Holistische Implementierung eines Model-Based Systems Engineering Ansatzes mit Hilfe unseres MBSE Frameworks

Unser MBSE Framework bildet den Rahmen für die ganzheitliche Einführung einer modellbasierten Arbeitsweise in der Produktentwicklung und bietet Orientierung bei der Definition von konkreten Maßnahmen

In unseren vorherigen Blog-Artikeln haben wir erläutert, warum die modellbasierte Arbeitsweise besonders in der Entwicklung von funktionalen Systemen erforderlich ist, wie hierdurch die Effizienz in der Produktentwicklung gesteigert, die Kunden- & Mitarbeiterzufriedenheit gehoben sowie Risiken minimiert werden können. Zudem wurden Voraussetzungen und die Vorgehensweise für die Einführung einer modellbasierten Arbeitsweise erläutert. Doch wie genau soll die Einführung eines modellbasierten SE-Ansatzes geplant und umgesetzt werden? In diesem Artikel wollen wir mithilfe unseres MBSE Frameworks die verschiedenen Dimensionen einer MBSE Transformation betrachten und deren Ausprägungen darstellen.

Capgemini´s MBSE Framework

Um unsere Kunden bei der Einführung einer modellbasierten Arbeitsweise zu unterstützen, haben wir ein Framework entwickelt, das Unternehmen hilft, ihre Transformationsprogramme zu strukturieren und die damit einhergehenden Herausforderungen zu bewältigen.

Jedes Unternehmen ist unterschiedlich und so muss sich auch die Einführung einer modellbasierten Arbeitsweise an der jeweiligen Unternehmenssituation ausrichten. Es gilt, alle Dimensionen und Schlüsselfaktoren unseres holistischen Frameworks abzudecken und hierdurch einen maßgeschneiderten Ansatz für Ihr Unternehmen zu entwickeln:

Processes & Governance

Um adäquate Prozess und Governance Strukturen zu schaffen, legen wir in einem ersten Kick-Off Termin die Ziele zusammen mit den Stakeholdern fest. Anschließend analysieren wir die Ist-Prozesse auf Basis kollaborativer Workshops und vorhandener Prozessvorschriften. Auf Basis dieser Erkenntnisse werden projektübergreifende und cross-funktionale Sollprozesse definiert. Unter Zuhilfenahme von Referenzmodellen und Best-Practices (auch aus anderen Industrien) werden die Kernprozesse gemäß des Systems Engineering Ansatzes unter Berücksichtigung von (A)-SPICE und ISO Anforderungen ausgestaltet. Durch unseren iterativen und inkrementellen Ansatz werden diese Sollprozesse laufend optimiert, validiert und anschließend innerhalb des Zielprojekts pilotiert. Abschließend erfolgt eine toolgestützte End-2-End Prozessmodellierung mithilfe von BPMN, die Prozessdokumentation sowie der Breitenrollout über die komplette Organisation hinweg.

Dieses strukturierte Vorgehen bei der Prozessdefinition sowie die ganzheitliche Betrachtung mit Fokus auf SE Kernprozesse ist der Schlüssel zu einer erfolgreichen Einführung und gewährleitet die vollständige Traceability innerhalb des Produktentwicklungsprozesses.

Tools & Data

Mithilfe unseres methodischen Vorgehens bestimmen wir die Toolanforderungen auf Basis der Prozesse in Ihrem Unternehmen:

1. Anforderungsanalyse: Formulierung strategischer Prioritäten auf Basis der Fachbereichsanforderungen sowie der Strategie ihres Unternehmens.
2. User Stories: Dokumentation der Tool-Anforderungen in Form von User Stories​. Definition von spezifischen Bewertungskriterien​ sowie Konsolidierung und Ranking dieser Kriterien. ​Modellierung qualitativer und quantitativer Kriterienwerte​.
3. Bewertungsschema: Definition eines Bewertungsschema auf Grundlage Ihrer unternehmensspezifischen Anforderungen. Überprüfung, Erweiterung und Priorisierung der User-Stories. Anschließende Identifikation kritischer Anwendungsfälle für die Softwareauswahl.
4. System Fit/Gap Analyse​: Fit-Gap Analyse, um herauszufinden inwieweit die aktuellen Systeme zum definierten Konzept passen. Auf Grundlage dieser Ergebnisse erfolgt abschließend die Toolauswahl.

