MBSE: Die Zukunft des Systems Engineering

Mit der zunehmenden Verbreitung von Software in vielen Produkten wird die Produktentwicklung komplexer, vor allem im Bereich Software- und Systemkonstruktion. Modellbasiertes Systems Engineering (MBSE) ist eine Methodik, bei der Modelle zur Unterstützung des gesamten Lebenszyklus eines Systems verwendet werden. Es handelt sich um eine formalisierte Methodik, die verwendet wird, um die Anforderungen, die Konstruktion, die Analyse, die Verifizierung, die Validierung und die Optimierung zu unterstützen, die mit der Entwicklung komplexer Systeme verbunden sind. MBSE stellt die Modelle in den Mittelpunkt der Systemkonstruktion. Dieser Ansatz nutzt ein digitales Backbone, um Modelle zu erstellen und Konnektivität über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg zu ermöglichen.

MBSE ist zu einem wichtigen Ansatz für das Systems Engineering geworden, der es Unternehmen ermöglicht, die wachsende Komplexität von Systemen besser zu bewältigen. Durch den Einsatz des umfassenden digitalen Zwillings und eines digitalen roten Fadens für die Produktdefinition und das domänenübergreifende Engineering können Unternehmen von der frühen Produktkonzeption bis zur Produktvalidierung durchgängig integriert arbeiten.

Mit MBSE können Unternehmen Produkt-Anwendungsszenarien ganzheitlich definieren und alle Produktanforderungen und Engineering-Disziplinen in einer einzigen Umgebung verbinden. Dank dieser Konnektivität ist der digitale Zwilling für alle Beteiligten – einschließlich Zulieferer – funktionsübergreifend und über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg zugänglich.

Es ist zum Ziel bei der Entwicklung neuer Produkte geworden, so schnell wie möglich zu scheitern. Ziel dieser Strategie ist es, zu verhindern, dass Entwicklungsteams wertvolle Zeit und Ressourcen für nicht funktionierende Produkte verschwenden. Um diese Strategie umzusetzen, müssen Unternehmen jedoch Modelle erstellen, die während des gesamten Entwicklungsprozesses kontinuierlich verifiziert werden können – dies ist nur mit einem MBSE-Ansatz möglich.

Ein MBSE-Ansatz ermöglicht eine kontinuierliche Verifizierung und Optimierung im gesamten Produktentwicklungszyklus, um sicherzustellen, dass Produkte korrekt und konform zu Kunden-, Regulierungs-, Sicherheits- und Nachhaltigkeitsanforderungen hergestellt werden.

Mehrere Branchen können von der Einführung eines MBSE-Ansatzes profitieren, darunter Luft- und Raumfahrt und Verteidigung, Automobil- und Schwermaschinenindustrie:

• Luft- und Raumfahrt und Verteidigung: Die Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsbranche ist aufgrund der inhärenten Komplexität ihrer Systeme, der strengen Sicherheits- und Zuverlässigkeitsanforderungen sowie der Notwendigkeit einer strengen Rückverfolgbarkeit der Hauptkandidat für MBSE. MBSE ermöglicht es diesen Sektoren, die Konstruktion, Entwicklung und Integration fortschrittlicher Luft-, Raumfahrzeug- und Verteidigungssysteme besser zu verwalten und so Risiken zu mindern und eine erfolgskritische Leistung sicherzustellen.
• Automobilindustrie: Die Automobilindustrie setzt zunehmend auf MBSE, um mit der wachsenden Komplexität der Fahrzeuge der nächsten Generation Schritt zu halten – die fortschrittlichere Elektronik, Software und vernetzte Systeme integrieren. MBSE bietet Automobilherstellern einen strukturierten Ansatz für das Management der Konstruktion, Validierung und Weiterentwicklung dieser komplexen Systeme, der letztendlich zu einer verbesserten Produktqualität, Sicherheit und Markteinführungszeit führt.
• Schwermaschinenbranche: Mit zunehmender Automatisierung und Vernetzung von Schwermaschinen ist ein MBSE-Ansatz zur Modellierung und Simulation von komplexem Systemverhalten für die Integration fortgeschrittener Technologien wie autonome Steuerung, Telematik und vorausschauende Wartung unverzichtbar. Mit MBSE können Schwermaschinen-Hersteller der Konkurrenz voraus sein und innovative, zuverlässige und effiziente Maschinen entwickeln, die den sich ändernden Anforderungen der Kunden gerecht werden.

MBSE ist ein leistungsstarker Wegbereiter der digitalen Transformation und bietet Unternehmen einen strukturierten, visuellen Ansatz für die Konstruktion, Entwicklung und Wartung komplexer Systeme. MBSE beseitigt Silos, fördert funktionsübergreifende Zusammenarbeit und unterstützt datengestützte Entscheidungsfindung: die Grundpfeiler einer erfolgreichen digitalen Transformation. MBSE hilft Unternehmen, flexibel und anpassungsfähig zu werden und ermöglicht schnelles Prototyping, Iterieren und Bereitstellen neuer Produkte und Services.

MBSE mag schwierig zu implementieren erscheinen, da die verwendeten Lösungen nicht vollständig auf die kontinuierliche Integration über multidisziplinäre Teams, Prozesse und Tools hinweg abgestimmt sind. Gleichzeitig ist nicht nur die kontinuierliche Integration zu beachten, sondern auch die Funktionalität und Interoperabilität der Anwendungen.

Darüber hinaus erfordert der Übergang zu einer modellbasierten Denkweise oft einen erheblichen kulturellen Wandel, da er eine funktionsübergreifende Zusammenarbeit und Abstimmung voraussetzt. Die Bewältigung dieser Herausforderungen verlangt einen strategischen, mehrstufigen Ansatz, getragen von starker Führung, Veränderungsmanagement und dem Willen, notwendige organisatorische Kompetenzen zu entwickeln.

Zunehmende Vorschriften verlangen von Unternehmen einen moderneren Ansatz für die Produktentwicklung. Durch die Nutzung eines umfassenden digitalen Zwillings, der das Herzstück eines MBSE-Ansatzes ist, sind Unternehmen besser aufgestellt, um komplexe Produktentwicklungen zu bewältigen. Wie? Durch die Simulation und Optimierung von Systemen vor der physischen Produktion minimiert MBSE den Bedarf an Nacharbeiten, senkt den Materialverbrauch und stellt sicher, dass Produkte von Beginn an energieeffizienter und umweltfreundlicher sind.