Ein weltweit führender Anbieter von Vermessungs- und GNSS-Technologien führt als zentrales Werkzeug Siemens Polarion ein, um Prozesse des Systems Engineering inkl. der funktionalen Sicherheit besser abbilden zu können.

Herausforderungen

• Erster Einsatz des Polarion Projekttemplates im Pilotprojekt schwierig, da Vorlagen noch nicht ausgereift
• Spagat zwischen Projekt- und allgemeingültiger Lösung muss gefunden werden
• Prozesse und Arbeitsweisen anfangs nicht klar definiert
• IT-Lösungsarchitektur muss definiert werden
• Projekt-Coaching des Pilotprojekts durch örtliche Verteilung erschwert
• Zentrale IT in USA erschwert das Customizing des Werkzeugs

Vorgehen

• Definition eines didaktischen Konzepts entsprechend eines Remote-Trainings
• Branchenspezifisches Customizing der Unterlagen
• Initiale Anwenderschulung des Entwicklungsteams
• Bedarfsanalyse an Werkzeug, Methoden und Teamorganisation
• Erarbeiten und Abstimmen von Lösungsvorschlägen hinsichtlich des Werkzeugs (Work Items, Artefakte, Workflows), Entwicklungsmethoden Methoden entlang des V-Modells und Teamorganisation
• Ausrollen der Maßnahmen
• Kontinuierliches Überprüfen der Effektivität der Maßnahmen

Ein namhafter Global Player im Landverteidigungsbereich soll eine verteilte elektronische System of Systems Architektur entwickelt werden. Diese Architektur soll den Grundstein für die SoS Fahrzeugelektronik zukünftiger Landfahrzeuge für eine Vielzahl von Kundennationen legen.

Herausforderungen

• Die Anforderungen (sowohl funktional als auch an Tools und zu verwendende Technologie) sind hochgradig kundenabhängig und sehr heterogen
• Sehr komplexe Stakeholder-Struktur
• Verteilte multinationale Entwicklungsteams
• Corona bedingte Remotearbeiten für verteilte Teams

Vorgehen

• Bestandsaufnahme der vorhanden Daten- und Informationslage (vor allem Kundenspezifikationen, Systemspezifikation und Beschreibung der Vorgänger-Systemarchitektur)
• Analyse der Stakeholder-Struktur und Ausführung von Stakeholder Management
• Erarbeitung eines Projektplanes zur Erfüllung der gestellten Aufgaben unter Berücksichtigung von Qualität, Kosten und Zeitrahmen
• Erarbeitung der SoS-Architektur, dabei Berücksichtigung der sich rapide ändernden politischen und technischen Rahmenbedingungen
• Ständige und kontinuierliche Abstimmung mit betroffenen Fachbereichen
• Vorstellung der erarbeiteten Zwischenstände und kontinuierliche Einpflegen von Änderungswünschen und Verbesserungsvorschlägen

Ein global agierender Industriekonzern entwickelt elektrische Antriebe für die E-Mobilität. Aus kundenspezifischen Systemlösungen soll eine Plattformentwicklung resultieren. Zur kundenunabhängigen Ableitung von benötigten System Use Cases soll eine operationale Analyse durchgeführt und modelliert werden.

Herausforderungen

• Alle Engineering Artefakte wie Spezifikationen und Architektur-Beschreibungen sind hochgradig kundenabhängig
• unterschiedliches Verständnis wie die Plattform des elektrischen Antriebs definiert sein muss
• der Projektorganisation sind operationale Betrachtungen bis dato nicht bekannt
• benötigte Viewpoints zur Beschreibung eines operationalen Betriebskonzeptes sind nicht vorhanden

Vorgehen

• Bestandsaufnahme der vorhanden Daten- und Informationslage (vor allem Kundenspezifikationen, Systemspezifikation und Beschreibungen der Systemarchitektur)
• Definition der benötigten Viewpoints in einem operationalen Betriebskonzept
• Exemplarischer Durchstich von Vehicle Life Phases über operationalen Szenarien bis zu abgeleiteten System Use Cases anhand des Thermal Managements basierend auf SysML
• Erstellung eines (halb-)automatisieren Model-Reports für toolferne Projektstakeholder
• Präsentation und Erläuterung des exemplarischen Durchstichs
• Definition eines How-To‘s für Projektstakeholder
• Roll-Out des Konzepts anhand des How-To’s

Für einen größeren Industriekunden soll ein IT-Tool Dassault Systemes 3d Experience Platform, was bisher ausschließlich zur Konstruktion verwendet wurde auf Tauglichkeit bzgl. Systems Engineering geprüft und erweitert werden. gewünschte Änderungen soll gegenüber dem Toolvendor durchsetzt werden.

