„Die Vernetzung von Systemen zu sogenannten „System of Systems“ bedeutet viel Potenzial für die Produkte. Gleichzeitig birgt die Digitalisierung enorme Chancen für die Produktentwicklung. Wir sind aber der Überzeugung, dass der Mensch im Engineering nicht verloren gehen sollte – denn dann würden Unternehmen die Potenziale der menschlichen Schaffenskraft nicht mehr nutzen können“, sagt Fabian Wyrwich, Gruppenleiter Systems Lifecycle Management am Fraunhofer IEM.

Grundlage für das Konsortium des Projektes MoSyS (Menschorientierte Gestaltung komplexer System of Systems) war der ganzheitliche und interdisziplinäre Entwicklungsansatz Systems Engineering. „SE bietet bereits viele Ansätze für die menschorientierte Produktentwicklung. Wir haben hier angesetzt und uns bei der Weiterentwicklung des SE nicht nur auf technologische, sondern auch auf soziologische Ansätze fokussiert“, so Wyrwich. Die besondere Menschorientierung in den drei Teilbereichen Agilität, modellbasiertes Architekturmanagement und Digital Engineering schlug dabei eine Brücke zwischen technischen Innovationen und den sozialen Aspekten.

Mit Agilität zu neuen Kollaborationsformen

Im Bereich Agilität stellten die Wissenschaftler:innen den Menschen und seine Arbeitsweise in den Vordergrund. Die zentralen Ergebnisse sind ein Kollaborationsmodell, ein Agilitätskompass und ein Leitfaden zur Einführung eines agilen System-of-Systems-Engineering . Das Kollaborationsmodell, definiert Anforderungen, Rollen, Aufgaben und Kompetenzen und geht Hand in Hand mit KI-basierten Unterstützungsmöglichkeiten und einem Leitfaden für eine wirkungsvolle Anwendung. Parallel dazu bietet der Kompass Agilität einen umfassenden Blick auf den aktuellen Agilitätsstatus in Engineering-Abteilungen, basierend auf den Erfahrungen von über 1500 Mitarbeiter:innen. Um ein agiles System-of-Systems-Engineering einzuführen, liegen praxisnahe Leitfäden und eine Methodendatenbank vor.

Modell- und musterbasierte Engineeringmethoden

Im Bereich modellbasiertes Architekturmanagement schufen die Wissenschaftler:innen wichtige Grundlagen für die Entwicklung intelligenter und vernetzter Systeme. Die erarbeitete Referenzarchitektur und das zugehörige Meta-Modell werden in konkreten Anwendungsfällen aus den Bereichen Produktion, Smart Farming und Mobilität greifbar. Ergänzend dazu entstand ein systematisches Vorgehensmodell für die Kommunikation und Handhabung sämtlicher Änderungsfälle im Engineering. Eine Erleichterung in den Engineeringprozessen bietet auch das Rahmenwerk für ein musterbasiertes Architekturmanagement. Dieses enthält ebenfalls Vorgehensmodelle aber auch Lösungsmusterkataloge, die oft wiederkehrende Problemstellungen aus den Bereichen Smart Products, Produktion und Verifikation und Validierung dokumentieren und deren Lösungen wiederverwendbar aufbereiten.

Zukunftstechnologien für ein wettbewerbsfähiges Engineering

Im Digital Engineering fokussierten die Wissenschaftler:innen die neusten Technologien rund um KI und den digitalen Zwilling. Forschungen zur Schnittstelle Mensch und KI sowie zum Einsatz von menschorientierter KI-Unterstützung geben Einblicke in die Akzeptanz von KI durch Mitarbeitende. Auf Basis der Ergebnisse entwickelte das Konsortium den Anwendungsfall eines KI gestützten Gleichteilemanagements. Im Bereich des digitalen Zwillings bietet ein praxisorientierter Leitfaden eine Hilfestellung zur Einführung und Umsetzung dieser Zukunftstechnologie im eigenen Unternehmenskontext.

Engineering nah am Menschen: Los geht’s!

Die Ergebnisse des Projektes MoSyS können nun von weiteren Anwendungsunternehmen als konkrete Werkzeuge genutzt werden, um ihre Prozesse zu optimieren und eine erfolgreiche Produktentwicklung zu gestalten. Hilfreich dafür ist auch die Abbildung eines modellhaften Systems-Engineering-Unternehmens: Hier wird demonstriert, welche IT-Strukturen, Datenmodelle und Informationsflüsse innerhalb eines SE-geprägten Unternehmens bestehen und wie sie zu managen sind.

Zum Projekt MoSyS

MoSyS (Menschorientierte Gestaltung komplexer System of Systems) ist eines von insgesamt 10 Verbundprojekten der Engineering-Initiative „Advanced Systems Engineering“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung. Neben dem Fraunhofer IEM wurden KOSTAL Automobil Elektrik, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Benteler, Bosch, das Karlsruher Institut für Technologie, Lenze, tech-solute, Miele, TRUMPF Werkzeugmaschinen, :em engineering methods, die IG Metall, Philips, Renumics, Claas, HARTING Applied Technologies und Two Pillars für dreieinhalb Jahre gefördert.