Optimierte Entwicklungsprozesse dank passendem Systemengineering

Komplexität abbilden und beherrschen

Man spricht bereits seit den 50er Jahren des vergangenen Jahrhunderts nicht mehr nur von einem System, sondern von ganz verschiedenen Subsystemen. Diese Subsysteme sind miteinander und untereinander in Abhängigkeit und Interaktion und bilden in ihrer Einzelheit und wiederum in ihrer Summe das Gesamtsystem. Die verschiedenen zu beachtenden Interaktionen und Wechselwirkungen müssen in der Konzeption und Durchführung nicht nur von der IT, sondern auch vor allem vom Engineering berücksichtigt werden. In diesem Kontext sollten eine Reihe von Gegebenheiten berücksichtigt werden. Das Engineering bietet hierzu, neben einer besonderen Engineering Software einige Engineering Methoden an. Sie bilden die Komplexität in diesem Bereich ab und organisieren die komplikationsfreie prozessuale Stabilität.

Umfangreiche Kontrolle dank Systemengineering

Unter Systemengineering versteht man den interdisziplinären Ansatz, der das Ziel verfolgt Systeme erfolgreich in der Praxis zu realisieren. Es konzentriert sich auf die Dokumentation und Definition von unterschiedlichen Systemanforderungen in den früheren Phasen der Entwicklung. Danach erfolgen die Konstruktion eines adäquaten Systemdesigns sowie die Kontrolle des ganzheitlichen Systems. Darüber hinaus wird überprüft, ob die anvisierten Anforderungen auch unter Beachtung des Gesamtproblems abgehandelt werden.

Hierunter versteht man folgende Parameter:

• Betrieb
• Zeit
• Test
• Erstellung
• Kosten & Planung
• Training & Support
• Entsorgung

Im gesamtheitlichen Ansatz werden alle Disziplinen sowie strukturierten Entwicklungsprozesse und auch die Betriebs- sowie Produktionskonzepte integriert. Hierbei werden insbesondere die wirtschaftlichen und die technischen Parameter betrachtet, die genutzt werden müssen, um die Systementwicklung vorzunehmen, die den Benutzerbedürfnissen am ehesten entsprechen. Das Systemengineering gibt es seit mehr als 50 Jahren, als eine eigenständige Disziplin. Zunächst wurde das Systemengineering vor allem für Projekte verwandt, die als Großprojekte gelten. Mittlerweile finden die Projektdurchdringung sowie die Projektanwendung in einem ganzheitlichen Projektgeschäft statt. Die Einbettung und die Vernetzung von Systemen erfordert jedoch eine ganzheitliche Vorgehensweise im Ablauf. Denn alle partizipierten Disziplinen, wie Softwarelösungen oder auch Hardwareoptionen, müssen in einem gemeinsamen Systemverständnis miteinander agieren können.

Historie des Systemengineerings

Schon vor mehr als 5.000 Jahren entwickelten Menschen Systeme und arbeiteten damit. Zur damaligen Zeit haben die Ägypter ihre berühmten Pyramiden erbaut. Den Fachbegriff Systemengineering verwandte damals noch niemand. Wenn man sich das 20. Jahrhundert ansieht wird die Begrifflichkeit des Systemengineerings schon deutlicher. Denn ab diesem Zeitpunkt wird das Systemengineering mit folgenden Bereichen in Verbindung gebracht: Autos, Flugzeuge und Maschinen.

Damals hatte die Ingenieursriege jedoch noch keine Einblicke in diese Disziplin. Ein Chefingenieur konnte zwar das Gesamtsystem überblicken, jedoch keine autonom entwickelten Teildisziplinen im Einzelnen beeinflussen. Die Schnittstellen zwischen den Teildisziplinen waren jedoch einfach gehalten und konnten keine fundamental großen Probleme verursachen. Ende der 50er Jahre des 20. Jahrhunderts entwickelte sich dann die autarke Disziplin vom System Engineering heraus. Denn die implementierten Projekte erlangten eine enorme Komplexität. Unterschiedliche Branchen wurden wesentlich komplexer und die einzelnen Teilprojekte mussten untereinander dringend abgestimmt werden, damit das Gesamtprojekt in Summe bestmöglich ausstaffiert werden konnte. Dieser hieraus entstehende Druck, sorgte dafür, dass eine ganzheitliche Methode in der Form vom System Engineering herausgebildet wurde.