Herausforderung

• es existiert keine Erfahrung mit dem Tool im Zusammenhang zu Systems Engineering
• Lizenzen für das Werkzeug sind bereits beschafft
• Kein etablierter Kommunikationskanal zum Toolvendor
• Es existiert keine Gap-Analyse bzw. keine priorisierten Änderungswünsche
• Es existiert keine Roadmap wann die Änderungen verfügbar sein werden

Vorgehen

• Sichtung der festgehaltenen Anforderungen hinsichtlich eines Werkzeugs für Systems Engineering aus den Fachbereichen bzw. Priorisierung der Erwartungshaltungen mit den Fachbereichen
• Etablierung eines Kommunikationskanals zum Toolvendor durch den Vertrieb und das  technischen Solution Managements
• Erstellen von Personas und einer Story Map als Kommunikationsmedium zum  Toolvendor, um den Kontext einer Anforderung zu erläutern (Why-Perspektive)
• Dokumentieren von lösungsneutralen User Stories um Erwartungshaltungen zu kommunizieren (What-Perspektive),
• Erstellen von Showcases, wie Workflows im Werkzeug aussehen können welche die User Stories satisfien (How Perspektive)
• Durchführen von Workshops mit dem Toolvendor um User Stories zu besprechen welche das Werkzeug nicht erfüllt
• Präsentation der Ergebnisse auf Konzernleitungsebene und Aussprechen einer Empfehlung des Werkzeugs

Ein namhafter Hersteller von automatischen Türantrieben will eine neue Antriebsplattform für verschiedene Anwendungsfälle (Brandschutztür, Fluchttür, einfache Automatiktür für verschiedene Türgrößen) entwickeln. Das neue Produkt soll in modularer Bauweise entwickelt werden und mehrere unterschiedliche Produkte ablösen.

Herausforderungen

• Hohe Anforderungen an die Funktionale Sicherheit des Systems (unterschiedliche Vorgaben je nach Anwendungsfall)
• Unterschiedliche Normative Vorgaben aus den Märkten
• Keine bestehende Erfahrung mit Systems Engineering Methoden im Unternehmen
• Neue normative Anforderungen
• Abhängigkeiten zu anderen Projekten mit unterschiedlichen, nicht aufeinander abgestimmten Zeitplänen
• Sehr kurze Zeit bis zur geplanten Markteinführung
• Fachdisziplinen (Mechanik, Elektronik, Software, Test) nicht aufeinander abgestimmt
  
  

Vorgehen

• Dokumentation und eindeutige Priorisierung der Marktanforderungen
• Bildung einer Taskforce
• Erstellung einer Systemarchitektur und von System-Anforderungen
• Abstimmung der Systemarchitektur und der System-Anforderungen mit den Fachdisziplinen
• Aufstellung eines funktionalen Sicherheitskonzeptes in Abhängigkeit von den verschiedenen Anwendungsfällen
• Abstimmung des funktionalen Sicherheitskonzeptes mit den zuständigen Freigabestellen
• Erstellung einer State-Machine für die Antriebssteuerung inkl. Simulation
• Abgleich der State-Machine mit den Systemanforderungen und dem funktionalen Sicherheitskonzept

Für ein namhaften Hersteller von Landmaschinen ist ein Projekt in Schieflage geraten und eine Produktlücke droht. Der bisherige Zulieferer eine Komponente hat die Steuergeräte abgekündigt. Es existiert kein operational handlungsfähiges Team, um das Nachfolgeprodukt zu entwickeln, welches die Lücke verhindert. Weiterhin sind weder Termine und Inhalte geklärt, noch sind Ziele und Mission definiert. Ein strukturiertes Vorgehen zum Erreichen des Ziels ist nicht erkennbar.

