Systematik zur Ableitung bedarfsgerechter Systems Engineering Leitfäden im Maschinenbau / von Dipl.-Wirt.-Ing. Anja Maria Schierbaum geb. Czaja ; Referent: Prof. Dr.-Ing. Jürgen Gausemeier, Korreferent: Prof. Dr.-Ing. Roman Dumitrescu. Paderborn, 2019
Inhalt
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- 1 Einleitung 5
- 2 Problemanalyse 11
- 2.3.1 Von der Mechatronik zu fortschrittlichen mechatronischen Systemen 18
- 2.3.2 Herausforderungen bei der Entwicklung von fortschrittlichen mechatronischen Systemen im Maschinenbau 22
- 2.4.1 Referenzmodell zur Entwicklung von Marktleistungen 24
- 2.4.2 Entwicklung mechatronischer Systeme 26
- 2.5.1 Aufgabenbereiche 32
- 2.5.2 Model-Based Systems Engineering 34
- 2.5.3 Systems Engineering im Maschinenbau 36
- 2.5.4 Nutzen von Systems Engineering 37
- 2.5.5 Hindernisse in der Anwendung von Systems Engineering 40
- 3 Stand der Technik 49
- 3.1.1 Capability Maturity Model Integration for Development (CMMI-DEV) 49
- 3.1.2 VPS-Benchmark 51
- 3.1.3 Betriebliche Einführungsstrategie für ein anwendungsorientiertes Vorgehensmodell (BESTVOR) 53
- 3.1.4 Methode zur Leistungsbewertung und -steigerung der Mechatronikentwicklung nach Balážová 55
- 3.2.1 Methodenbeschreibung und -sammlungen in der Produktentwicklung 58
- 3.2.2 ISO/IEC TR29110 – Systems and software engineering - Lifecycle profiles for Very Small Entities 63
- 3.2.3 Situative Unterstützung der methodischen Konzeptentwicklung technischer Produkte nach Ponn 64
- 3.3.1 Transdisziplinäre Planung und Synchronisation mechatro- nischer Entwicklungsprozesse nach Hellenbrand 66
- 3.3.2 Rahmenwerk für einen selbstoptimierenden Entwicklungs- prozess fortschrittlicher mechatronischer Systeme nach Kahl 68
- 3.3.3 Situationsspezifische Planung von Produktentwicklungsprozessen nach Roelofsen 70
- 3.4.1 Einführung von modellbasierter Systementwicklung nach Alt 72
- 3.4.2 Guide for the Application of Systems Engineering in Large Infrastructure Projects nach INCOSE 74
- 4 Systematik zur Ableitung bedarfsgerechter Systems Engineering Leitfäden 79
- 4.2.1 Analysemethode zur Identifikation von Nutzenpotentialen Systems Engineering 81
- 4.2.2 Problemstellungen des Maschinenbaus 83
- 4.2.3 Nutzenpotentiale 86
- 4.2.4 Erschließung der Nutzenpotentiale 90
- 4.3.1 Phase 1: Bedarfsanalyse Systems Engineering 98
- 4.3.2 Phase 2: Identifikation und Auswahl geeigneter SE-Lösungen 100
- 4.3.3 Phase 3: Definition eines SE Soll-Prozesses 101
- 4.3.4 Phase 4: Planung der Umsetzung 102
- 4.4.1 Erhebung der Unternehmensrahmenbedingungen 105
- 4.4.2 Grobanalyse Nutzenpotentiale 106
- 4.4.3 Entwicklungsprozessanalyse 114
- 4.5.1 Prozessschritte 117
- 4.5.2 Methoden 118
- 4.5.3 Rollen 120
- 4.5.4 Prozess- und Methodenlandkarte 122
- 5 Anwendung und Bewertung 125
- 5.1.1 Phase 1: Bedarfsanalyse Systems Engineering 126
- 5.1.2 Phase 2: Identifikation und Auswahl geeigneter SE-Lösungen 134
- 5.1.3 Phase 3: Definition eines SE Soll-Prozesses 136
- 5.1.4 Phase 4: Planung der Umsetzung 140
- 6 Zusammenfassung und Ausblick 147
- Abkürzungsverzeichnis 151
- Literaturverzeichnis 153
- A1 Ergänzende Hilfsmittel A-1
- A2 Methode zum Vergleich von verschiedenen MBSE-Werkzeugen A-19