Wir arbeiten mit unterschiedlichen strategischen Partnern (z.B. Dassault Systemes, PTC, Siemens, IBM, Aras) im Bereich Enterprise Architecture, Requirements Engineering, Architecture & Design, Information System Layer und MBSE Digital Manufacturing zusammen. Hierdurch können wir auf die bestmögliche Lösung für Ihr Unternehmen zurückgreifen. Unsere Referenzarchitektur beinhaltet Best Practices und ermöglicht so eine schnelle und effiziente Tool Einführung unter Einbeziehung bereits vorhandener Systeme.

Competencies & Culture

Um eine erfolgreiche und nachhaltige MBSE-Transformation zu gewährleisten, vermitteln wir alle notwendigen Fähigkeiten hinsichtlich interdisziplinärer Zusammenarbeit, Systemmodellierung und SE-Methoden. Diese drei Themengebiete behandeln folgende Schwerpunkte:

• Systems Engineering Kompetenzen
  • Vermittlung von Systems Engineering Kompetenzen, um interdisziplinäre Zusammenarbeit zu optimieren
  • Implementierung einer definierten SE Standard Dokumentation (A-SPICE, CMMI)
  • Nutzung von Modellen zur Zusammenarbeit und für die interne und externe Kommunikation
  • Befähigung der Mitarbeiter in agilen Arbeitsweisen, um die transparente, offene und funktionsübergreifende Zusammenarbeit zu stärken (Scrum, LeSS, SAFe)
• Kompetenzen in Modellierungssprachen und MBSE-Tools
  • Ersatz der dokumentenbasierten Spezifikationen durch Systemmodelle
  • Befähigung der Mitarbeiter in Modellierungssprachen (UML, SysML, BPMN, MATLAB/Simulink, Modelica)
  • Vermittlung fundierter Kenntnisse in den SE-Tools und Befähigung der Mitarbeiter in deren Anwendung
  • Nutzung von Modellen zur Simulation des Systemverhaltens schon bevor ein physisches Produkt/System vorhanden ist
  • Verhaltensanalyse und Testautomatisierung durch X-in-the-loop Verfahren (SIL, MIL, PIL, HIL)
• Kompetenzen in Systems Engineering Methoden
  • Methodenentwicklung nach dem INCOSE Systems Engineering Handbook​
  • System of Systems-Methodologie-Definition nach ISO 15288 ​
  • Identifikation von erforderlichen Ressourcen, Methoden, Sprachen und Stakeholdern, um eine holistische Vorgehensweise zu ermöglichen​
  • Auswahl, Validierung und Anwendung geeigneter Methoden (z.B. ARCADIA, RFLP, CESAMES, etc.)​
  • Modellierungsprozess SYSMOD von der Systemidee zur Anforderungsanalyse bis hin zur Systemarchitektur

Unternehmen stehen bei der Einführung einer modellbasierten Arbeitsweise vor einer Reihe von neuen Herausforderungen. Dabei kommen menschliche, technische, organisatorische und prozessuale Herausforderungen zusammen. Der Aufbau von Systemmodellen sowie die Anbindung auf Modellebene, also die Verknüpfung mit bereits etablierten Modellen, müssen gemeistert werden. Weiterhin wird eine durchgängige Systemlandschaft mit wenig Systembrüchen benötigt, um eine einheitliche Datenbasis zu generieren. Auch die Auswahl der geeignetsten Tools sowie die Kompetenzen der Mitarbeiter sind dabei ein Faktor, der für eine erfolgreiche Umsetzung beachtet werden muss.

Ganz gleich, in welcher Branche Ihr Unternehmen angesiedelt ist, kann MBSE für die eigenen Aufgaben und Prozesse hilfreich sein. Finden Sie Ihre eigenen Einsatzszenarien entlang des Produktlebenszyklus – und überlegen Sie, ob und wie Sie diese auf Basis des Systemmodells unterstützen können.  Um mehr über mögliche Einsatzszenarien in Ihrem Unternehmen und Schlüsselfaktoren bei der Einführung einer modellbasierten Arbeitsweise in der Produktentwicklung zu erfahren, nehmen Sie gerne Kontakt mit uns auf.

Erfahren Sie im nächsten Artikel, welche Hindernisse und Widerstände bei der Einführung auf Sie zukommen und wie Sie diese meistern.

Vielen Dank an die Co-Autoren Verena Gertz, Sebastian Stieber und Yannick Scheler.

