Systems Engineering – ein holistischer Ansatz

Um die Komplexität moderner Konnektivitätssysteme zu bewältigen, wurden die Engineeringprozesse angepasst und die ­verschiedenen Disziplinen arbeiten nun bereichsübergreifend zusammen. Als langjähriger Catia-Anwender hat Bosch Car Multimedia in einem Proof of Concept (PoC) die 3D-Experience-Plattform von Dassault Systèmes eingesetzt, um an einem Combiner Head up Display (Chud) ein Systemverständnis für die Kinematik zu entwickeln.

Ein Chud nutzt eine ausfahrbare Kunststoffscheibe, die zwischen Lenkrad und Windschutzscheibe positioniert ist, um ein virtuelles Bild, beispielsweise Navigationsinformationen oder Verkehrsregeln , in das Sichtfeld des Fahrers zu projizieren. „Wir wollten das Potenzial von modellbasiertem Systems Engineering auf einer kollaborativen Plattform analysieren. Aufgrund der langjährigen Zusammenarbeit mit Dassault Systèmes war die 3D-Experience-Plattform hierfür die logische Wahl. Es war wichtig, verteilte Teams zusammenzubringen und vorhandene Softwaresysteme jeder einzelnen Disziplin in die Plattform zu integrieren. Dies wollten wir mit diesem Proof of Concept bestätigen", sagt B. Hirt.

„Wir verwenden modellbasierte Systementwicklung, um die Anforderungen von Mechanik, Software, Hardware und Kinematik über Domänen hinweg zu integrieren, logische Elemente daraus abzuleiten und unsere Konstruktionen anschließend physisch in der 3D-Experience-Plattform zu modellieren", ­erklärt C. Simonis. „Dieser domänenübergreifende Aspekt ist essenziell, weil wir so beurteilen können, wie sich beispielsweise ein Softwareparameter auf eine mechanische Komponente auswirkt. So wird unser Entwicklungsprozess insgesamt effektiver." Mit Blick auf seinen eigenen Tätigkeitsbereich ergänzt er: „Modellbasiertes Systems Engineering erleichtert mir als Projektkoordinator die Integration verschiedener Disziplinen und deren gesamtheitliche Bewertung. Dieses Frontloading ist ein Muss, wenn wir die Produktleistung zu einem frühen Zeitpunkt und nicht erst nach der physischen Integration und Tests bewerten möchten. Ein weiterer Vorteil von modellbasiertem Systems Engineering ist, dass man stets mit den neuesten und aktuellsten Datenständen arbeitet. Es gibt keine Verzögerungen aufgrund von Modellexporten oder -importen. Es ist für jeden Entwickler, unabhängig von seiner Domäne, möglich, auf die neuesten Konstruktionsdaten seiner Kollegen zuzugreifen."

Da alle Anwendungen in die Plattform integriert sind, ist die Durchgängigkeit der Daten gewährleistet. „Ein Ingenieur für
Finite-Elemente-Methode (FEM) entwickelt beispielsweise sein Modell auf der 3D-Experience-Plattform, simuliert das Modell in Simulia und erstellt das FEM-Ergebnis. Da dies alles auf der Plattform passiert, können mehrere Disziplinen – inklusive der mechanischen Konstruktion – direkt Einblick nehmen und auf das Ergebnis zugreifen", verdeutlicht B. Hirt.

Laut Jürgen Hirt, Project Manager Combiner Headup Display bei Bosch Car Multimedia, hilft das modellbasierte Systems Engineering dem Unternehmen, durch das entwickelte Systemverständnis Rekursionen in der Produktenwicklung zu reduzieren und so die Entwicklungszeiten zu verkürzen sowie Kosten zu senken.

„In Bezug auf die Validierung unserer Konstruktionen kann ich mit modellbasiertem Systems Engineering Fragen beantworten wie: ‚Leistet mein Produkt wirklich das, was mein Kunde erwartet?‘ oder ‚Kann ich Subsysteme validieren, obwohl die vollständige Umgebung noch nicht vollständig spezifiziert ist?‘ Kann ich also Software- oder Hardware-in-the-Loop-Simulationen durchführen?‘", sagt Marc Ölschläger, Systems Validation Engineer bei Bosch Car Multimedia. „Die Antwort auf alle diese Fragen lautet ‚Ja‘, denn alle relevanten Informationen sind in einem gemeinsamen digitalen Modell gespeichert. Diese Wissensbasis erlaubt die frühe Validierung von Subsystemen, ­wodurch kostspielige Änderungen zu einem späteren Zeitpunkt des Entwicklungsprozesses vermieden und die Anzahl der ­physischen Prototypen erheblich reduziert werden kann."