Einführung
Die aktuelle Marktentwicklung stellt Unternehmen vor immer größere Herausforderungen, da zunehmend qualitativ hochwertigere und komplexere Systeme zu geringeren Kosten und kürzeren time-to-market Zeiten gefordert werden. Zusätzlich steigt die Erwartung des Kunden, dass Systeme kundenspezifisch angepasst werden können (mass customization) und über den Produktlebenszyklus hinweg mit kontinuierlichen Systemverbesserungen versorgt werden.
Diese Anforderungen sorgen besonders in einer dokumentenbasierten Entwicklung für große Probleme. Die Pflege von Dokumenten eines komplexen Systems ist sehr zeitintensiv und fehleranfällig. Eine Änderung am System wird oft nicht konsistent in allen relevanten Dokumenten übernommen, da oft unklar ist, welche Dokumente oder Stellen im Dokument geändert werden müssen. Infolgedessen werden die Dokumente nicht mehr gepflegt und das Wissen bleibt im Kopf der einzelnen Entwickler. Weitere Änderungen sind dann oft risikoreich und zeitaufwendig, da ein ganzheitliches Verständnis des Systems nicht mehr existiert und die Informationen mühsam von verschiedenen Personen zusammengetragen werden müssen. Ein weiteres Problem ist, dass diese Dokumente nicht zentral gepflegt werden, sondern in der Realität oft verteilt auf verschiedenenen Netzlaufwerken oder Computern der Entwickler liegen. Es fehlt der Überblick über die relevanten Dokumenten.
Eine weitere Herausforderung stellt das Variantenmanagement für Unternehmen dar. Es fehlt den Unternehmen oft an einer effizienten Methodik, die Komplexität der Varianten zu beherrschen und Varianten innerhalb einer Produktlinie effizient zu entwickeln.
Um den Anforderungen gerecht zu werden, versuchen Unternehmen zunehmend ihre Entwicklung von einer dokumentbasierten auf eine modellbasierte Systementwicklung umzustellen. Die modellbasierte Systementwicklung wird auch als Model-Based-Systems-Engineering (MBSE) bezeichnet. MBSE beschreibt einen interdisziplinären Ansatz des Systems Engineerings, welche bewährte Vorgehensweisen des traditionellen Systems Engineerings mit Modellierungstechniken verbindet. Der Entwurf, die Spezifikation, sowie die Verifikation und Validierung eines komplexen Systems erfolgt in einem Systemmodell. Dieses Systemmodell begleitet den kompletten Entwicklungsprozess und stellt die Quelle der wesentlichen Entwicklungsartefakte dar.
Der Übergang zu MBSE stellt für viele Unternehmen jedoch eine Herausforderung dar, da die modellbasierte Entwicklung eine bedeutsame Veränderung für die Belegschaft in der Entwicklungsorganisation ist. Die nachfolgenden Kapitel sollen einen Einstiegspunkt in die Thematik liefern und einen Überblick über relevante Themen von MBSE und Variantenmanagement geben. Die ersten beiden Kapitel geben eine Einführung in das Systems Engineering und MBSE. Im dritten und vierten Kapitel wird die SysML vorgestellt, welche eine standardisierte Notation für die Modellierung von Systemarchitekturen liefert und domainspezifisch angepasst werden kann. Im fünften Kapitel wird eine Methodik zur effizienten Entwicklung von Produktlinien beschrieben. Das letzte Kapitel stellt die Modelltransformation vor. Diese wird benötigt um Modelle einer Disziplin (z.B. Systemarchitektur) konsistent in Modelle einer anderen Disziplin (z.B. Software, Hardware) zu überführen.