Was ist MBSE und wie kann es meinem Unternehmen helfen?

In den letzten Jahren hat sich das System-Engineering von vorwiegend dokumentbasierten Methoden zu einem strukturierteren, effizienteren und vorteilhafteren Ansatz entwickelt, der als modellbasiertes System-Engineering (MBSE) bezeichnet wird. Der International Council on Systems Engineering (INCOSE) stellt fest, dass die Zukunft des System-Engineering modellbasiert ist und Systemmodelle zur zentralen Kommunikationsplattform zwischen allen Beteiligten und Ingenieuren werden. [1]

INCOSE definiert MBSE als die Modellierung von Systemanforderungen, Entwürfen, Analysen, Verifizierungs- und Validierungsaktivitäten, die in der Konzeptionsphase beginnen und sich über die gesamte Entwicklung fortsetzen. [2]

Die Einführung von MBSE-Methoden verbessert die Produktentwicklung in folgender Weise:

• Erhöht die Produktqualität durch Reduzierung von Konstruktionsfehlern und Inkonsistenzen
• Verbessert die Kommunikation und Zusammenarbeit innerhalb der Konstruktion und im gesamten Unternehmen
• Beschleunigt die Produktentwicklung und senkt Kosten durch frühzeitige Erkennung und Behebung von Konstruktionsproblemen
• Reduziert Risiken durch virtuelle Simulation und Prototyping

MBSE ist eine wichtige Säule des digitalen Threads von PTC, der Anforderungen mit Systemfunktionen, Architekturdesigns und nachgelagerten Detailkonstruktionen in PLM und CAD verbindet. Neben diesem Netzwerk miteinander verbundener Designartefakte bietet MBSE auch ein Framework für die Koordination und Orchestrierung der verschiedenen Engineering-Disziplinen sowie von Zulieferern oder Designpartnern. 

Ein aktueller Bericht von CIMdata zu MBSE liefert folgende Erkenntnisse [3]: 

• 67% der Unternehmen gaben an, dass MBSE zu einer Verbesserung der Produktqualität führt.
• 59% der Unternehmen gaben an, dass MBSE zu einer Senkung der Gesamtentwicklungskosten führt.
• 55% der Unternehmen gaben an, dass MBSE zu einer Reduzierung der technischen Änderungsaufträge führt.
• 50% der Unternehmen gaben an, dass MBSE zu einer Reduzierung der physischen Prototypen führt.

Warum ist SysML 2.0 wichtig?

SysML (Systems Modeling Language) ist eine Modellierungssprache und grafische Notation zur Definition komplexer Systeme, die von der OMG (Object Management Group) gepflegt wird. SysML 2.0, der Nachfolger von SysML 1.x, zielt darauf ab, die Effektivität von MBSE zu verbessern und die Akzeptanz in der Industrie zu erhöhen.

SysML 2.0 verfügt über ein neues Metamodell mit grafischer und textueller Notation sowie eine standardisierte API für den Zugriff auf das Modell (basierend auf REST und OSLC). Es ist präziser, ausdrucksstark, interoperabel und erweiterbar, und die Definition und das Verwendungsmuster ermöglichen Wiederverwendung, Benutzerfreundlichkeit und Automatisierung.

SysML 2.0 unterstützt die Modellierung von Systemanforderungen, Architektur, Verhalten, Analyse/Simulation und Test/Verifizierung, wie unten dargestellt. 

Bild: Einführung in die grafische Notation der Sprache SysML v2

SysML 2.0 soll im Sommer 2025 offiziell veröffentlicht werden und sich voraussichtlich als De-facto-Standard für MBSE etablieren. 

So kann PTC Ihnen helfen 

PTC war von Anfang an aktiv an der Entwicklung von SysML 2.0 beteiligt und hat SysML 2.0 zu einer Priorität in der Produkt-Roadmap für PTC Modeler, der MBSE-Lösung von PTC, gemacht. Beginnend mit PTC Modeler 10.0, 10.1 und im Sommer 2025 mit PTC Modeler 10.2 stellt PTC schrittweise SysML 2.0-Funktionen bereit. 

Bild: PTC Modeler 10.1

PTC Modeler unterstützt Ihre System- und Softwareingenieure bei der Erstellung konsistenter, hochwertiger Modelle, um Anforderungen zu kommunizieren, wichtige Funktionen zu identifizieren, Produktarchitekturen zu definieren, Designalternativen zu analysieren und gute Kompromissentscheidungen zu treffen.

Wichtigste Funktionen:

• Modellbasiertes Systemdesign
• Modellbasiertes Software-Design
• Produktlinien-Engineering für Variabilitätsmanagement
• Multi-User- und Multi-Disziplin-Zusammenarbeit
• Digital Thread-Rückverfolgbarkeit mit Codebeamer, IBM DOORS Next, Siemens Polarion und Windchill PLM.
• Integriertes Konfigurationsmanagement
• Standardbasierte Modellierung mit Unterstützung für UML, SysML 1 und 2, UPDM und UAF.
• Sichere Modellverwaltung mit SQL Server

In Kombination mit Codebeamer und Windchill PLM von PTC bietet PTC Modeler eine Komplettlösung für die durchgängige, integrierte Produktentwicklung, die im Folgenden dargestellt ist.

Bild: Modellbasierte integrierte Produktentwicklung

Funktionen von PTC Modeler SysML 2.0 

PTC Modeler 10.2 (veröffentlicht im Sommer 2025) bietet Funktionen für die folgenden Bereiche von SysML 2.0: 

• Paketmodellierung
• Anforderungsmodellierung
• Strukturmodellierung (Teile, Ports, Schnittstellen usw.)
• Verhaltensmodellierung (Aktionen, Zustände, Übergänge usw.)
• Analyse- und Verifizierungsmodellierung
• Variabilitätsmodellierung
• Import von Textnotationen
• OSLC-basierte Digital Thread-Integrationen mit Codebeamer, Windchill PLM, IBM DOORS Next und Siemens Polarion

Zukünftige Versionen von PTC Modeler werden die folgenden Funktionen enthalten: 

• Ausdrücke, Einschränkungen und Berechnungen
• Modellierung mit textueller Notation
• Exporter für textuelle Notation
• Ansichten und Blickpunkte
• Windchill PLM Exporter zum Übertragen von Systemarchitekturmodellen in PLM
• SysML 2.0 API (REST und OSLC)

Referenzen:

[1] INCOSE Systems Engineering Vision 2035
[2] INCOSE Systems Engineering Vision 2020
[3] CIMdata A&D PLM Action Group Model-Based Systems Engineering Research

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