Komponenten der obersten Ebene in Funktionen der unteren Ebene aufgliedern. Auch Systemanalysen, eine Abhängigkeitsmatrix, Simulationen und Systemansichten für alle Beteiligten lassen sich so erstellen. Wird eine Änderung an einem Teil des Modells vorgenommen, lassen sich die Auswirkungen auf andere Teile leicht feststellen. Es gibt vier Quadranten im MBSE, jeder mit einem bestimmten Schwerpunkt.

Operative Logik

Der erste Quadrant steht für die operative Logik. Er repräsentiert die Perspektive der Benutzer, Bediener und Geschäftstätigen. Er beschreibt betriebliche Abläufe, Ziele, die Organisationsstruktur, Anwendungsfälle und Informationsflüsse. Er umfasst sowohl den aktuellen ("die Welt, wie sie ist") als auch den zukünftigen Zustand des Systems. Dieser Quadrant sorgt dafür, dass das System den Anforderungen der Benutzer entspricht.

Systemlogik

Der zweite Quadrant ist die Systemlogik. Sie stellt die Lösung für das in der operativen Logik formulierte Problem dar. Sie beschreibt das Verhalten des Systems, seine Struktur, die Datenflüsse zwischen den Komponenten und die Zuordnung der Funktionen. Sie beinhaltet Alternativen und deren Analyse. Mit Hilfe dieses Quadranten wird sichergestellt, dass das System seine Ziele erreicht.

Physikalische Prozesse

Der dritte Quadrant ist der Bereich Physikalische Prozesse. Er stellt die physikalischen Operationen dar, die das System ausführen wird. Er beschreibt, wie das System mit der Umgebung interagiert, z. B. mit Sensoren, Aktuatoren und Kontrollsystemen. Dieser Quadrant dient dazu, sicherzustellen, dass das System seine vorgesehenen Funktionen erfüllt.

Physisches System

Der vierte Quadrant ist das physische System. Es umfasst die technischen Komponenten des Systems, wie Hardware, Software und Schnittstellen. Er zeigt, wie das System in der Praxis genutzt werden soll. Dieser Quadrant hilft dabei, dass das System implementiert und gepflegt werden kann.

Operative Logik

Der erste Quadrant steht für die operative Logik. Er repräsentiert die Perspektive der Benutzer, Bediener und Geschäftstätigen. Er beschreibt betriebliche Abläufe, Ziele, die Organisationsstruktur, Anwendungsfälle und Informationsflüsse. Er umfasst sowohl den aktuellen ("die Welt, wie sie ist") als auch den zukünftigen Zustand des Systems. Dieser Quadrant sorgt dafür, dass das System den Anforderungen der Benutzer entspricht.

Systemlogik

Der zweite Quadrant ist die Systemlogik. Sie stellt die Lösung für das in der operativen Logik formulierte Problem dar. Sie beschreibt das Verhalten des Systems, seine Struktur, die Datenflüsse zwischen den Komponenten und die Zuordnung der Funktionen. Sie beinhaltet Alternativen und deren Analyse. Mit Hilfe dieses Quadranten wird sichergestellt, dass das System seine Ziele erreicht.

Physikalische Prozesse

Der dritte Quadrant ist der Bereich Physikalische Prozesse. Er stellt die physikalischen Operationen dar, die das System ausführen wird. Er beschreibt, wie das System mit der Umgebung interagiert, z. B. mit Sensoren, Aktuatoren und Kontrollsystemen. Dieser Quadrant dient dazu, sicherzustellen, dass das System seine vorgesehenen Funktionen erfüllt.

Physisches System

Der vierte Quadrant ist das physische System. Es umfasst die technischen Komponenten des Systems, wie Hardware, Software und Schnittstellen. Er zeigt, wie das System in der Praxis genutzt werden soll. Dieser Quadrant hilft dabei, dass das System implementiert und gepflegt werden kann.

 

Abbildung 1: Modellierungsansatz – Die vier Quadranten des MBSE-Models

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Wie kann man MBSE am besten implementieren?

