Systemengineering im Produktentwicklungsprozess
Durch die Anpassung einzelner Systeme fügt sich das gesamte Projekt zu einem Prozess, welches als Konzept über die Fertigung bis hin zum Betrieb und der späteren Wiederverwertung und sicheren Umsetzung realisiert wird. Dabei werden auch fachübergreifende Abteilungen miteinander koordiniert und mit Hilfe des Systemengineerings als einheitlicher Prozess betrachtet. Auch unterschiedliche Systeme werden so miteinander kombiniert und durch eine passende Entwicklungsumgebung miteinander verknüpft.
Hohe Qualifikation und Zertifizierungen
Das moderne Systemengineering setzt vor allem hochqualifiziertes Personal voraus, das sowohl Komplexität als auch praktische Fähigkeiten beherrscht. Neben hohen Anforderungen für ein solches Studium sorgen aus diesem Grund auch akkreditierte Zertifizierungsstellen dafür, berufsbegleitend entsprechendes Personal in seinen Fähigkeiten zu überprüfen und durch eine Zertifizierung als qualifiziert anzuerkennen. Die Gesellschaft für Systems Engineering e.V. (GfSE) agiert in Kooperation mit TÜV Rheinland als solche Zertifizierungsstelle und prüft die so wichtigen Fähigkeiten von dem Verstehen über das Anwenden bis hin zum Beherrschen der Abläufe für das Systemengineering.
Das Zertifikat wird als unabhängiger Nachweis für hervorragende Kenntnisse im Bereich des Systemengineerings anerkannt. Aus diesem Grund sind die Richtlinien dahingehend angepasst, dass mit dem Produktentwicklungsprozess auch entsprechende Sicherheitsstandards zur Realisierung eines Projektes eingehalten werden müssen. Abhängig von dem jeweiligen Projekt oder des zu erstellenden Produktes gilt es, Ausfallsituationen vorzubeugen oder das Risiko für Unfälle zu vermindern. Mit einer entsprechenden Gefahren- und Risikoanalyse wie sie auch als Teil des Systemengineerings stattfindet, werden die Systeme entsprechend angepasst und auf ihre Durchführbarkeit untersucht. Sogenannte Safety Ingenieure im Bereich der entwickelten Technologie müssen daher entsprechende Kenntnisse im Bereich der Normen wie z.B. ISO 26262 oder IEC 61508 für Produkte der Autoindustrie aufweisen, um die jeweiligen Systeme auf ihre Funktionalität und Sicherheit zu prüfen.
In der Regel ist nicht nur die Funktionalität für ein komplexes System über den Produktentwicklungsprozess entscheidend, sondern auch die Nachvollziehbarkeit der einzelnen Projektinformationen und Entwicklungsschritte. Für jeden Bereich und damit auch für jedes einzelne System werden entsprechende Sicherheitsziele definiert, die von Prüfstellen wie z.B. dem TÜV vorgegeben werden. Eine anschließende Bewertung der möglichen Gefahren anhand des Schweregrades werden durch mögliche Wahrscheinlichkeiten und der notwendigen Kontrollierbarkeit bewertet.
Komplexe Einsatzfelder
Systemengineering findet überall dort statt, wo ein Projekt in Form eines komplexen Systems betrieben werden soll. Dies kann im Bereich des Maschinenbaus, der Raum- und Luftfahrt, der Softwareprogrammierung im Finanzwesen, für moderne Automatisierungssysteme oder anderen komplexen Strukturen auftreten. Dabei handelt es sich stets um ein Zusammenspiel zwischen Hardware, Software und eine Reihe komplexer Aufgaben. Meist gibt der Kunde ein Projekt in Auftrag, das sowohl in technischer, wirtschaftlicher als auch sozialer Notwendigkeit entstehen soll und mit Hilfe des Systemengineerings in einem bestimmten Zeitraum mit einem bestimmten Budget produziert werden soll.
