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Funktionale Produktbeschreibung

Modellbasiertes Systems Engineering

Einen Ansatz zur disziplinübergreifenden Entwicklung komplexer technischer Produkte stellt das Systems Engineering dar. Doch die vernetzte Methode stößt an ihre Grenzen, sobald das Produkt und damit die Produktstückliste verändert werden: Ingenieuren können Einflüsse auf die Anforderungen von Kunden oder der Konstruktion nicht nachverfolgen. Wissenschaftler der TU Kaiserslautern arbeiten an einer Lösung, um eine Brücke zwischen Anforderungen und Produktstückliste auf der Produktdaten-Ebene zu schlagen.

Die verschiedenen Stufen der Produktmodellierung werden vom Systems Engeneering durchdrungen, wie diese Darstellung, angelehnt an VDI 2206 und Fraunhofer IPK, zeigt.

Die heutige Entwicklung komplexer technischer Produkte umfasst das Zusammenspiel verschiedenen Disziplinen der Mechanik- und Elektrokonstruktion sowie Softwareentwicklung. Das Systems Engineering stellt einen geeigneten Ansatz dar, um diese Disziplinen schon in frühen Entwicklungsphasen zusammenzubringen. Dieses Konzept unterstützt die Produktentwicklung durch eine Anforderungserfassung, sowie eine interdisziplinäre Produktkonzeptbeschreibung und -validierung. Dabei berücksichtig der Ansatz das Gesamtproblem, also alle Anforderungen an das Enwicklungssystem. Will ein Ingenieur das Produkt und damit die Produktstückliste abändern, kann er aber nicht sofort erkennen, welche Auswirkungen dies auf die Anforderungen hat. Heutzutage bestehen demnach kaum anwendbare Ansätze, um diese Produktkonzeptmodelle in PDM-Systemen zu verwalten.

Modellbasiertes Engineering

Einen erweiterter Ansatz dieses Konzepts bietet das modellbasierte Systems Engineering. Dabei arbeiten Ingenieure und Konstrukteure schon in frühen Phasen der Produktentwicklung durchgängig mit digitalen Modellen. Gleichzeitig wird das Produkt in der Konzeptphase funktional beschrieben, Entwickler aus verschiedenen Disziplinen gewinnen damit ein gemeinsames Verständnis des Produkts. Diese frühen, funktionsorientierten Produktmodelle werden basierend auf den Anforderungen der Kunden und Ingenieursanforderungen erstellt und dienen zudem als Basis für die disziplinspezifische Detailentwicklung, die ebenfalls modellgetrieben ist. Diese durchgängige Arbeit mit digitalen Modellen gestattet die Vernetzung aller Entwicklungsergebnisse. Die konzeptionelle Produktbeschreibung kann auf diese Weise als Brücke zwischen Anforderungen und Produktstückliste auf der Produktdatenmanagement-Ebene (PDM) wirken.

Allgemeine Beschreibungsstufe

Frühe Konzeptmodelle eines Produktes werden grundsätzlich auf zwei Stufen erstellt: Einer allgemeinen Beschreibungsstufe und einer konkreten Simulationsstufe. Auf beiden Stufen stehen Ingenieuren verschiedene Modellierungssprachen zur Verfügung. Die Beschreibungsebene der ersten Modellierungsstufe nutzt flexible graphische Modellierungssprachen. Schemata und Diagramme umfassen dabei beispielsweise Entwickleranforderungen, Funktionen oder generische Strukturen. Diese grafischen Produktbeschreibungsmodelle sind übersichtlich und sollen für alle am Modellierungsprozess beteiligten Personen verständlich sein. Obwohl allgemeine Regeln zur Verknüpfung bestimmter Arten von Modellelementen existieren, sind die auf der Beschreibungsebene entstehenden Modelle nicht in ihrem ganzen Umfang vom Rechner interpretier- und ausführbar.

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