Für viele Unternehmen ist eingebettete Software mittlerweile ein wichtiger Faktor für Innovationen. Mithilfe von eingebetteter Software können sie ihre Produkte intelligenter machen und ihren Kunden ein stärker personalisiertes Erlebnis anbieten. Außerdem ist eingebettete Software eine wichtige Grundlage für das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT), da sie intelligente, vernetzte Geräte erst möglich macht.
Das ist zwar alles äußerst spannend, erhöht jedoch auch die Komplexität so stark, dass die Produktentwicklung schwieriger wird als je zuvor. Komplexe Systeme mit mechanischen Komponenten, Elektronik und Software müssen nahtlos zusammenarbeiten. Um diese Komplexität zu beherrschen, benötigen Unternehmen professionelle Verfahren für die Systementwicklung. Unternehmen, die sich nicht auf die Verbesserung ihrer Systementwicklungsprozesse konzentrieren, laufen Gefahr, negative Folgen zu spüren. In einer Studie mit Tech-Clarity mit dem Titel Bewältigung der Herausforderungen bei der Entwicklung von softwareintensiven Produkten fragten wir Unternehmen nach ihren Erfahrungen bei der Entwicklung von Produkten mit eingebetteter Software. In Abbildung 1 sind die negativen Auswirkungen aufgeführt, die sie verzeichnet haben.
Abbildung 1: Negative geschäftliche Auswirkungen der Entwicklung von Produkten mit eingebetteter Software
Aufgrund der Systemkomplexität gibt es viele potenzielle Fehlerstellen. Infolge der Abhängigkeiten zwischen Komponenten und Ressourcen ist beispielsweise ein Gesamtüberblick über die Auswirkungen von Änderungen notwendig, um alle betroffenen Bereiche korrekt aktualisieren zu können. Wird etwas übersehen, kann dies zu Inkompatibilitäten innerhalb des Systems und damit möglicherweise zu Qualitätsproblemen führen. Probleme, die nicht erkannt und behoben werden, können den guten Ruf der Marke schädigen und zukünftige Ertragschancen mindern. Um Probleme zu finden und zu korrigieren, ist ein Mehraufwand erforderlich, wodurch sich die Markteinführung verzögern kann. Die Systemkomplexität bedeutet auch, dass sich die Korrektur von Problemen, ohne dass weitere Fehler verursacht werden, schwierig gestalten kann. All dies hat Nacharbeit und Umkonstruktionen zur Folge, was wiederum den Zeitaufwand und die Kosten in die Höhe treibt. Die Mehrkosten ergeben sich aus möglichem Ausschuss und der zusätzlichen Entwicklungszeit für das Korrigieren von Fehlern, statt an neuen Innovationen zu arbeiten. Darüber hinaus leidet die Effizienz, wenn Entwicklungsteams die Arbeit an neuen Projekten einstellen müssen, um Probleme zu beheben.
Das Gute ist, dass mit der gezielten Einführung von professionellen Systementwicklungsverfahren diese negativen Auswirkungen vermieden werden können. Technologie kann eine äußerst wichtige Rolle bei der Unterstützung dieser Best Practices spielen. Insbesondere zur Beherrschung der Komplexität kann sie von großem Nutzen sein. In diesem Zusammenhang hat Tech-Clarity den Systems Engineering Buyers Guide: The Expert Guide to Systems Engineering Solutions (Buyer's Guide für modellbasierte Systementwicklung: Expertenratgeber für Systementwicklungslösungen) verfasst, um Unternehmen bei der Auswahl der besten Lösung für ihre Anforderungen zu unterstützen.
Eine Möglichkeit, wie Unternehmen ihre Systementwicklungsprozesse verbessern können, ist die modellbasierte Systementwicklung (MBSE). Bei MBSE wird das System mithilfe von Modellen definiert. MBSE bietet dabei die folgenden Vorteile:
- Beherrschen der Komplexität
- Fördern der Wiederverwendung
- Verwalten von Produktlinien
Komplexität ist oft die eigentliche Ursache von Schwierigkeiten bei der Systementwicklung. Anhand einer visuellen Darstellung des Systems sind Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen Bereichen leichter zu erkennen und zu verwalten. Diese visuelle Referenz unterstützt den Entwurf, die Analyse, Verifizierung und Validierung des gesamten Systems. Das Modell dient als gemeinsame Referenz für alle Entwicklungsbereiche, um die Kommunikation und Zusammenarbeit der Teams während des Entwicklungsprozesses zu erleichtern. Bessere Kommunikation steigert die Effizienz und verbessert damit die Time-to-Market. Da das Systemmodell die Visualisierung von Abhängigkeiten im System erleichtert, sinkt das Risiko von Fehlern und Qualitätsproblemen, insbesondere beim Vornehmen von Änderungen.
In der Untersuchung von Tech-Clarity nannten 42 % der Hersteller die Wiederverwendung von Konstruktionen als eine der größten Veränderungen in der Systementwicklung. Die Wiederverwendung ist wichtig, weil sie den Zeitaufwand für Konstruktion, Entwicklung und Tests verkürzt. Außerdem verringert die Wiederverwendung bewährter und validierter Komponenten, Untersysteme und digitaler Ressourcen das Fehlerrisiko. Systemkomplexität und wechselseitige Abhängigkeiten machen es allerdings äußerst schwierig, zu ermitteln, was wiederverwendet werden kann. MBSE unterstützt eine modulare Systementwicklung. Ein modulares System wird in kleinere Abschnitte untergliedert. Diese lassen sich sehr viel einfacher in anderen Systemen wiederverwenden. Wenn der Entwurf weiter gedeiht, ist es außerdem einfacher, die kleinen Abschnitte zu isolieren und einzeln zu validieren. Dadurch lassen sich Probleme früher entdecken.
Eine Produktlinie hat eine Gruppe von Basis-Features gemeinsam. Durch variable Optionen lassen sich unterschiedliche Varianten erzeugen. Laut Tech-Clarity ist einer der Hauptgründe für den Einsatz von eingebetteter Software die Möglichkeit der Plattformkonstruktion. Allerdings nennen 49 % der Befragten die Entwicklung von Plattformvarianten als größte Herausforderung. Mit MBSE lassen sich unterschiedliche wiederverwendbare Komponenten einfacher zu individuellen Modellen für jede Variante zusammenstellen.
In Systems Engineering Buyers Guide: The Expert Guide to Systems Engineering Solutions (Buyer's Guide für modellbasierte Systementwicklung: Expertenratgeber für Systementwicklungslösungen) beschreibt Tech-Clarity die Softwarevoraussetzungen für Systementwicklung und insbesondere auch MBSE. Laden Sie das Handbuch herunter, und Sie erhalten Checklisten, die Sie bei der Auswahl der richtigen Lösung für eine erfolgreiche Systementwicklung unterstützen, sowie eine Liste der Anforderungen speziell für MBSE.