Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-3475
Main Title: Konzeption und Realisierung einer Methode zur templategestützten Systementwicklung
Translated Title: Conceptual design and implementation of a method for template-based systems engineering
Author(s): Königs, Simon Frederick
Advisor(s): Stark, Rainer
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät V - Verkehrs- und Maschinensysteme
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Viele der gegenwärtig in der Produktentwicklung zu beobachtenden Trends belegen eine Zunahme der technischen und prozessualen Abhängigkeiten, die sowohl bei der Produktsynthese bewusst zu gestalten als auch während der Analyse- und Bewertungsphasen zu berücksichtigen sind. Die Unübersichtlichkeit dieser Abhängigkeiten beeinflusst den Schwierigkeitsgrad der Problemstellungen, denen Ingenieure bei der Entwicklung technischer Systeme begegnen, wie auch die Konsistenz verschiedenster Produktrepräsentationen. Ziel dieser Arbeit ist daher die Konzeption und Umsetzung einer Methode zur aufwandsarmen Erhöhung der Transparenz technischer und prozessualer Abhängigkeiten sowie der Konsistenz von Produktrepräsentationen. Den Anwendungskontext der Forschungsarbeit bilden komplexe, technische Systeme entwickelnde Industriezweige mit teils sehr hohen Anpassungsaufwänden, wie bspw. die Automobilindustrie. Für diese Anwendungsgebiete wird die Hypothese verfolgt, dass eine effiziente und effektive Systemmodellierung mit einer Methodik zur systematischen Wiederverwendung vorhandener Systeminformationen umsetzbar ist. Ausgehend von konkreten Anforderungen aus der Industrie beschreibt diese Arbeit eine entsprechende Modellierungslösung, die sich aus drei Hauptkomponenten zusammensetzt. Zum Ersten ermöglicht das effektive Metamodell der Produktentwicklung eine Zergliederung des technischen Gesamtsystems aus verschiedenen Perspektiven bei systematischer Dokumentation der technischen Zusammenhänge aller Elemente. Die weitergehende Betrachtung der Aktivitäten der Technikgenese ermöglicht die Beschreibung der Produktentwicklung als soziotechnisches Gesamtsystem. Als zweite Komponente des Lösungsansatzes wird mit der Systemtemplate-Methodik ein Konzept vorgestellt, welches den effizienten Umgang mit den zuvor definierten Systemmodellen in verteilten Anpassungsentwicklungen großer Unternehmen ermöglicht. Demnach können die instanziierten Systemtemplates auf Grundlage formalisierten Wissens über die Aktivitäten der Systementwicklung aufwandsarm an neue Randbedingungen angepasst werden und den Entwicklungsprozess konkret unterstützten. Als dritte Lösungskomponente wird die Konzeption eines CAx-Systems vorgestellt, das die Systemmodelle und die Template-Mechanismen in einem industriellen Informationsraum integrieren kann. Auf der Grundlage einer umfassenden Umsetzung des Ansatzes als Client-Server-System (SysMT = Systems Modeling & Management Tool) werden die Lösungskomponenten anhand verschiedener technischer Systeme und Entwicklungsszenarien aus der Automobilindustrie evaluiert. Die Umsetzung sowie umfassende Interviews in verschiedenen Entwicklungsbereichen ermöglichen die qualitative Bestätigung der zugrundeliegenden Hypothesen und Zielsetzungen. Die Umsetzung des hier vorgestellten Ansatzes hat in der Automobilindustrie bereits begonnen.
Many of the recently witnessed trends in product development result in an increase of technical and process-related dependencies which need to be consciously designed during product synthesis and considered for product analysis. The complexity of these dependencies has not only a direct impact on the difficulty of the problems which engineers face while designing technical systems but also on the consistency of various product representations. Therefore, the aim of this dissertation is the conception and implementation of a method to effortlessly increase the transparency of technical and process-related dependencies as well as the consistency of various product representations. The context of application are those branches of industry which develop complex technical systems and are facing vast efforts in adapting existing technical solutions like the automotive industry. For these branches, the hypothesis is that an efficient and effective system modeling can be realized with a method for systematic reuse of existing information. Based on concrete requirements from industry, this work describes an appropriate modeling solution which consists of three main components. The effective meta model of product development enables a dissection of technical systems from different perspectives while systematically documenting the technical dependencies of all elements. A further consideration of activities of the technical genesis enables the description of product development as a sociotechnical system. The second component of the solution is the system template methodology which enables an efficient handling with the earlier defined system models in the distributed customization development processes of large companies. Following this approach, the instances of the system templates can be effortlessly adapted based on formalized knowledge about the activities of system development and support the design process. The third component of the solution is the conception of a CAx-System which can integrate the system models and the template-mechanisms in an industrial information space. Based on the comprehensive implementation of the approach as a client-server-system (SysMT = Systems Modeling & Management Tool), the components of the solutions are evaluated with the help of various technical systems and development scenarios from the automotive industry. The implementation and extensive interviews with different design departments enable the qualitative confirmation of the stated hypothesis and objectives. The implementation of the presented approach has started in the automotive industry.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-38233
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/3772
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-3475
Exam Date: 21-Sep-2012
Issue Date: 14-Jan-2013
Date Available: 14-Jan-2013
DDC Class: 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Subject(s): Abhängigkeiten
Systementwicklung
Systemtemplate
Traceability
Transparenz
Dependencies
System template
Systems Engineering
Traceability
Transparency
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