Develop³ Systems Engineering 01.2016

METHODEN
FORSCHUNG
Bild: IPEK
Generisch
Baukasten
Deduktion
Deduktion
Domäne
Deduktiv:
Ausleitung
der Konzepte
System
Induktion
Induktion
Induktiv: Meta n -
Produktmodelle
Beschreibung
des Baukastens
Sprache
Systemspezifische
Sprache
Domänenbezogene
Sprache
Konzept
Deduktion
Induktion
1
2
3
generische
Referenz-
Modelle
4
Domänenbezogene
Referenz-
Modelle
Produktmodelle
Referenz-
Produktmodelle
Induktion
5
6
Gesamtheit
aller Modelle
Domänenbezogene
Gesamtheit der
Produktmodelle
Induktion
Gesamtheit
der Produkte
7 Modellbasierte Unterstützung
der Serienentwicklung von Fahrzeugsystemen
In einem weiteren Projekt mit einem Automobilhersteller wird der
Einsatz von SysML-Modellen in der Serienentwicklung von Fahrzeugsystemen
am Beispiel von Triebstrang-Komponenten auf Praxistauglichkeit
untersucht [Al15b]. Diese SysML-Modelle ergänzen
die bereits zum Einsatz kommenden Produktmodelle (u.a. CAD-System,
Anforderungsmanagement-Tools) und beinhalten die funktionale
Architektur sowie den Funktions-Gestalt-Zusammenhang des
zu entwickelnden Systems. Zur Modellierung wurde die Modellierungstechnik
von Zingel [ZI12] eingesetzt. Durch die SysML-Produkt-
Modelle (vgl. Abb. 1) soll zum einen das Systemverständnis aller
Mitglieder des Entwicklerteams gesteigert werden, da mithilfe der
funktionalen Architektur komplexe Wirk-Zusammenhänge leichter
erkannt werden können. Zum anderen kann relevantes Wissen, das
in der Entwicklung vorangegangener Produktgenerationen zu Lösungsprinzipien
und Gestaltmodellierung angefallen ist, in Referenz-
Produkt-Modellen (vgl. Abb. 1) gespeichert werden. So gelingt es,
einen modellbasierten Wissensmanagement-Ansatz im Unternehmen
einzuführen, der Informationen wie Best Practices den Entwicklern
an einem zentralen Speicherort zur Verfügung stellt. Diese
Referenz-Produkt-Modelle können als Ausgangsbasis für Produkt-
Modelle künftiger Produktgenerationen dienen, wodurch der Wissenstransfer
von Produktgeneration zu Produktgeneration automa-
Deduktion Produktmodell Deduktion
Referenz-
Produktmodelle Referenzmodell Produktmodelle Reale Produkte
Domänenbezogene
Gesamtheit
der Produkte
Reale
Produkte
Abbildung 2:
Wechselwirkungen
zwischen
Baukastenentwicklung
und
Produktentwicklung
(links); Modell
von Baukasten
und Produkt
(rechts) [Al15b]
6 Unterstützung der frühen Phase
der Baukastenentwicklung
Die Baukastenentwicklung wird mit dem Ziel eingesetzt, dem Kunden
eine große Produktvielfalt anzubieten, diese aber auf Basis weniger
Module zu schaffen. Dies senkt die Produktkosten durch Skaleneffekte
in der Produktion. Gleichzeitig führt es jedoch zu zusätzlichen
Herausforderungen in der Produktentwicklung. Ein Beispiel
hierfür ist, dass die Produkte häufig zu unterschiedlichen Zeitpunkten
auf dem Markt eingeführt werden. Dies führt dazu, dass Anfor-
5 Modellbasierte Entwicklung
derungen der unterschiedlichen Produkte an die Module in einer früheren
und damit unsichereren Phase betrachtet werden müssen
von Systems-of-Systems
Punkt
Im Rahmen eines kooperativen Forschungsprojektes Instanziierung des IPEK wird (formale Spezifikation) [ABS14]. Deshalb ist es zielführend, sowohl die Baukastenentwicklung
als auch die Entwicklung der Produkte parallel voranzutreiben
der Einsatz von modellbasierten Methoden in der Entwicklung von
Systems-of-Systems (SoS) bei einem Automobilhersteller im Kontext
des vernetzten Fahrzeugs (engl. „Connected Car“) untersucht. es notwendig in einem Modell sowohl den Baukasten als Domäne
(vgl Abb. 2, links). Um diese konsistent modellieren zu können, ist
Bei 1 einem 10.12.2013 SoS interagiert eine Vielzahl von heterogenen Einzelsystemen
(z.B. Fahrzeug, Smartphone u.v.m.), welche zu einem Ge-
werden, dass beide auf einem ähnlichen am Karlsruher Institut für Technologie Referenz-Systemmodell
als auch das Produkt zu modellieren. Dies kann dadurch unterstützt
Institut für Produktentwicklung
samtverbund integriert werden. Diese Einzelsysteme operieren unabhängig,
haben eigenständige Ziele und werden von unterschiedlilung
von Fahrzeugen in einem Projekt mit einem Automobilherstel-
basieren. Dieses Vorgehen wurde anhand der Baukastenentwick-
10.12.2013 chen, interdisziplinären Parteien entwickelt. Dadurch können Inkonsistenzen
oder Konflikte zwischen den Zielsystemen der Einzelsys-
Baukasten als auch die dazugehörigen Produkte konsistent am Karlsruher Institut für model-
Technologie
ler untersucht (vgl. Abb. 2, rechts) [Al15b]. So kann sowohl der
Institut für Produktentwicklung
teme und dem Zielsystem des System-of-Systems auftreten. Aussagen
über Auswirkungen auf den SoS-Gesamtverbund bei Ändeliert
und mit entsprechenden Sichten ausgeleitet werden.
rungen an einem Einzelsystem sind nur schwer möglich. Diesen Herausforderungen
wird in diesem Forschungsprojekt mit einer durchgängigen,
disziplinübergreifenden Systemmodellierung begegnet.
Dazu wurde ein neuer Ansatz entwickelt, der die Zielsystembildung
von Systems-of-Systems durch ein Vorgehens- und Referenzmodell
unterstützt [AKM14]. Der gesamte Entwicklungsprozess wird dabei
Top-Down durch eine Funktionszuordnung zwischen SoS- und Einzelsystem-Ebene
im SysML-Modell unterstützt. Albers und Lohmeyer
sprechen in diesem Zusammenhang von vertikaler und horizontaler
Durchgängigkeit [AL12]. Die SysML wurde dazu um neue Stereotypen
zur Modellierung von Systems-of-Systems erweitert
[AKM14].
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Individualisierung (inhaltsbezogene Spezifikation)
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