Daniela Hiltensberger und Fabian Schröder von der ESG Mobility | © ESG Mobility

MBSE

Model Based Systems Engineering

Der Schlüssel zur Digitalisierung

Egal, ob die Rede von Industrie 4.0 ist, oder das Buzzword IoT (Internet of Things) benutzt wird: Am Ende des Tages zählen die richtigen Produkte oder Services, die im Sinne des Endkunden Nutzen oder Sinn stiften.

Und da reicht es leider nicht aus, auf einem weißen Blatt Papier all die schönen Features und Funktionen der neuen digitalen Produktwelt runterzuschreiben. Vielmehr sollten wir uns den Kopf zerbrechen über die Art und Weise, wie die einzelne Features auf die Straße kommen - denn das ist die eigentliche Herausforderung. Anders ausgedrückt: Es geht um den Entwicklungsprozess selbst. Aus ihm wird nämlich das, was man weitläufig als Digitalisierung bezeichnet - oder bezeichnen müsste.  

Die Komplexität liegt in der Entwicklung, so dass das Produkt simpel sein kann
 

Allein, wenn man die Komplexität der heutigen Fahrerassistenzsysteme betrachtet, kann einem schwindlig werden. Verzahnte Funktionen, Abhängigkeiten, die ausgeschrieben ganze Bücher füllen könnten, Varianten, die je nach Land oder gar Stadt individuell angepasst werden müssen. Und da reden wir noch nicht einmal über die Zukunft. Eine Zukunft, in der wir vollautomatisiert fahren. In der das System „irgendwie“ selbst dazu lernen und gleichzeitig noch sicherer als alle Fahrzeuge davor sein soll. Und in der wir in einem vollkommen vernetzten Ökosystem leben, vom heimischen Toaster, über den favorisierten Sharinganbieter bis zum intelligenten Parkhaus. Schauen wir in den Entwicklungsprozess heutiger Firmen, muss man indes feststellen: Da skaliert gar nichts mehr!

Hinter Modellbasierter Systementwicklung (MBSE) steht der Ansatz, das zu entwickelnde Produkt in einem Modell abzubilden. Mittels einer eigene Systemsprache, die sich wunderbar visualisieren lässt und sowohl von Mensch als auch Maschine verstanden wird. Das Modell kann über den gesamten Produktlebenszyklus genutzt werden und ist Grundlage für Weiterentwicklung und die Kollaborationsplattform für alle beteiligten Ingenieure, Software-Entwickler und Projektsteuerer. So heißt es zumindest im Fachjargon. In der Praxis ist es noch viel mehr, denn in diesem Modell ist bereits die Funktionalität abgebildet, welche das spätere Produkt auch haben wird. Sozusagen ein funktionaler Zwilling als Teil eines Digital Twins, wie es Experten nennen.

Die Vorteile einer modellbasierten Systementwicklung lassen sich aber nicht nur in der Produktqualität sehen, sondern auch in der Wirtschaftlichkeit. Inhalte des Modells sind wiederverwendbar. Soll ein neues Fahrzeugderivat entstehen, so können aus einem anderen Modell zum Beispiel Anforderungen, Architekturen und Testfälle übernommen werden. Anpassungen werden gezielt dort verortet, wo sich das neue Fahrzeugderivat unterscheidet. Da alle Teile des Modells miteinander vernetzt sind, kann die entstandene Kundenfunktion bis zur ursprünglichen, dafür formulierten Anforderung zurückverfolgt werden. Dass bei dieser Vorgehensweise das Lastenheft praktisch auf Knopfdruck und ohne Zutun automatisch herauspurzelt versteht sich fast schon von selbst.

In A Nutshell

  • Modellbasierte Anforderungs- und Architekturentwicklung
  • Modeling as a Service
  • Funktionale, logische und phyikalische Architektur-Entwicklung
  • Prozessanalyse
  • SysML
  • PREEVision
Ulrike Hlawatsch ESG Mobility | © ESG Mobility
ULRIKE HLAWATSCH
Leiterin ESG Mobility Ingolstadt

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Agil, agil und agil
 

Agilität gilt bei modernen Entwicklungsprozessen zum guten Ton. MBSE ist auch hier eine wichtige Zutat, denn ein vollständiges Modell kann als Enabler für große Scrum-Projekte gesehen werden. Nur auf diese Art lassen sich die vielen in der Entwicklung beteiligten Disziplinen, von Karosserie über IT-Hardware bis hin zur Software, integrieren. Und je weiter wir unseren Blick auf das gesamte Ökosystem Mobilität lenken, desto klarer wird auch, dass im Zusammenspiel mit externen, fremden Serviceleistungen MBSE ein Schlüssel sein kann. Entlang einer digitalen User Journey ist das zu entwickelnde Produkt nur ein Baustein. Parkplatzreservierungen, die Weiterfahrt mit einem Sharing-Roller oder das Nutzen beliebter Streamingdienste für unterwegs werden von anderen Unternehmen oder Start-Ups entwickelt und betrieben. Sie lassen sich als Black-Box in das Produktmodell einbinden, ohne dass fremde Unternehmen ihre Entwicklungsgeheimnisse preisgeben müssten. Man muss die eigentlichen Inhalte der Black Box nicht verstehen, man muss lediglich verstehen, wie sich diese verhält oder welche Fehler im schlimmsten Fall daraus abgeleitet werden könnten.    

Wanted: Experten von A bis Z
 

Will man für die digitale Zukunft durch die digitale Produktentwicklung vorbereitet sein, muss MBSE in Form von Werkzeugen, Methoden und Prozessen im Unternehmen verankert werden. Da reicht es nicht, wenn man sich auf  die Beratung der Methoden spezialisiert, oder nur in der Umsetzung stark ist, weiß der ESG Mobility MBSE-Expertin Christiane Bertram. Vielmehr hat das MBSE TEAM der ESG Mobility über viele Projekte hinweg einen praxiserprobten Baukasten aufgebaut, der Unternehmen schneller auf den Pfad dieses neuen Entwicklungsparadigmas führen soll. Darin enthalten sind nicht nur MBSE Knowhow und Schulungs- bzw Trainingsmaßnahmen, sondern auch das notwendige Skillset zur individuellen Anpassung der benötigten Requirementsmanagements- und Modelierungssysteme. Embedded Knowhow, Experten in der Softwareentwicklung sowie die notwendige Automotive- bzw. Mobility-Branchenkenntnis runden das Paket ab. Die ESG Mobility arbeitet zudem auch an Methoden, künstliche Intelligenz zu trainieren, um einerseits die Erstellung von Systemmodellen mit Vorschlägen zu unterstützen, und um andererseits Fehleranalysen des Modells durchzuführen.

  • Requirements Management
  • Systemarchitekturdesign
  • Functional Safety ISO 26262
  • Model Based Testing
  • IBM Doors, Codebeamer, PTC Integrity
  • Cameo Systems Modeler, Enterprise Architect
  • Simulation/Stateflow, Matlab/Simulink, Dymola

In schnellen Schritten entwickeln wir auf Basis Ihrer Anforderungsdokumente und Spezifikationen ein leistungsfähiges Systemmodell.