Der Systemingenieur kann mit dem Produktentwicklungsprozess verschiedene Hilfsmittel wie moderne Engineering Software verwenden, um diesen Prozess zu realisieren. Dabei ist der gesamte Prozess des Systemengineerings als Teamarbeit zu verstehen. Der Systemingenieur hat die Übersicht über einzelne Projekte, welche dem jeweils spezifischen Team in Form von Ingenieuren oder anderem qualifizierten Personal zur Verfügung stehen. Die Verknüpfung der einzelnen Elemente als Gesamtprojekt wird auf diese Weise realisiert.
Das Systemengineering ist ein wichtiger Prozess für Unternehmen, um die Qualitätssicherung und Kostenkalkulation eines bestimmten Projektes zu simulieren, zu prüfen und adäquat sicherzustellen. Dabei sorgt es dafür, dass der gesamte Prozess dokumentiert wird und je nach Situation alternative Lösungen ermöglicht, die zur Umsetzung des Ziels führen. In späteren Lebenszyklen eines bestimmten Systems kann sich daher die gesamte Architektur neu ausrichten. Hier kommt entsprechende Engineering Software zum Einsatz, die ein umfassendes Komplexitätsmanagement eines bestimmten Projektes schon im Vorfeld simulieren kann. Unter Zuhilfenahme solch eines Tools bietet das Systemengineering die Möglichkeit, eine sinnvolle Balance zwischen den Zielen eines Projektes zu finden und der notwendigen Qualität und Sicherheitskriterien. Daher ist zum einen die Zuverlässigkeit der funktionierenden Subsysteme genauso wichtig, wie die Zusammenführung als Gesamtzusammenhang des gesamten Systems.
Der verantwortliche System Ingenieur arbeitet mit den jeweiligen System Ingenieuren der kleineren Systeme zusammen, welche je nach Gebiet für bestimmte Bereich qualifiziert sind. Dabei ist es vor allem auch das Ziel, dass spätere Nutzer mit dem komplexen System nachvollziehbar und mit vermindertem Risiko umgehen können. Zahlreiche Bereiche der heutigen Industrie werden durch Innovation und große Projekte nur durch ein entsprechendes Systemengineering möglich. Nicht nur der Betrieb, sondern auch die laufenden Kosten sowie die Fehlerbewertung und Produktion eines bestimmten Projektes oder Produktes können nur im Vorfeld durch die qualifizierte Prüfung der Systemingenieure umgesetzt werden.
Unterschiedliche Methoden und Funktionen
Wie das eigentliche Systemengineering in den Produktentwicklungsprozess eingearbeitet wird, gestaltet sich unterschiedlich je nach Aufgabe und Projekt. In der Regel geht es darum, im Vorfeld das Projekt zu definieren und in seiner Ausführung möglichst detailliert und übersichtlich zu planen. Dabei wird der Fortschritt bewertet und über den jeweiligen Verlauf nachvollziehbar Bericht erstattet. Ersichtlich ist der Prozess in einem umfassenden Komplexitätsmanagement, welches auch mit Hilfe von Engineering Software simuliert werden kann. Darüber hinaus wird während der Durchführung eines Projektes im Vorfeld eine Anforderungsanalyse durchgeführt sowie definiert. Dies ist meist die Grundlage, um komplexe Systeme überhaupt entwickeln zu können. Darauf folgt eine entsprechende Optimierung, welche z.B. durch Modellbildung oder Simulation auch digital entwickelt wird.
Die Dokumentation einzelner Funktionen sowie die Kontrolle unterschiedlicher Konfigurationen schließt sich dem an oder kann während der Entwicklung immer wieder stattfinden. Hier kann es auch schon zu Veränderungen bis hin zur endgültigen Durchführung einer bestimmten Architektur kommen. Das Systemengineering ist vor allem eine wichtige Schnittstelle, um unterschiedliche Systeme zu integrieren und miteinander zu verbinden. Meist werden kleinere Systeme optimiert, um sich unproblematisch an nächstgrößere Systeme anbinden zu lassen. Im Produktentwicklungsprozess ist es vor allem wichtig, dass die Systeme verifiziert werden und ihre Anforderungen erfüllen.