Methoden sowie Aufgaben in Kürze

• Die Definition und Planung vom Systemengineering beinhalten Fortschrittsbewertungen im Rahmen einer Berichterstattung an das übergeordnete Projektmanagement.
• Hierbei gehören die Anforderungsdefinition, die Anforderungsanalysen sowie das Anforderungsmanagement, die die Systementwicklungsgrundlagen bilden, dazu.
• Systementwicklung der Systemdesignoptimierung
• Durchführung der Systemdokumentation in der Form von Zeichnungen, Handbüchern sowie Funktionsbeschreibungen
• Die Sicherstellung von Konfigurationskontrollen, denn es treten hierbei oftmals Entwicklungsveränderungen auf, die im ganzheitlichen Prozess in allen Dokumenten eingepflegt und nachvollziehbar sein müssen.
• Optimale Systemeinbindung und Systemintegration in das gesamte System
• Sicherstellung der Anforderungserfüllung durch nachhaltige Systemvalidationen sowie Systemverifikationen
• Ein optimales Risikomanagement, setzt einen periodischen Soll-/ Ist-Vergleich der festgelegten kritischen Parameter voraus, die den Projekterfolg sicherstellen sollen.
• Nachhaltige Produkt- und Qualitätssicherung in der Form von Fehleranalysen etc.
• Sicherstellung einer nachhaltigen Entwicklung des Systems

Verbindende Bereiche zum Systemengineering

Auch für Laien ist es offensichtlich, dass die Ingenieurswissenschaft mit zahlreichen weiteren Kategorien eng in Berührung kommt. Die Teilbereiche stehen grundsätzlich in einem engen Verhältnis zum System Engineering. Dadurch, dass die Systeme immer komplexer werden und parallel zunehmend Überschneidungen zwischen den Systemkomponenten existieren, wird das Systemengineering immer relevanter und auch umfangreicher.

Die Softwareentwicklung

Die Errungenschaften um die Softwareentwicklung führten in den vergangenen Jahren dazu, dass das Systemengineering fundamental weiterentwickelt wurde. Techniken, die in diesem Kontext entwickelt wurden, sorgten dafür, dass die komplexen Systeme das ganzheitliche System vereinfachen. Hierzu gibt es zahlreiche Tools, Software sowie objektorientierte Analysen.

Die Sicherheitstechniken

Eine umfangreiche Sicherheitstechnik, verhilft Menschen komplexe Ereignisse abzusichern, um weitere Schäden systemseitig zu vermindern. Die Sicherheitstechniken dienen dazu geplant mit allen relevanten Fehlern umzugehen. Nach aktuellen Entwicklungsstandards sind Risikokategorien und auch Modelle für einzelne Sicherheitsebenen bzw. Sicherheitsanforderungsstufen definiert. Es werden hieraus Entwicklungsanforderungen und auch Qualitätssicherungen abgeleitet.

Zusätzlich kann man eine Fehlerbaumanalyse anwenden. Man kann sie auf die entsprechende Software fortsetzen. Das System ist hoch komplex und stellt ein relevantes Ziel in der Systementwicklung dar.

Das Reliability Engineering

Unter dem Reliability Engineering versteht man die klassische Ausfallsicherheitsentwicklung. Sie ist eine spezielle Disziplin, um sicherzustellen, dass es eine Fehlerfreiheit im Rahmen der Nutzung gibt und auch die Nutzungserwartungen erfüllt werden. Das System wird detailliert mit seiner entsprechenden Hard- und auch Software verwendet. In seiner Handhabung ist es sehr stark mit der Logistik und auch mit der Wartbarkeit gekoppelt. Das Reliability Engineering vertraut vollkommen auf Statistiken, Betriebssicherheitstheorie und auch Wahrscheinlichkeitstheorien.

Das Schnittstellendesign

Das bekannte Schnittstellendesign verbindet hiermit Teile des Systems. Es werden in diesem Rahmen Kommunikationsprotokolle festgelegt. Somit werden Systeme und Subsysteme in ihrer gemeinsamen Interaktion auch sichergestellt. Beispielhaft hierbei sei erwähnt, dass Signale, die das System verlassen, sich grundsätzlich im Rahmen einer gewissen Toleranz befinden. Man spricht in diesem Kontext von einer Signaltoleranz. Das System soll so ausreichend stabil gehalten werden. Alle Systeme stellen in Summe ein Subsystem dar. Ein Pumpenhersteller sollte sich beispielsweise Gedanke darüber machen, wie die Pumpen genau eingesetzt werden. Die Schnittstellen müssen zumindest dementsprechend gestaltet sein. Es gilt, dass jedes System ein Subsystem ist.

