Systems Engineering

Einführung

Systems Engineering

Die zunehmende Komplexität technischer Systeme und steigende Kundenanforderungen stellen Entwicklungsorganisationen vor wachsende Herausforderungen. Moderne Produktentwicklung findet in einem interdisziplinären Umfeld statt, das durch Volatilität, Unsicherheit, Komplexität und Ambiguität (VUCA) geprägt ist. Vernetzte und intelligente Technologien erfordern dabei neue methodische Ansätze in der Systementwicklung. Systems Engineering bietet als systematischer, interdisziplinärer Ansatz die methodische Grundlage für die erfolgreiche Entwicklung komplexer technischer Systeme. Im Fokus stehen die strukturierte Analyse von Stakeholder-Bedürfnissen, die systematische Ableitung von Systemanforderungen sowie die ganzheitliche Betrachtung des Entwicklungsprozesses. Durch die Integration verschiedener Fachdisziplinen und die Anwendung bewährter Prozesse und Methoden ermöglicht Systems Engineering die beherrschbare Entwicklung auch hochkomplexer Systeme.

Relevanz des Themas

Der Umgang mit Komplexität

Moderne technische Systeme sind zunehmend als sozio-cyber-physikalische Systeme oder System of Systems ausgelegt, um komplexe Stakeholder-Anforderungen zu erfüllen. Diese Systemkomplexität erfordert systematische und systemische Entwicklungsansätze, die über traditionelle Ingenieursdisziplinen hinausgehen. Systems Thinking bildet hierbei die konzeptuelle Grundlage: Dieser ganzheitliche Denkansatz ermöglicht es, komplexe Phänomene zu verstehen und zu gestalten, indem bei der Bearbeitung von Teilaufgaben stets die Gesamtaufgabe und übergeordnete Problemstellung berücksichtigt werden. Als zentraler Bestandteil des Systems Engineering fördert Systems Thinking das Verständnis für Systemzusammenhänge und -wechselwirkungen. Ergänzend gewinnen menschenzentrierte Ansätze an Bedeutung, da neben der technischen Funktionalität auch emotionale Nutzererfahrungen zur Wertschöpfung beitragen. Design Thinking unterstützt hier als strukturierter, kreativer Problemlösungsansatz die Entwicklung nutzerzentrierter Lösungen und erweitert damit das methodische Spektrum des Systems Engineering. Model-Based Systems Engineering (MBSE) stellt einen weiteren Schwerpunkt dar: Dieser formalisierte Ansatz nutzt digitale Modelle zur systematischen Definition, Entwicklung, Analyse und Dokumentation von Systemen. MBSE zielt darauf ab, die Effizienz und Effektivität des Entwicklungsprozesses zu steigern. Zentrale Forschungsfragen umfassen dabei die optimale Integration von Modellen in Systems Engineering-Prozesse sowie die Nutzung von MBSE zur Abbildung und Analyse von Daten- und Informationsbedarfen in komplexen Systementwicklungsprojekten.

Forschungsschwerpunkte

In diesem Kontext beschäftigen wir uns insbesondere mit folgenden Forschungsschwerpunkten:
- Modellbasierte Identifikation und Reduktion von Unsicherheiten im Systementwicklungsprozess. Entwicklung systematischer Ansätze zur frühzeitigen Erkennung und gezielten Behandlung von Unsicherheiten durch den Einsatz digitaler Systemmodelle
- Methodenentwicklung für aufgabenspezifische Systemmodellierung. Erforschung und Entwicklung von Methoden zur Erstellung zielgerichteter Systemmodelle, die Entwicklungsteams bei spezifischen Aufgaben optimal unterstützen
- Integration von Design Thinking im Systems Engineering. Untersuchung systematischer Ansätze zur Verbindung menschenzentrierter Designmethoden mit etablierten Systems Engineering-Praktiken

Mitarbeiter auf diesem Schwerpunkt