Das dazugehöriges Management für das Risiko unter Einbeziehung wichtiger Parameter wird in unterschiedlichen Szenarien ebenfalls mit Hilfe von Engineering Software simuliert und je nach Budget auch praktisch ausprobiert. Die einzelnen Schwerpunkte der unterschiedlichen Aufgaben können je nach System immer wieder variieren und hängen von der Komplexität des jeweiligen Projektes ab. Das Systemengineering wird sowohl in der Planungsphase als auch während der Produktion und vor der Fertigstellung eines Projektes immer wieder als Maßstab zur Qualitätssicherung eines Projektes genommen. Ziel ist es, vor allem eine nachhaltige Entwicklung des entsprechenden Systems zu gewährleisten und damit das eigentliche Projekt für spätere Produktionen tauglich zu machen.
Software erleichtert Umsetzung für professionelles Systemengineering
Gerade komplexe und große technische Projekte erfordern eine genaue Voraussage, Kalkulation und Kontrolle. Genau für diesen Bereich ist entsprechende Software geeignet, um als Hilfestellung und Unterstützung verschiedenste Aufgaben und Szenarien zu simulieren. Der Vorteil liegt dabei klar auf der Hand. Eine Software ist in der Lage, komplexe Berechnungen übersichtlich darzustellen und damit voraussagen bezüglich der Umsetzbarkeit eines Projektes zu machen. Möglich ist das vor allem auch dadurch, da sich verschiedene Faktoren digital und virtuell simulieren lassen, die ein Projekt oder ein System beeinflussen.
Mit Software lassen sich verschiedene Konfigurationen vorher testen, indem sie durch virtuelle Modelle simuliert werden. Dem einher geht auch eine entsprechende Voraussage für das jeweilige Risikomanagement, welches sich auf diese Weise anpassen lässt. Gerade der Einfluss wichtiger Parameter lässt sich mithilfe der Engineering Software während der Umsetzung eines Projektes korrigieren. Gleichzeitig sorgt der Einsatz der Software dafür, dass eine möglichst nachhaltige Entwicklung des Projektes realistisch bleibt. Da sich verschiedene Abläufe eines komplexen Systems simulieren lassen, kommt es zu einer beträchtlichen Kostenersparnis durch den Ausschluss entsprechender Gefahrenquellen.
Gerade sehr komplexe Systeme im Bereich der Raumfahrt oder Luftfahrt können auf diese Weise durch Simulationen im Vorfeld konzipiert werden. Im Laufe der Zeit hat sich gerade im Bereich der Software nicht nur die projektorientierte Analyse entwickelt, sondern auch die Anwendung formaler Methoden und Programmiersprachen etabliert. Sie erlauben auf diese Weise ein möglichst realistisches Projektmanagement durch Einsatz der jeweiligen Modellierungssprache. Systems Engineering durch Simulation ist ein wichtiger Baustein, um die unterschiedlichen Methoden für entsprechende Analysen der Systeme anzuwenden. Daher können Systeme nicht nur kontrolliert, sondern auch weiterentwickelt werden. Gleichzeitig erlaubt die Engineering Software, dass sich verschiedene Prozesse auch während der Entwicklung unproblematisch zurückverfolgen lassen. So können auch Fehlentscheidungen besser eingeschätzt und für die Zukunft ausgeschlossen werden.
Der Einsatz von zuverlässiger Software bietet viele Vorteile für den gesamten Prozess des Systemengineerings. Komplexe Zusammenhänge lassen sich simulieren und im Vorfeld berechnen. Dadurch kann es zu einer realistischen Kalkulation des gesamten Projektes kommen. Auch Subsysteme lassen sich auf diese Weise unproblematisch an ein komplexes Hauptsystem anbinden. Die Software erleichtert das Systemengineering um vielfältige Prozesse und sorgt dafür, dass entsprechende Simulationen, Modellierungen oder Berechnungen auch in den Entwicklungsprozess eines Systems integriert werden. Dies schafft nicht nur Übersicht, sondern spart Kosten, Zeit und minimiert mögliche Risiken, die im Vorfeld nicht beachtet wurden.
Quellen:
de.wikipedia.org
get-in-it.de