Alle Blogartikel zu diesem Thema:

1. Model-Based Systems Engineering auf dem Weg zur Schlüsseltechnologie für die agile Produktentwicklung der Zukunft
2. Wie eine gesamtheitliche MBSE Einführung mit Hilfe eines holistischen Vorgehensmodells gelingt
3. Holistische Implementierung eines Model-Based Systems Engineering Ansatzes mit Hilfe unseres MBSE Frameworks
4. Mögliche Widerstände bei der Einführung von modellbasiertem Systems Engineering & entsprechende Lösungsansätze

Unser MBSE Framework bildet den Rahmen für die ganzheitliche Einführung einer modellbasierten Arbeitsweise in der Produktentwicklung und bietet Orientierung bei der Definition von konkreten Maßnahmen

In unseren vorherigen Blog-Artikeln haben wir erläutert, warum die modellbasierte Arbeitsweise besonders in der Entwicklung von funktionalen Systemen erforderlich ist, wie hierdurch die Effizienz in der Produktentwicklung gesteigert, die Kunden- & Mitarbeiterzufriedenheit gehoben sowie Risiken minimiert werden können. Zudem wurden Voraussetzungen und die Vorgehensweise für die Einführung einer modellbasierten Arbeitsweise erläutert. Doch wie genau soll die Einführung eines modellbasierten SE-Ansatzes geplant und umgesetzt werden? In diesem Artikel wollen wir mithilfe unseres MBSE Frameworks die verschiedenen Dimensionen einer MBSE Transformation betrachten und deren Ausprägungen darstellen.

Capgemini´s MBSE Framework

Um unsere Kunden bei der Einführung einer modellbasierten Arbeitsweise zu unterstützen, haben wir ein Framework entwickelt, das Unternehmen hilft, ihre Transformationsprogramme zu strukturieren und die damit einhergehenden Herausforderungen zu bewältigen.

Jedes Unternehmen ist unterschiedlich und so muss sich auch die Einführung einer modellbasierten Arbeitsweise an der jeweiligen Unternehmenssituation ausrichten. Es gilt, alle Dimensionen und Schlüsselfaktoren unseres holistischen Frameworks abzudecken und hierdurch einen maßgeschneiderten Ansatz für Ihr Unternehmen zu entwickeln:

Processes & Governance

Um adäquate Prozess und Governance Strukturen zu schaffen, legen wir in einem ersten Kick-Off Termin die Ziele zusammen mit den Stakeholdern fest. Anschließend analysieren wir die Ist-Prozesse auf Basis kollaborativer Workshops und vorhandener Prozessvorschriften. Auf Basis dieser Erkenntnisse werden projektübergreifende und cross-funktionale Sollprozesse definiert. Unter Zuhilfenahme von Referenzmodellen und Best-Practices (auch aus anderen Industrien) werden die Kernprozesse gemäß des Systems Engineering Ansatzes unter Berücksichtigung von (A)-SPICE und ISO Anforderungen ausgestaltet. Durch unseren iterativen und inkrementellen Ansatz werden diese Sollprozesse laufend optimiert, validiert und anschließend innerhalb des Zielprojekts pilotiert. Abschließend erfolgt eine toolgestützte End-2-End Prozessmodellierung mithilfe von BPMN, die Prozessdokumentation sowie der Breitenrollout über die komplette Organisation hinweg.

Dieses strukturierte Vorgehen bei der Prozessdefinition sowie die ganzheitliche Betrachtung mit Fokus auf SE Kernprozesse ist der Schlüssel zu einer erfolgreichen Einführung und gewährleitet die vollständige Traceability innerhalb des Produktentwicklungsprozesses.

Tools & Data

Mithilfe unseres methodischen Vorgehens bestimmen wir die Toolanforderungen auf Basis der Prozesse in Ihrem Unternehmen:

1. Anforderungsanalyse: Formulierung strategischer Prioritäten auf Basis der Fachbereichsanforderungen sowie der Strategie ihres Unternehmens.
2. User Stories: Dokumentation der Tool-Anforderungen in Form von User Stories​. Definition von spezifischen Bewertungskriterien​ sowie Konsolidierung und Ranking dieser Kriterien. ​Modellierung qualitativer und quantitativer Kriterienwerte​.
3. Bewertungsschema: Definition eines Bewertungsschema auf Grundlage Ihrer unternehmensspezifischen Anforderungen. Überprüfung, Erweiterung und Priorisierung der User-Stories. Anschließende Identifikation kritischer Anwendungsfälle für die Softwareauswahl.
4. System Fit/Gap Analyse​: Fit-Gap Analyse, um herauszufinden inwieweit die aktuellen Systeme zum definierten Konzept passen. Auf Grundlage dieser Ergebnisse erfolgt abschließend die Toolauswahl.

