Grundlage der Forschung am CSE bildet die Entwicklung von Datenstrukturen und –modellen zur durchgängigen modellbasierten Systementwicklung. Aus hierarchischen Systemmodellen sollen digitale Schatten abgebildet werden, die durch einen gefilterten Blick durch das Modell entstehen. Diese dezidierte Betrachtung eines Modells macht gezielte Analysen zu u.a. Lebensdauer, Effizienz oder Noise-Virbration-Harshness möglich. Das entstehende Systemmodell bildet die Single Source of Truth für alle Entwicklungsbeteiligten.
Das CSE entwickelt modellbasierte Systemarchitekturen für den praktischen Einsatz von MBSE in der domänenübergreifenden Produktentwicklung. Ziel der Entwicklung ist es, Methoden, Tools und Prozesse zu identifizieren und prototypisch umzusetzen, die einen durchgängigen agilen Produktentwicklungsprozess ermöglichen.
Auf Grundlage von funktionsparameterbasierten Schnittstellen zwischen Entwicklungsprozessschritten soll die Transparenz über Zielkonflikte zu jedem Zeitpunkt des Prozesses aufgedeckt werden können. Eine domänenübergreifende, modellbasierte und durchgängige Systemarchitektur ist hierfür notwendig. Die Entwicklung einer Methodik zur konsistenten Verlinkung einzelner Modelle zu einem gemeinsamen Arbeitsablauf bildet eine weitere Herausforderung dieses Themenbereichs.
Die funktionsorientierte Entwicklung mit Fokus auf die aus Kundenanforderungen abgeleiteten Produktfunktionen und Ihrer Teilfunktionen bis auf Elementarfunktionen soll die Zuordnung optimaler domänenübergreifender technischer Lösungen ermöglichen. Durch Abbildung technischer Lösungsprinzipien in Form von Prinziplösungen auf Basis physikalischer und informationstechnischer Modelle entwickelt das CSE Modellbibliotheken, die basierend auf physikalischen Effekten die Beschreibung der technischen Lösung auf Parameterebene erlauben. Auf Basis der Verknüpfung der Modelle über Funktionen lassen sich durchgängige Strategien zur Prüfung der Funktionserfüllung und damit der Anforderungen zu jedem Zeitpunkt der Entwicklung integrieren. (System Performance Evaluation – Sys-KPIs).
Die agile Nutzung von Echtzeitdaten kann Unternehmen wettbewerbsentscheidende Vorteile generieren. Am CSE wird die Einbettung dieser Daten in den Parameterraum des Systemmodells erforscht. Dieser Parameterraum wächst stetig mit jedem Entwicklungsschritt an und erlaubt bereits zu Beginn des Produktlebenszyklus die Rückführung von Felddaten. Mithilfe der Modelle können Beobachtungen aus dem Feld analysiert und ggf. entsprechende Hard- oder Software-Korrekturen abgeleitet werden.
Ziel dieses Forschungsbereichs ist es, agile und modellbasierte Methoden aus dem Software Engineering neu mit dem Konstruktionsprozessen des Maschinenbaus und deren Entwicklung von Systemen zu erweitern. Eine automatisierte und stringente Verwendung von Parametern zwischen Modellierungstools ermöglicht eine durchgängige Methodik zum agilen Systems Engineering. So entstehen neue Herangehensweisen zur effizienten Entwicklung innovativer Produkte, Services und Geschäftsmodelle.
Domänenspezifische Sprachen (DSLs) sind Modellierungssprachen, die für eine bestimmte Domäne optimiert sind. Sie schließen die konzeptionelle Lücke zwischen dem Problembereich und dem Lösungsbereich und lösen so die Probleme der Domänen besonders effizient. Ziel ist die Entwicklung von DSLs zur effizienten Modellierung des Produktionsprozesses sowie der Systemparameter, um eine automatisierte Verwaltung und Integration zwischen den Domänen zu erwirken.
Viele Unternehmen entwickeln heute noch überwiegend dokumentenzentriert und wenig durchgängig entlang der Prozesskette. Sowohl die Aufbau- als auch die Ablaufstrukturen sind noch klassisch aufgebaut und nur in seltenen Fällen für die modellbasierte Produktentwicklung geeignet aufgestellt. Im CSE entwickeln wir gemeinsam praxiserprobte Ansätze, um innerhalb eines Unternehmens
den Wandel hin zu einer modellbasierten Produktentwicklung zu schaffen.
Die Strategie der Zusammenarbeit besteht dabei aus unterschiedlichen Modulen. Die Schaffung eines gemeinsamen Verständnisses durch ein Glossar, gemeinsame Themendiskussionen, Speed Datings und mehr bilden die Grundlage für die konsortiale Zusammenarbeit. In Konsortialstudien erarbeiten wir in kleineren Gruppen gezielt Lösungen für konkrete Problemstellungen. Konsortialbenchmarkings erweitern den Blick nach außen und integrieren externe Best Practices in unsere Arbeit. Das Jahrestreffen, der Systems Engineering Congress und unsere Community-Meetings sorgen für eine systematische Ausrichtung im Themenfeld Systems Engineering.