Die technologischen und organisatorischen Herausforderungen bei der Entwicklung mechatronischer Systeme haben zu einem wachsenden Interesse am Model-Based Systems Engineering (MBSE) geführt. Unternehmen erhoffen sich durch diese ganzheitliche Herangehensweise eine signifikante Leistungssteigerung ihrer Produkt- und Produktionssystem-Entwicklungsprozesse. Dabei wird allerdings übersehen, dass MBSE noch in den Kinderschuhen steckt und viel Forschungsarbeit zur Industrialisierung dieses Paradigmas notwendig ist. Insbesondere ist unklar, welche Anwender MBSE wie, wann und für welche Aufgabenstellungen sinnvoll einsetzen können.

Vor diesem Hintergrund wird ein »Rahmenwerk zur Integration des MBSE in die Produktentstehung mechatronischer Systeme« erarbeitet. Es unterstützt die strukturierte Planung und Nutzung des Systemmodells für spezifische Aufgaben der Produktentstehung. Grundlage bildet eine Beschreibung des Paradigmas MBSE. Hieran schließt sich ein Vorgehensmodell an, das ein MBSE-Projekt in vier Hauptaufgabenbereiche unterteilt: Modellplanung, Modellierung, Methodenkopplung und Anwendung. Die Modellplanung dient der Definition und Analyse des Modellierungszwecks. Zentral ist die Konzipierung des Systemmodells für den geplanten Zweck, d.h. die Definition der notwendigen Systemmodellinhalte und der notwendigen Modellierungsschritte. Die Bereiche Modellierung und Methodenkopplung leiten die weitere Modellierung und Umsetzung des Zwecks an; im Bereich Anwendung geht es um die nachhaltige Verankerung des MBSE im Unternehmen.

Die Modellplanung ist dabei essentiell für den Projekterfolg, wird im MBSE jedoch weitgehend vernachlässigt. Aus diesem Grund adaptiert das Rahmenwerk etablierte Ansätze wie z.B. Six Sigma mit seiner ausführlichen Analysephase und überträgt sie auf das MBSE. Gleichzeitig ergibt sich ein Baukasten mit Vorgehensweisen, Methoden und Hilfsmittel für den erfolgreichen Einsatz von MBSE. Das Rahmenwerk wird anhand des Projektbeispiels »FlyPort – Kaffeemaschine« der Gesellschaft für Systems Engineering e.V. für drei typische Methoden der Produktentstehung angewendet: eine Stakeholderanalyse, eine Risikoanalyse und eine Komplexitätsanalyse.

Die Arbeit wird in Kürze in der Verlagsschriftenreihe des Heinz Nixdorf Instituts veröffentlicht.

Wir gratulieren herzlichst.