Was ist Systems Engineering?

Der International Council on Systems Engineering (INCOSE) definiert Systems Engineering als einen „transdisziplinären und integrativen Ansatz, um die erfolgreiche Realisierung, Nutzung und Stilllegung von entwickelten Systemen zu ermöglichen, indem Systemprinzipien und -konzepte sowie wissenschaftliche, technologische und Managementmethoden verwendet werden.”

Moderne Produkte sind komplexe Systeme, und es wird zunehmend schwieriger für Ingenieure und andere Stakeholder mit unterschiedlichen Fachkenntnissen, Konstruktionsdetails im Kontext eines einheitlich verstandenen Konstruktionszwecks während des gesamten Produktlebenszyklus zu erstellen, zu kommunizieren und zusammenzuarbeiten. Systemingenieure (SEs) sind die Praktiker des Systems Engineering. Durch die Verwendung von Prinzipien des systemischen Denkens erfassen SEs den Konstruktionszweck in einem Systemmodell, das zu einem verbindenden Element zwischen den detaillierten Implementierungen der verschiedenen Teile dieser komplexen Systeme wird. Oftmals werden diese Systemmodelle zu einer Sammlung von Systemmodellen, die als System-of-Systems bezeichnet werden.

Systemmodelle ermöglichen es allen Geschäftsbereichen und deren Lieferketten, ein gemeinsames Verständnis des Konstruktionszwecks zu bewahren. Einige der wichtigsten Vorteile sind:

• Besseres Verständnis der Anforderungen, da sie als Verhaltensmodelle anstatt als Text dargestellt werden
• Verbesserte Zusammenarbeit zwischen den Teams, da Systemmodelle den Teams ermöglichen, mit grafischen und interaktiven Darstellungen komplexer Architekturen und logischer/funktionaler Aufschlüsselungen zu interagieren
• Besseres Verständnis von Ursache und Wirkung, da ein zentrales Modell es erleichtert, zu erkennen, wie Änderungen an Systemkomponenten oder externen Faktoren das gesamte System beeinflussen
• Verbesserte Qualität und Genauigkeit, da Teams Konflikte schneller identifizieren und lösen können, indem die Entscheidungen über einen PLM-gemanagten digitalen Faden nachvollzogen werden können
• Beseitigung von Systems Engineering-Silos, da SEs bei jedem Schritt des Lebenszyklus des Systems interaktiv mit dem Rest des Teams zusammenarbeiten
• Beschleunigte Innovationsrate, da Organisationen mit innovativen Ideen experimentieren und SEs Systemmodelle nutzen können, um mit den Teams verschiedene Möglichkeiten der Umsetzung zu erproben und zu kollaborieren

Systemisches Denken

Systemisches Denken ist eine Denkweise, die eine ganzheitliche Sicht auf alle Systeme betont. Es ist kein Werkzeug.

Systemisches Denken berücksichtigt nicht nur das Verhalten der einzelnen Systemkomponenten (Subsysteme), sondern auch das Verhalten, das aus den Interaktionen der Komponenten mit den anderen Elementen und der Umgebung des Systems (System of Systems) resultiert. Systemisches Denken versucht, das Verhalten an den Grenzen der Teile zu verstehen und wie eine Änderung in einem Teil andere Teile beeinflusst. Systemisches Denken steht im direkten Gegensatz zum Reduktionismus (teilen und herrschen), da der Reduktionismus davon ausgeht, dass man das Verhalten eines Teils verstehen kann, indem man sich jeweils nur auf einen Teil des Systems konzentriert.

Systemmodelle

Während die Werkzeuge, Methoden und das systemische Denken, die in der Organisationskultur verankert sind, für das Systems Engineering von entscheidender Bedeutung sind, ist die Zugänglichkeit der Systemmodelle in jeder Phase des Produktlebenszyklus grundlegend. Dies liegt daran, dass der wahre Wert eines Systemmodells nur dann realisiert werden kann, wenn der Rest der Organisation und die gesamte Lieferkette diese Modelle in ihrer Arbeit nutzen können. Systemmodelle definieren keine detaillierten Konstruktionen mechanischer, elektronischer, elektrischer oder Software-Implementierungen; sie definieren das Verhalten von Systemen und Subsystemen in einer abstrahierten Darstellung der Zielarchitektur, einschließlich logischer und funktionaler Aufschlüsselung.

In vielen Organisationen werden Systemmodelle auch verwendet, um verschiedene Geschäfts- und Organisationsprozesse zu erfassen, um ein einheitliches Verständnis zu gewährleisten und mit ihnen zu experimentieren.

Systems Engineering und Produktlebenszyklusmanagement

Traditionell waren Systems Engineering-Aktivitäten und Systemmodelle nicht in Produktlebenszyklusmanagement (PLM)-Plattformen integriert. Infolgedessen war die Phase der Erfassung der Anforderungen der Stakeholder in Form eines Verhaltenssystemmodells (eine hochgradige Abstraktion des zukünftigen Produkts) ein Daten- und Expertise-Silo ohne Verbindung zum PLM-Produktlebenszyklusmanagement der detaillierten Produktimplementierung. Dies war eine bedeutende Lücke im Produktentwicklungsprozess, da PLM eine Plattform zur Verwaltung detaillierter Produktkonstruktionsdaten und Lebenszyklusphasen, einschließlich des Übergangs vom Engineering-Stücklisten (eBOM) zur Fertigungsstückliste (mBOM), ist.

Wenn eine Organisation die von SE generierten Systemmodellstrukturen als Teil der PLM-Umgebung verwalten kann, kann sie innovativere Produkte und Systeme schneller entwickeln. Dies liegt daran, dass dies eine kontinuierliche Interaktion zwischen SEs und allen anderen Ingenieurbereichen in jeder Phase des Produktlebenszyklus ermöglicht. Wenn die Nutzer des Systems Engineering und PLM „die gleiche Sprache sprechen“, können sie Zeit und Ressourcen weiser nutzen.

Wie Aras Systems Engineering und PLM vereint

Aras Innovator, unsere Produktlebenszyklusmanagement-Plattform, bietet einen zentralen und verbundenen „Ort“, an dem SEs mit allen anderen Ingenieurteams zusammenarbeiten können. Es verwaltet multidisziplinäre Systemmodelle in einem einheitlichen digitalen Faden, der die Rückverfolgbarkeit zwischen Anforderungen, Modellen, Simulationen, Kollaborationsartefakten, physischen Stücklisten und Produktfeedback während des gesamten Produktlebenszyklus herstellt und aufrechterhält. Diese vollständige Rückverfolgbarkeit des Produktlebenszyklus folgt einem Produkt und seinen digitalen Assets vom Konzept über die Konstruktion, Fertigung, Qualität bis hin zum Service.

Da all diese Produktdaten über eine einzige Plattform zugänglich sind, können die Systems Engineering- und anderen Ingenieurteams Produkte im Laufe der Zeit besser iterieren und verbessern, ohne die Arbeit der anderen zu wiederholen oder kleine Details unbeachtet zu lassen. Wenn ein Teil eines Produkts basierend auf Kundenfeedback, neuen Vorschriften usw. geändert werden muss, können die Auswirkungen dieser Änderung leicht im gesamten System gesehen werden.