- A3 Vorgehen zur schrittweisen Einführung von Systems Engineering aus der Schulungsperspektive A-21
- 1 Einleitung
- 2 Problemanalyse
- 2.1 Begriffsdefinitionen
- 2.2 Maschinenbau in Deutschland
- 2.3 Fortschrittliche mechatronische Systeme
- 2.3.1 Von der Mechatronik zu fortschrittlichen mechatronischen Systemen
- 2.3.2 Herausforderungen bei der Entwicklung von fortschrittlichen mechatronischen Systemen im Maschinenbau
- 2.4 Interdisziplinäre Produktentwicklung
- 2.5 Systems Engineering
- 2.5.1 Aufgabenbereiche
- 2.5.2 Model-Based Systems Engineering
- 2.5.3 Systems Engineering im Maschinenbau
- 2.5.5 Hindernisse in der Anwendung von Systems Engineering
- 2.7 Problemabgrenzung
- 2.8 Anforderungen an die Systematik
- 3 Stand der Technik
- 3.1 Ansätze zur Bedarfsanalyse Systems Engineering
- 3.1.1 Capability Maturity Model Integration for Development (CMMI-DEV)
- 3.1.2 VPS-Benchmark
- 3.1.3 Betriebliche Einführungsstrategie für ein anwendungsorientiertes Vorgehensmodell (BESTVOR)
- 3.1.4 Methode zur Leistungsbewertung und -steigerung der Mechatronikentwicklung nach Balážová
- 3.2 Ansätze zur Bereitstellung von Methoden und Prozessen im SE
- 3.2.1 Methodenbeschreibung und -sammlungen in der Produktentwicklung
- 3.2.2 ISO/IEC TR29110 – Systems and software engineering - Lifecycle profiles for Very Small Entities
- 3.2.3 Situative Unterstützung der methodischen Konzeptentwicklung technischer Produkte nach Ponn
- 3.3 Planung und Verbesserung von Entwicklungsprozessen
- 3.3.1 Transdisziplinäre Planung und Synchronisation mechatronischer Entwicklungsprozesse nach Hellenbrand
- 3.3.2 Rahmenwerk für einen selbstoptimierenden Entwicklungsprozess fortschrittlicher mechatronischer Systeme nach Kahl
- 3.3.3 Situationsspezifische Planung von Produktentwicklungsprozessen nach Roelofsen
- 3.4 Ansätze zur Einführung von Systems Engineering
- 3.4.1 Einführung von modellbasierter Systementwicklung nach Alt
- 3.4.2 Guide for the Application of Systems Engineering in Large Infrastructure Projects nach INCOSE
- 3.5 Handlungsbedarf
- 4 Systematik zur Ableitung bedarfsgerechter Systems Engineering Leitfäden
- 4.1 Die Systematik im Überblick
- 4.2.1 Analysemethode zur Identifikation von Nutzenpotentialen Systems Engineering
- 4.2.2 Problemstellungen des Maschinenbaus
- 4.2.3 Nutzenpotentiale
- 4.2.4 Erschließung der Nutzenpotentiale
- 4.3.2 Phase 2: Identifikation und Auswahl geeigneter SE-Lösungen
- 4.3.3 Phase 3: Definition eines SE Soll-Prozesses
- 4.3.4 Phase 4: Planung der Umsetzung
- 4.4.3 Entwicklungsprozessanalyse
- 4.5 Werkzeugkoffer Systems Engineering
- 5 Anwendung und Bewertung
- 6 Zusammenfassung und Ausblick
- Abkürzungsverzeichnis
- Literaturverzeichnis
- A1 Ergänzende Hilfsmittel A-1
- A2 Methode zum Vergleich von verschiedenen MBSE-Werkzeugen A-19
- A3 Vorgehen zur schrittweisen Einführung von Systems Engineering aus der Schulungsperspektive A-21
- A1 Ergänzende Hilfsmittel
- A1.1 Liste der Transferprojekte
- A1.2 Adressierte Problemstellungen der Unternehmen aus den Transferprojekten
- A3 Vorgehen zur schrittweisen Einführung von Systems Engineering aus der Schulungsperspektive