Herausforderung

• die Entwicklung des Produktes widerspricht der vorliegenden Organisationsstruktur
• Mitarbeiter sind nicht ausreichend methodisch ausgebildet, um das Produkt zu entwickeln
• es existiert kein abgestimmtes inhaltliches Vorgehen für Termine und Inhalte
• innerhalb der Organisationsstruktur liegen komplexe Stakeholder-Abhängigkeiten vor
• es wird mit einem neuen unbekannten Zulieferer zusammengearbeitet
• Kommunikations- und Eskalationswege sind nicht abgestimmt

Vorgehen

• Definition des Projektziels und Klärung der Projektpriorität mit der Geschäftsführung
• Detaillierte Stakeholderanalyse und -bewertung
• Definition eines interdisziplinären Systems Engineering Teams mit Wunschkandidaten
• Planen und Durchführung des Team Kick-offs nach Bestätigung der Geschäftsführung
• Zusammenziehen der Mitarbeiter an einen Ort sowie Aufbau der notwendigen Arbeitsinfrastruktur, wie IT, Meeting- oder feste Projekträume
• Definition und Ausrollen der Arbeitsstruktur nach Arbeitsgruppen inkl. Einbinden des neuen Zulieferers
• Erarbeitung, Abstimmung und Coachings von Methoden und Entwicklungswerkzeugen
• Etablierung und Durchführung von regelmäßigen Reportings auf Geschäftsführungsebene
• Aufbau eines Risikomanagementsystems
• Moderation von fachlichen Workshops

Im Projekt sollte ein neues, eigenes Lenk- und Auftragsmanagement-System nach ISO 10975 und ISO 25119 entwickelt werden, dass ein off-the-shelf Altsystem ersetzt. Zielplattformen waren Traktoren und Erntemaschinen in der Landtechnik.

Herausforderung

• Altsystem nicht dokumentiert
• Arbeiten im Umfeld von Funktionaler Sicherheit
• komplexe Einbettung in den überliegenden Maschinen-Kontext
• Organisation besitzt keine Erfahrung in der Systemausgestaltung (Whitebox-Design)
• komplexe Struktur von Stakeholdern, welche unterschiedliche strategische Ziele verfolgen

Vorgehen

• Analyse des Kontext des Steering Systems, speziell den operationalen Kontext, den Service-Kontext, den physischen (Maschinen-)Kontext und den Stakeholderkontext
• Identifizieren und Dokumentieren von Use Cases, basierend auf Produkt-Briefing, Analyse des Altsystems und Stakeholder-Interviews
• Erstellen und Weiterentwickeln von Szenarien und SysML Ablaufdiagrammen
• Aufbau und Pflege einer funktionalen und physischen Systemarchitektur in SysML/SYSMOD
• Aufbau und Pflege einer Testbasis zur Verifikation und Validierung des Systems
• Konfigurationsmanagement für erstellte Artefakte, um iteratives Arbeiten zu ermöglichen

Für einen namhaften Hersteller von Landmaschinen soll ein neues Werkzeug für Requirements Engineering und Management eingeführt werden. Die Organisation besitzt bereits etablierte Werkzeuge mit beschränktem Funktionsumfang. Die Werkzeuge sind unabhängig voneinander und ein Datenaustausch nur händisch möglich. Dies unterbindet eine effektive interdisziplinäre Zusammenarbeit der Rollen in der Organisation.

Herausforderung

• ursprünglich keine ganzheitliche Betrachtung von Methoden und Werkzeugen
• Methoden, Prozesse und verwendete Werkzeuge sind nicht abgestimmt
• Einzelne Entwicklungswerkzeuge werden unabhängig von einander betrachtet
• keine gemeinsame Versionierung von Werkzeugen, Dokumentation und Trainings

Vorgehen

• Identifizieren und ermitteln des Bedarfs aller relevanten Stakeholder (Produktmanagement, System Engineers, Systemarchitekten, Testingenieure, Projektleiter)
• Definition eines Ebenen-Grids inklusive Rollen und Artefakten
• Harmonisierung mit dem Produktentstehungsprozess
• Konzipieren einer zusammenhängenden Werkzeugarchitektur
• Erstellen und dokumentieren von Anforderungen an ein Requirements Engineering und Management Werkzeug
• Bewerten der in Frage kommenden Tools und Empfehlung der Werkzeuge durch eine Marktanalyse
• Anpassen der Werkzeuge an den Kontext der Organisation
• Dokumentation von Methoden unter Benutzung der neuen Werkzeugen
• Erstellen von Schulungsunterlagen für Systems Engineering
• Einführen einer Versionierung des Prozess- und Methoden-Frameworks
• Durchführen von Schulungen für Systems Engineering

Für einen namhaften Hersteller von Landmaschinen soll ein Modellierungsprofil auf Basis von SysML und SYSMOD erstellt, eingeführt und trainiert werden. Für das vorgegebenes Modellierungswerkezug wird hierfür eine Lösung implementiert.