Kognitives Systemengineering

Das kognitive Systemengineering versteht den Menschen als Systemteil. Das Systemengineering hängt hierbei mit den Erfahrungen zusammen, die im Laufe der Jahrzehnte in den Teilbereichsanwendungen des Systemengineerings und auch der Kognitiven Psychologie angewandt werden. Das kognitive Systemengineering fokussiert sich recht intensiv auf die Interaktionserforschung im Verhältnis zwischen Umwelt und Menschen.

Das kognitive System arbeitet hierbei zielgerichtet auf folgenden Punkten:

• Unterschiedliche Probleme, die durch Umweltfaktoren auftreten
• Vermittlernotwendigkeit von Mensch und Software
• Interaktion der unterschiedlichen Systeme sowie Technologien, um die entsprechenden Situationen beeinflussen zu können

Das Risikomanagement

Als Hilfsmittel gilt das Risikomanagement im Systemengineering. Hierdurch werden potentielle Entwicklungsgefahren abschätzbar. Die Systementwicklung soll somit erfolgreich durchgeführt werden. Grundsätzlich soll hierbei verhindert und vermieden werden, dass durch den Absturz eines Subsystems das gesamte System abstürzt und nicht mehr genutzt werden kann.

Engineering Framework

Ein besonders innovatives Engineering beinhaltet als Framework systematisch alle relevanten Disziplinen der Automatisierungsaufgaben. Dieser Komplex umfasst die Antriebsauslegung bis hin zur Parametrierung, die Steuerungsprogrammierung sowie die Feldbusparametrierung, die bis zur Visualisierung reicht. Dieses vollzieht sich über den kompletten Lebenszyklus. Es beinhaltet die Erstinbetriebnahme sowie die Planung und vor allem die Instandhaltung.

Trotz einer zunehmenden Maschinenkomplexität gestaltet sich das Engineering zunehmend effizienter. Der Aufwand hierbei wird parallel systematisch reduziert. Hierbei sorgen vordefinierte Schnittstellen, optionale Erweiterungen sowie modularer Maschinenarchitekturen für nachhaltig eingesetzte Automatisierungslösungen. Das Engineering Framework wird für alle Automatisierungsaufgaben angewandt. Es ermöglicht effizientere Prozesse, schnellere Anlagenproduktionen, optimierte Produktqualitäten, sinkende Fehlerwahrscheinlichkeiten sowie eine gesteigerte Produktivität.

Vorteile auf einen Blick

Effektivität sowie Ersparnis durch spezielle Engineering Software Lösungen:

• Schnelle Erstellung sowie Pflege des Kennzahlen-Systems
• Nutzung einer firmenweiten, einheitlichen Kennzahlendefinition
• Leichte Datenerfassung
• Erfassung in automatisierter Form
• Simple Datenvisualisierung
• Nutzung sowie Analyse von Zeitintervallen

Reports aufgrund unterschiedlicher Fragestellungen:

• Risiko-Monitoring
• Maßnahmen
• FMEA - Stand der Analyse
• Datenstatistik

Transparenz sowie Kontrolle:

• Projektstatusvisualisierung
• Effiziente Identifizierung von Veränderungen sowie Ausreißern
• Leichte Erkennung von Negativtrends
• Transparenz der Daten sowie Risiken
• Unkomplizierte Bedienung sowie Bereitstellung
• Bessere Information sowie schnellere Reaktion

Benutzerorientierte Engineering Software

Um eine effiziente Organisation der Komplexität der verschiedenen Subsysteme im Einzelnen zu bewerkstelligen und die unterschiedlichen Interaktionen in den Unternehmen selbst erfolgreich zu garantieren, muss das System Engineering funktional vom Engineering angewandt werden.

Hierzu stiften spezialisierte Unternehmen hohe Mehrwerte. Die Unternehmen bieten Engineering Methoden sowie Engineering Software Lösungen an. Zu den am Markt befindlichen Engineering Software Optionen bietet das Unternehmen Plato eine Reihe von Möglichkeiten. Die Engineering Software Module warten in diesem Kontext mit speziellen Themen auf, die einzeln auf die entsprechenden Unternehmensproblematiken abgestimmt sind.