Wir arbeiten mit unterschiedlichen strategischen Partnern (z.B. Dassault Systemes, PTC, Siemens, IBM, Aras) im Bereich Enterprise Architecture, Requirements Engineering, Architecture & Design, Information System Layer und MBSE Digital Manufacturing zusammen. Hierdurch können wir auf die bestmögliche Lösung für Ihr Unternehmen zurückgreifen. Unsere Referenzarchitektur beinhaltet Best Practices und ermöglicht so eine schnelle und effiziente Tool Einführung unter Einbeziehung bereits vorhandener Systeme.

Competencies & Culture

Um eine erfolgreiche und nachhaltige MBSE-Transformation zu gewährleisten, vermitteln wir alle notwendigen Fähigkeiten hinsichtlich interdisziplinärer Zusammenarbeit, Systemmodellierung und SE-Methoden. Diese drei Themengebiete behandeln folgende Schwerpunkte:

• Systems Engineering Kompetenzen
  • Vermittlung von Systems Engineering Kompetenzen, um interdisziplinäre Zusammenarbeit zu optimieren
  • Implementierung einer definierten SE Standard Dokumentation (A-SPICE, CMMI)
  • Nutzung von Modellen zur Zusammenarbeit und für die interne und externe Kommunikation
  • Befähigung der Mitarbeiter in agilen Arbeitsweisen, um die transparente, offene und funktionsübergreifende Zusammenarbeit zu stärken (Scrum, LeSS, SAFe)
• Kompetenzen in Modellierungssprachen und MBSE-Tools
  • Ersatz der dokumentenbasierten Spezifikationen durch Systemmodelle
  • Befähigung der Mitarbeiter in Modellierungssprachen (UML, SysML, BPMN, MATLAB/Simulink, Modelica)
  • Vermittlung fundierter Kenntnisse in den SE-Tools und Befähigung der Mitarbeiter in deren Anwendung
  • Nutzung von Modellen zur Simulation des Systemverhaltens schon bevor ein physisches Produkt/System vorhanden ist
  • Verhaltensanalyse und Testautomatisierung durch X-in-the-loop Verfahren (SIL, MIL, PIL, HIL)
• Kompetenzen in Systems Engineering Methoden
  • Methodenentwicklung nach dem INCOSE Systems Engineering Handbook​
  • System of Systems-Methodologie-Definition nach ISO 15288 ​
  • Identifikation von erforderlichen Ressourcen, Methoden, Sprachen und Stakeholdern, um eine holistische Vorgehensweise zu ermöglichen​
  • Auswahl, Validierung und Anwendung geeigneter Methoden (z.B. ARCADIA, RFLP, CESAMES, etc.)​
  • Modellierungsprozess SYSMOD von der Systemidee zur Anforderungsanalyse bis hin zur Systemarchitektur

Unternehmen stehen bei der Einführung einer modellbasierten Arbeitsweise vor einer Reihe von neuen Herausforderungen. Dabei kommen menschliche, technische, organisatorische und prozessuale Herausforderungen zusammen. Der Aufbau von Systemmodellen sowie die Anbindung auf Modellebene, also die Verknüpfung mit bereits etablierten Modellen, müssen gemeistert werden. Weiterhin wird eine durchgängige Systemlandschaft mit wenig Systembrüchen benötigt, um eine einheitliche Datenbasis zu generieren. Auch die Auswahl der geeignetsten Tools sowie die Kompetenzen der Mitarbeiter sind dabei ein Faktor, der für eine erfolgreiche Umsetzung beachtet werden muss.

Ganz gleich, in welcher Branche Ihr Unternehmen angesiedelt ist, kann MBSE für die eigenen Aufgaben und Prozesse hilfreich sein. Finden Sie Ihre eigenen Einsatzszenarien entlang des Produktlebenszyklus – und überlegen Sie, ob und wie Sie diese auf Basis des Systemmodells unterstützen können.  Um mehr über mögliche Einsatzszenarien in Ihrem Unternehmen und Schlüsselfaktoren bei der Einführung einer modellbasierten Arbeitsweise in der Produktentwicklung zu erfahren, nehmen Sie gerne Kontakt mit uns auf.

Erfahren Sie im nächsten Artikel, welche Hindernisse und Widerstände bei der Einführung auf Sie zukommen und wie Sie diese meistern.

Vielen Dank an die Co-Autoren Verena Gertz, Manuel Ziegler, Sebastian Stieber und Yannick Scheler.