Model-Based Systems Engineering
Komplexe Anforderungen kinderleicht modellieren
Was ist die modellbasierte Systementwicklung (MBSE, Model-based Systems Engineering)?
die modellbasierte Systementwicklung ist eine Methode, bei der Modelle zum Entwerfen und Visualisieren komplexer Produkte, zum Erfüllen von Anforderungen und zum Bewerten von Kompromissen genutzt werden. Erst im Anschluss werden die einzelnen Aufgaben den entsprechenden Ingenieurdisziplinen (Mechanik, Elektronik, Software usw.) zugewiesen. MBSE vereinfacht den Entwurf komplexer Systeme durch die Verwendung einer gemeinsamen Sprache für multidisziplinäre Beteiligte. MBSE wird am häufigsten in sicherheitskritischen Branchen eingesetzt, in denen die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften unerlässlich ist.
Systeme verknüpfen, um sich einen Wettbewerbsvorteil zu sichern
Die Folgen einer manuellen, dokumentbasierten Systementwicklung sind im gesamten Unternehmen und darüber hinaus zu spüren. Probleme rund um Kosten, Qualität und Sicherheit resultieren aus Schwierigkeiten bei der Freigabe, Pflege und Wiederverwendung uneinheitlicher Informationen, die auf Zeichnungen, Tabellen und Word-Dokumente verteilt sind.
Lösungen von PTC bieten einen kollaborativen, visuellen Ansatz zur Verbesserung der Kommunikation und Klarheit sowie der Wartungsfreundlichkeit aller Produktdaten. MBSE wendet Modellierung, Tools und Methoden an, um Ihre Systems-Engineering-Programme und -Projekte zu verbessern, technologische Innovationen voranzutreiben und Kosten und Produktivität positiv zu beeinflussen. Die Qualität und die Einhaltung von Normen und Vorschriften werden ebenfalls verbessert, da Risiken früher erkannt und beseitigt werden.
Woraus besteht die MBSE?
MBSE ist ein multidisziplinärer und kollaborativer Ansatz für die Entwicklung und Wartung komplexer Systeme, einschließlich technischer Simulationssoftware und Mapping-Anforderungen. Die Modellierung der Systemarchitektur zeigt und beschreibt die Architektur eines Systems durch eine digitale Darstellung. Diesem Rahmen folgt der Rest der Produktentwicklung. Das „S“ kann auch für die Modellierung der Softwarearchitektur stehen, die in ähnlicher Weise eine visuelle Darstellung des Softwareprojekts beschreibt und bereitstellt. Mit Software für technische Simulation können Benutzer Entwürfe ausführen, um zu prüfen, ob die Leistung des Produkts die Anforderungen erfüllt. Das Zuordnen der Anforderungen vor dem Erstellen und Codieren trägt dazu bei, dass sie ordnungsgemäß definiert und ausgerichtet sind.
Welche Tools werden in MBSE verwendet?
MBSE kombiniert verschiedene Konzepte aus dem Ingenieurwesen miteinander. Es vereint Modellierung, Systemdenken und Systems Engineering. Da MBSE drei verschiedene Aspekte einbezieht, nutzt es auch mehrere Tools.
Einige der Tools, die in MBSE verwendet werden, sind:
- Modellierungswerkzeuge
- Simulations-Tools
- Analysetools
- Tools für das Anforderungsmanagement
- Softwareentwicklung
- Konfigurationsverwaltung
- Projektmanagement
Systemmodellierungssprache
Es gibt mehrere Modellierungssprachen, die in MBSE verwendet werden. Die primäre Modellierungssprache heißt SysML und ist die Systemmodellierungssprache. Diese Sprache ist die universelle Modellierungssprache, die Anwendungen für die Systementwicklung unterstützt und eine einheitliche Darstellung von Modellen erlaubt. Weitere verwandte Modellierungssprachen sind:
- UML (Unified Modeling Language, einheitliche Modellierungssprache für Software)
- UAF (Unified Architecture Framework, Framework mit einheitlicher Architektur)
- OVM (Variabilitätsdiagramm, orthogonale Variabilitätsmodellierung)
Je nachdem, was ein Projekt beinhaltet, kann es unterschiedliche Modellierungssprachen geben, die zur Definition der Spezifikationen verwendet werden.