Herausforderung

• Projekte in der Organisation nutzen das Werkzeug auf unterschiedliche Art und Weise
• Projekte in der Organisation nutzen Notationen auf unterschiedliche Art und Weise
• Geringe Akzeptanz der modellierten Ergebnisse
• Kommunikation mit Hilfe von erstellten Modellen über Projektgrenzen hinweg ist problematisch

Vorgehen

• Analyse der zur Zeit eingesetzten Methodik bzw. der SysML Notationselemente
• Analyse der Workflows bei Werkzeugnutzung
• Definition von zu verwendenden Perspektiven, View Points und Notationselementen im Modell
• Definition und Abstimmung eines Modellierungsprofils durch Einschränkung der SysML und SYSMOD bzw. Erweiterung durch firmenspezifische Stereotypen
• Implementierung eines Plug-Ins für das verwendete Werkzeug
• Definition und Abstimmung von How-tos für den Praxiseinsatz des Profils
• Pilotieren des Modellierungsprofils
• Durchführen von ganzheitliches Trainings des Werkzeugs, der Methoden und des Profils
• zyklische Analyse der Verwendung des Modellierungsprofils und regelmäßiges Anpassen durch Lessons Learned

Für einen namhaften Hersteller von Landmaschinen ist das Projektziel die grundlegende Definition einer maschinenübergereifenden Referenzarchitektur. Diese soll ein fortgeschrittenes Auftrags- und Flottenmanagement für Lohnunternehmen in der Agrarbranche ermöglichen.

Herausforderungen

• neue Technologie für die Organisationen
• prozessorientiertes Denken jenseits der Maschinengrenze nicht ausgeprägt
• starke Varianz in der Erwartungshaltung der Stakeholder
• Organisation besitzt keine Erfahrung in Systemverbund-Architekturen
• keine Möglichkeit die Referenzarchitektur auf Eignung zu prüfen

Vorgehen

• Identifikation von Stakeholdern und der Quellen von Anforderungen (Normen, Standards)Erheben der Anforderungen durch Interviews und Workshops
• Dokumentation von Use Cases, Szenarien und formellen Anforderungen
• Erstellung einer funktionalen Architektur in SysML für einen Systemverbund von Landmaschinen
• Identifikation von möglichen logischen Architekturlösungen
• Identifikation von Bewertungsgrößen der Architekturlösungen
• Durchführen einer Trade-Off-Analyse zur Bewertung der Architekturlösungen
• Ableiten und Definition einer abstrakten logischen Referenzarchitektur in SysML
• Aufbau und Pflege einer Traceability Use Cases Funktionale – Logische Architekur
• Aufbau und Pflege einer Traceability Use Cases / Anforderungen – Test Cases – Test Results
• Review der Anforderungen und der Referenzarchitektur durch betroffene Stakeholder

Für den Hersteller von Küchengeräten soll im Rahmen einer Produktentwicklung ein neuartiges hoch-automatisches Reinigungsprogramm serienreif entwickelt werden.

Herausforderungen

• neue Technologie soll verwendet werden, die interdisziplinär betrachtet werden muss (softwaretechnisch, verfahrenstechnisch, chemisch)
• Ergebnisse der Vorentwicklung sind nur unzureichend dokumentiert
• komplizierte Systemfunktionen

Vorgehen

• Identifizieren von Anforderungsquellen, vor allem Stakeholder und die Ergebnisse der Vorentwicklung
• Erhebung der Anforderungen durch Stakeholder-Interviews und Workshops
• Analyse der Vorentwicklungsergebnisse
• Kontextanalyse für das automatische Reinigungsprogramm: Operationale Nutzung und Service
• Identifizieren und dokumentieren von Use Cases und Ablaufdiagrammen
• Review der Ablaufdiagramme durch Stakeholder und Konsolidieren der Konflikte
• Ableiten von Anforderungen und Testfällen für betroffene Steuergeräte im Gesamtsystem
• Entwurf einer Embedded Softwarelösung für das Steuer-Leistungsteil des Systems
• Implementierung von Modulen in C/C++
• Durchführen von Modultests
• Integration und Verifikation des Gesamtsystems
• Validieren des automatischen Reinigungsprogramms durch Betreuung von Versuchshaushalten
• Rückfluss von Fehlern und Fehldesigns in die Serienproduktentwicklung