Dr. Mark Blackburn beschreibt die grundlegenden Konzepte, die für alle Arten der Modellierung gelten, gibt Empfehlungen für bewährte Verfahren und fasst einige Tipps für den Einstieg zusammen!

Wie können wir Sie bei Ihrer Systems Engineering Strategie unterstützen?

MBSE ist ein multidisziplinäres und vielschichtiges Konzept. Es erfordert spezielle Akteure, Prozesse, Rahmenbedingungen und Informationsflüsse. Um ein erfolgreiches Modell eines komplexen Systems oder Systemverbundes zu erstellen, muss ein Unternehmen den Modellierungsprozess unterstützen. Wir helfen Ihnen, den Einstieg in MBSE zu finden und von allen kurz- und langfristigen Vorteilen der Implementierung zu profitieren.

MBSE-Beratung

MBSE ist nicht einfach nur so ein Schlagwort, sondern ein effektives Mittel zur Optimierung der Anforderungen der Beteiligten und zur Koordinierung der Aktivitäten bei der Systementwicklung. Die Zeit bis zur Markteinführung wird durch den Aufbau einer Systemarchitektur verkürzt. Dazu werden die Anforderungen der Beteiligten schnell ermittelt und das genaue Design, die Analyse und die Tests effizienter gestaltet. MBSE bietet:

  • Visuelle Einblicke in Dynamics
  • Risikominderung im Unternehmen
  • Beseitigung operativer Schwachstellen

MBSE-Lösungen

Wir bieten verschiedene MBSE-Lösungen an, die Ihnen dabei helfen können:

  • Ihre Produktentwicklungsprozesse zu verbessern – durch die Erstellung und gemeinsame Nutzung digitaler Modelle Ihrer Produkte. So können Sie Konstruktionsprobleme frühzeitig erkennen und beheben.
  • Ihre Produktentwicklungskosten zu senken, indem viele der mit der Produktentwicklung verbundenen manuellen Aufgaben automatisiert werden, was Zeit und Geld spart.
  • Ihre Produktqualität zu steigern, indem Sie die Einhaltung aller Anforderungen an Ihre Produkte gewährleisten und so die Anzahl der Fehler in Ihren Produkten reduzieren können.

MBSE-Services

Wir bieten eine Reihe von Dienstleistungen zu MBSE an, darunter:

  • Systemtechnische Beratung: Wir helfen Ihnen bei der Entwicklung eines Systems-Engineering-Plans für Ihr Projekt und bei der Auswahl der richtigen MBSE-Tools und -Technologien.
  • Softwareinstallation und -konfiguration: Wir installieren und konfigurieren die Software CATIA Magic und No Magic auf Ihren Servern und schulen Ihre Mitarbeiter in der Nutzung der Software.
  • Software-Wartung und -Support: Wir bieten dauerhafte Wartung und Support für Ihre CATIA Magic- und No Magic-Software, einschließlich Bug-Fixes und Sicherheitsupdates.

MBSE-Schulungen

Für eine erfolgreiche Arbeit mit modellbasiertem Systems Engineering (MBSE) benötigen Sie eine Methodik, eine Sprache und ein Werkzeug

  • Methodik: Die Methodik umfasst eine Reihe von Prozessen und Richtlinien, die Ihnen bei der Planung, Durchführung und Steuerung Ihres MBSE-Projekts behilflich sind.
  • Sprache: Eine Modellierungssprache ist eine Reihe von Symbolen und grafischen Zeichen, mit denen Sie Modelle Ihres Systems erstellen können.
  • Werkzeug: Ein Modellierungswerkzeug ist eine Softwareanwendung, mit der Sie Ihre Modelle erstellen, bearbeiten und verwalten können.

Unsere zertifizierten Schulungen sind für alle Nutzeranforderungen geeignet, ob für Anfänger, Fortgeschrittene oder für spezielle Anwendungsbereiche.

Was ist Model-Based Systems Engineering (MBSE)?
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