MBSE-Softwaretools
Dies sind einige MBSE-Softwaretools:
- Modellierungstool für Systeme
- SoS-Bibliothek
- System-PLE
- Simulation des visuellen Systems
- Analyse von Vergleichsstudien
- Automatisierte Systementwurfsprüfung
- Modulares Design
- Anwendungsfallmodellierung
- Inkrementelle Modellierung
- Funktionale Modellierung
- Visuelle Modellierung mit Daten und Diagrammen
Simulations- und Analysetools
Zu den MBSE-Simulations- und Analysetools gehören:
- Statische Simulation
- Dynamische Simulation
- Visuelle, funktionale Simulation
- Co-Simulation
Tools für die Anforderungsverwaltung
Tools für die Anforderungsverwaltung
- Anforderungs- und Story-Management für
- Geschäftliche Anforderungen
- Systemanforderungen
- Anforderungen des Benutzers
- Anforderungsbezogenes Testmanagement
Disziplinübergreifendes Konfigurations-Management mit MBSE
Erfahren Sie, wie der Digital Thread von PTC eine nahtlose Verzahnung von PLM, Anforderungsentwicklung, Testmanagement und MBSE ermöglicht und so eine bemerkenswerte Zusammenarbeit und Koordination zwischen verschiedenen Bereichen fördert. Starten Sie Ihren Weg zum Digital Thread, um optimierte Prozesse, mehr Innovation und einwandfreie Produktqualität zu ermöglichen.
Automobilindustrie
MBSE bietet Automobilherstellern und deren Zulieferern enorme Vorteile. Komplexe Systementwicklungsfunktionen erleichtern die Integration von Software und Hardware. Verbesserte Transparenz und Verfolgbarkeit verkürzen die Zeit bis zur Einhaltung von Vorschriften. Die Möglichkeit, intern und extern mit Lieferanten zusammenzuarbeiten, trägt dazu bei, die Entwicklungsdauer zu verkürzen.
Luft-/Raumfahrt und Verteidigung
MBSE kann die Entwicklung in Luft-/Raumfahrt und Verteidigung voranbringen, indem es die Risiken bei der Entwicklung reduziert und Stakeholder dabei unterstützt, in Echtzeit zusammenzuarbeiten, um Anforderungen abzubilden, bevor sie mit der Entwicklung ihrer Produkte beginnen. Die A&D-Branche ist mit strengen regulatorischen Anforderungen und äußerst komplexen Produkten konfrontiert. Die Verfolgbarkeit von den Anforderungen bis hin zur Stückliste kann A&D-Organisationen bei der Herstellung ihrer Produkte Zeit und Geld sparen.
MBSE-Fallstudien
Erfahren Sie, welche Vorteile andere mit einem MBSE-Ansatz genießen.
MBSE-Software von PTC
PTC Modeler ist eine preisgekrönte, auf Standards basierende System- und Softwaremodellierungslösung, mit der Architekten und Ingenieure Konstruktionsalternativen untersuchen, Konstruktionsverhalten simulieren und Produktanforderungen kommunizieren können.
Die Windchill Asset Library ermöglicht einen System-of-Systems-Ansatz für MBSE, der es ermöglicht, Untersysteme in separaten Modellen zu entwerfen und sie zu übergeordneten Systemmodellen zu verknüpfen, ohne Daten zu duplizieren. So können Sie für Design- und Systemerstellung dieselbe Herangehensweise verwenden.
Windchill Process Director ist eine Lösung zur Prozessdefinition und ‑verteilung, die einen effizienten Ansatz zur Definition von organisatorischen Prozessen bietet und Projektmanagern hilft, produktiver zu werden. Die Verbesserung der Prozessqualität wird durch eine einfache Online-Wartung unterstützt, die für neue und bestehende Projekte bereitgestellt werden kann.
Wichtige Produkt-Features
Implementieren Sie MBSE-Verfahren, die eine gemeinsame, visuelle Sprache und einen strukturierten Entwicklungsansatz ermöglichen.
Live-Mehrbenutzer-Datenbank: Unternehmenslösung, die Systemingenieuren die gleichzeitige Zusammenarbeit an Entwürfen ermöglicht, ohne Dateien hin- und herzuschicken oder ein-/auszuchecken
Systemmodellierung nach Industriestandards: Intuitives, visuelles Design mit dem OMG SysML-Standard für die Entwicklung komplexer Systeme und Systems-of-Systems
Asset-basierte modulare Systemmodellierung: Modularer System-of-Systems-Entwicklungsansatz mit Verknüpfung von Modellen über die einzigartige Windchill Asset Library
Visuelle Simulationen: Visuelles Simulieren und gemeinsames Simulieren von Systemfunktionen schon früh im Entwicklungszyklus zur Erkennung von Problemen
Automatische Entwurfsprüfung: Validierung komplexer Systementwürfe früher im Entwicklungslebenszyklus mittels automatischer Entwurfsprüfungen
Variabilitäts-Modellierung: Erweiterung der modellbasierten Systementwicklung um System-Produktlinienmodellierung und Weitergabe ins PLM-System
Asset Management: Asset-basierte modulare Systementwicklung für Systems-of-Systems
Integriertes Software-Design: Weitergabe an die Software-Modellierung und automatische Code-Generierung für bedeutende Programmiersprachen und die ThingWorx IoT-Plattform von PTC
PTC Integration: Windchill und Drittanbieterintegration mit erweitertem OSLC