In einem Programm auf NATO Ebene wird die operationale Fähigkeit eines Waffensystems durch ein Upgrade der Avionik realisiert. Dieses Waffensystem, welches ursprünglich als Luftüberlegenheitsjäger konzipiert ist, soll u.a. eine vollwertige Luft-Boden-Angriffsfähigkeit erhalten.

Herausforderungen

• Berücksichtigung internationaler Stakeholder der verschiedene NATO-Kundennationen
• Beachtung der restriktiven Vorschriften und Normen der Luftfahrt (DO 178C, DO 254)
• Komplexität des Waffensystems
• lange Entwicklungsschleifen zur Absicherung von Systemfunktionen und -eigenschaften
• unterschiedliche Qualität der Dokumentenlage
• schwierige Steuerung des Zulieferers durch geringe Stückzahlen / Auftragsvolumen
• Arbeiten im Umfeld von Funktionaler Sicherheit

Vorgehen

• Reduzierung des Programmrisikos durch inkrementelles Arbeiten der Fachteams
• Analyse des zu Grunde liegenden Concept of Operations (ConOps)
• Analyse der Use Cases des Gesamtsystems
• Analyse des Cockpit Design bzw. der Ergebnisse der Rapid Prototyping Facility
• Erhebung von Systemanforderungen durch Interviews und Workshop mit Stakeholdern
• Dokumentation von formalen Systemanforderungen
• Ableiten eines Systemdesigns inkl. der notwendigen Schnittstellenänderungen
• Review von Systemanforderungen und des System Designs
• Unterstützung von Testfällen und Qualification Documents
• Unterstützung bei Erstellung von Komponentenanforderungen und deren Designs

Erstellung von Machbarkeitsstudien für zukünftige Fähigkeiten eines militärischen Luftfahrzeugs. Für eine Exportkampagne eines Waffensystems soll eine Risikoabschätzung sowie eine technische Machbarkeitsstudie für verschiedene neue Funktionen erstellt werden.

Herausforderungen

• Analyse innerhalb eines knappen Zeitrahmens
• Örtliche Distanz zum Kunden von ca. 10.000 km
• Eingeschränkte Kommunikationsmöglichkeit mit dem Kunden

Vorgehen

• Anforderungsanalyse basierend auf den Kundenwünschen
• Abstimmung mit dem internationalen Kunden
• Abstimmung mit den internationalen Partnern
• Ableitung der funktionalen Anforderungen
• Erstellung einer Studie mit möglichen technischen Umsetzungen in verschiedenen Ausbaustufen
• Ermittlung des technischen Risikos der einzelnen Umsetzungen

Im Projekt wird für einen branchenführenden Hersteller von Flugzeugen echtzeitfähige und sicherheitskritische Software (SW) für Avionik-Komponenten eines militärischen Luftfahrzeugs entworfen, implementiert und getestet. Für das übergeordnete gesamte Waffensystem sollen neue Waffentypen nach MIL-STD-1760 integriert werden, welche zu neuen Anforderungen an die Software führen. Aus diesem Grund wird die Software Architektur überarbeitet und neue Funktionen eingeführt.

Herausforderungen

• Arbeiten im Umfeld von funktionaler Sicherheit (DO 178C)
• Beachtung der restriktiven Vorschriften und Normen der Luftfahrt
• neue Technologie zur Einbindung von Performancedaten der Effektoren in die Avionik
• Hardwarearchitektur ist nicht für große Datenmengen ausgelegt

Vorgehen

• Analysieren der funktionalen und qualitativen Anforderungen an die Performancedaten
• Entwerfen verschiedener Softwarelösungen
• prototypische Implementierung Softwarelösung in Ada95
• Erstellen von Bewertungskriterien für die Softwarelösungen
• Durchführen einer Trade-Off-Analyse um eine Softwarelösung zu empfehlen
• Dokumentieren des Software Designs
• Umsetzung der Software auf der Zielhardware
• Durchführen von Modultests
• Unterstützung der Komponentenintegration und -test