Systems Engineering ist eine Methode, um komplexe Entwicklungsprojekte zu realisieren, bei denen vielfältige Anforderungen integriert werden müssen.
Es beginnt mit der Produktvision
Die Produktentwicklung startet mit einer Produktvision. Diese Vision sollte diese drei Merkmale abdecken:
- Desirability (Kundenwunsch): Das Produkt muss dem Kundenwunsch entsprechen. Um die Kundenwünsche zu verstehen, funktioniert die Methode «Design thinking» sehr gut.
- Viability (Lebensfähigkeit): Das Produkt muss rentabel sein und Profit generieren. In diesem Bereich empfiehlt sich eine Markt- und Geschäftspotenzialanalyse.
- Feasibility (Machbarkeit): Das Produkt muss entwickelt und gebaut werden können. Hier wird die Methode «Systems Engineering» eingesetzt.
Das Ziel in der Produktentwicklung ist es, den «Sweet Spot» in der Mitte zu treffen, bei dem sich die drei Bereiche überschneiden.
WHY – Warum brauchen wir Systems Engineering?
Kostenplanung bei der Produktentwicklung
Die grüne Kurve zeigt, wie der Aufwand idealerweise verlaufen sollte. Beim herkömmlichen Vorgehen in Entwicklungsprojekten hingegen entspricht der Aufwand häufig der roten Kurve mit niedrigem Aufwand zu Beginn und einer Explosion des Aufwandes bei der Umsetzung.
Systems Engineering plant die Kosten entsprechend der blauen Kurve ein. Am Anfang werden viel Zeit und Geld in die Produktarchitektur, das Design und die Entwicklung eines Produktes investiert. Diese Kosten werden gegen Ende der Entwicklung wieder eingespart. Das ist die Motivation von Systems Engineering. Die Kostenplanung von Systems Engineering-Projekten ist oft realistischer und ehrlicher, auch wenn sie zu Beginn teurer erscheint.
What – Systems Engineering ist eine Methode die…
- …die Komplexität von Entwicklungsprojekten managt
- …den gesamten Lebenszyklus eines Produkts berücksichtigt
- … verschiedene Ingenieur-Disziplinen einbezieht, um einen Überblick zu gewährleisten und Silo-Denken zu verhindern
- … die Schnittstelle zum Projekt- und Qualitätsmanagement darstellt
- … sicherstellt, dass die Anforderungen aller Stakeholder erfüllt werden
- … den Kosten- und den Zeitrahmen im Blick behält
- … eine hohe Qualität sicherstellt, indem sie die Risiken und die Komplexität ausbalanciert
- … Optimierungen auf einem ganzheitlichen Level macht, anstatt einzelne Systemelemente zu optimieren
How – Wie wird Systems Engineering gemacht
Im V-Modell sind von links nach rechts die folgenden Schritte angesiedelt:
- Kundenanforderungen
- Technische Anforderungen
- Produktarchitektur
- Designspezifikation
- Implementation
- Integration
- Verifikation
- Gesamtsystemvalidierung
Im V-Modell wird visualisiert, welche Punkte links und rechts korrespondieren: Alles, was links spezifiziert wird, wird rechts getestet.
In einem regulierten Umfeld wie der Medizintechnik ist das ein sehr klassisches Vorgehen.
Systems Engineering beginnt mit Anforderungsmanagement!
Design Thinking
Um die Anforderungen an ein Produkt kennenzulernen und das Problem, das man mit dem Produkt lösen will, zu verstehen eignet sich die Design-Thinking-Methode.
Dabei hält man sich zuerst lange im sogenannten «Problemraum» auf, um das Problem von allen Seiten zu beleuchten und zu verstehen. Dabei muss man den Fächer erst sehr weit aufmachen, bevor man die relevante Problemstellung definieren kann.
Danach begibt man sich in den «Lösungsraum», um geeignete Lösungen zu suchen. Auch hier sollte man zuerst breit denken und erst dann die besten Lösungen selektieren.
Es lohnt sich, genügend Zeit in eine strukturierte Arbeit am Anfang zu investieren, denn diese Zeit spart man sich am Schluss eines Entwicklungsprojektes wieder ein.
Erst danach kommen die eigentliche Ingenieursarbeit und die Implementierung des Produkts.
Zum Schluss folgt dann noch das Testen. Der Testaufwand darf nicht unterschätzt werden und die nötige Zeit dafür muss eingeplant werden.
Fazit
Systems Engineerig bringt folgenden Nutzen:
- Gründe für Design-Entscheidungen und werden laufend dokumentiert
- Entwicklungsrisiken können minimiert werden
- Das Produkt kann in Rekordzeit entwickelt werden
- Das System kann verifiziert und getestet werden, auf eine Weise die reproduzierbar und dokumentierbar ist
- System Engineering ist auch die Basis zu einer effizienten Erstellung der technischen Dokumentation anhand der ISO 13485
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