Kontinuierlich wollen wir an dieser Stelle über die Entwicklungen der Fachgruppe Systems Engineering im Spitzencluster it’s OWL berichten. Zum Einstieg fassen wir noch einmal die Motivation für die Gründung der Fachgruppe zusammen und erläutern, warum insbesondere der Maschinen- und Anlagenbau von Systems Engineering profitieren kann – wenn spezifisch an die Anforderungen dieser Branche angepasste Methoden und Tools verfügbar sind.
Die Autoren: Dr. Roman Dumitrescu leitet die Fachgruppe SE und ist Abteilungsleiter Produktentstehung, Alexander A. Albers wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Fraunhofer-Projektgruppe Entwurfstechnik Mechatronik des Fraunhofer IPT in Paderborn
„Nur gemeinsam und in einem ständigen Erfahrungsaustausch können wir Systems Engineering in den Maschinenbau bringen“, sagte Martin Kannegiesser anlässlich der Gründungsveranstaltung der Fachgruppe Systems Engineering (siehe Kasten) bei Kannegiesser in Vlotho im August 2014. Hauptziel der Fachgruppe ist es – zusätzlich zu den zahlreichen Innovations- und Forschungsprojekten des Clusters – den Mittelstand fit für die Herausforderungen der Produktentstehung von morgen zu machen; natürlich auf Basis von Systems Engineering (SE). Um dieses Ziel zu erreichen, wurden verschiedene Arbeitskreise eingerichtet. Die Breite des SE-Ansatzes kann so in handhabbaren und überschaubaren Handlungsfeldern zielgerichtet bearbeitet werden. Die Schwerpunktthemen der Fachgruppe spiegeln sich in vier Arbeitskreisen wider:
- Anforderungs-Engineering
- Methoden: Model-Based Systems Engineering
- Soft Facts | Organisation | Kommunikation
- Werkzeuge | Datenmanagement
Die Zusammenarbeit in der Fachgruppe ist so organisiert, dass es für jeden Arbeitskreis einen Paten aus dem Teilnehmerkreis der Unternehmensvertreter gibt, der durch einen wissenschaftlichen Begleiter der Fraunhofer-Projektgruppe Entwurfstechnik Mechatronik unterstützt wird. Dieser Modus ermöglicht eine Konzentration auf die Bedarfe der Praxis unter Berücksichtigung aktueller Entwicklungen im SE, die durch ein kontinuierliches Themenfeld-Monitoring von Fraunhofer identifiziert werden. Gemeinschaftlich werden auf diese Weise disziplinübergreifende Methoden für die Entwicklung von intelligenten technischen Systemen diskutiert und angepasst, um sie in einem weiteren Schritt in die Produktentstehung des Maschinen- und Anlagenbaus zu integrieren.
Spezifika des Maschinen- und Anlagenbaus im Blick
Das Paradigma des Systems Engineerings findet seit Jahrzehnten in der Luft- und Raumfahrt und der Verteidigungsindustrie Anwendung, hat sich dort durchgesetzt und wird auch kontinuierlich weiterentwickelt. Normen wie die ISO 15288 „Systems and software engineering – System life cycle processes“ und Handbücher wie beispielsweise das INCOSE SE-Handbook beschreiben die Anwendung detailliert, wobei der Fokus meist auf den oben genannten Branchen liegt. „Systems Engineering ist doch nur etwas für den Bau von Raketen und Raumschiffen“, ist deswegen ein oft zu hörender Einwand. Dabei wird übersehen, dass auch die Fahrzeugindustrie das große Potential hinter SE in Bezug auf entscheidende Wettbewerbsvorteile in der globalisierten Welt erkannt hat.
Aktuell ist ein starkes Interesse an SE auch in anderen Branchen zu erkennen. Was zunächst auf den Automobilbau beschränkt war, nimmt seit einiger Zeit auch im Maschinen- und Anlagenbau Fahrt auf. Die Gründe dafür sind die zunehmende Produkt- und Prozesskomplexität bedingt durch den Wandel von rein mechanischen Systemen hin zu hochvernetzten Systemen im Sinne von Industrie 4.0. Ebenso erfordert die Veränderung der unternehmerischen Wertschöpfungsstrukturen hin zu kurzlebigen Broker-Netzwerken eine Auseinandersetzung mit dem SE. Da im Maschinen- und Anlagenbau bislang nur wenige Unternehmen Erfahrung mit SE sammeln konnten, stellt das die Branche vor enorme Herausforderungen – zumal die Investitionsbarriere im Vergleich zum wahrgenommenen Nutzen zu hoch scheint.
Systems Engineering im Maschinen- und Anlagenbau muss deswegen anders ausgestaltet sein als SE in großen Weltkonzernen: Die organisatorischen Rahmenbedingungen, die IT-Infrastruktur und die Mitarbeiterzahlen sind in mittelständischen Unternehmen nicht für den zweifelsfrei arbeitsintensiven Ansatz ausgelegt. Da die Produkte der Branche in der Regel auftragsbezogen entwickelt und produziert werden, hat das umso mehr Gewicht. Entscheidend ist deshalb, dass die SE-Methoden und -Werkzeuge an die Bedürfnisse dieser Branche angepasst werden.
Nutzen erkannt – Umsetzung angestrebt
Bei einem ersten intensiveren Arbeitstreffen Anfang November 2014 auf der FMB – Zuliefermesse Maschinenbau in Bad Salzuflen wurden die Teilnehmer der Fachgruppe nach den größten Herausforderungen in der Produktentstehung befragt (siehe Grafik). Die Ergebnisse der Befragung lassen erkennen, dass man die Zeichen der Zeit und den Bedarf für SE erkannt hat – und nun aktiv mit der Fachgruppe SE angehen wird. Eines der Kernziele dabei ist, die hohe Anzahl an Schnittstellen, resultierend aus der zunehmend arbeitsteiligen Entwicklung komplexer Systeme, in den Griff zu bekommen. Nur eine lückenlose Beherrschung der Schnittstellen ermöglicht eine erfolgreiche Produktentstehung – so der Tenor.
Der von der Fachgruppe SE eingeschlagene Weg zeigt in diese Richtung. Aufbauend auf der Definition erster Ziele und Themenstellungen sind bereits Folgeveranstaltungen geplant. Und zur Intensivierung der Zusammenarbeit auch über die jeweils persönlichen Treffen hinaus sind kurze Online-SE-Tutorials für die Teilnehmer der Fachgruppe geplant – damit das Thema noch mehr an Fahrt gewinnt. Denn einig ist man sich bezüglich des Ziels, das Dr. Eberhard Niggemann so zusammenfasst: „Systems Engineering ist die Voraussetzung dafür, dass der mittelständische Maschinenbau in Deutschland international wettbewerbsfähig bleibt.“
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