Systems Engineering
Model based End-to-End-Lösungen für Mechanical Engineering und softwaregesteuerte Erfahrungen
Was versteht man unter Systems Engineering?
Systems Engineering ist ein interdisziplinäres Ansatz, das sich damit befasst, komplexe Systeme über ihren gesamten Lebenszyklus zu entwerfen und zu verwalten. Systems Engineering ist ein wichtiger Bestandteil der Entwicklung von erfolgreichen Systemen in verschiedenen Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Verteidigung, der Gesundheitsversorgung und der Fertigung. Es bezieht sich auf die Systemkonzeption, -architektur und -gestaltung sowie die Analyse und Verwaltung von Komplexität und Risiko. Systems Engineering ist auch verantwortlich für die Messung, ob das eingesetzte System wie erwartet funktioniert.
Virtual Twin Experience von der Zielsetzung bis zur Zertifizierung
Branchen führen zunehmend das Systems Engineering ein, um der beispiellosen Produktkomplexität von heute und den stark regulierten und wettbewerbsorientierten Umgebungen gerecht zu werden. Von automatisierten Fahren über intelligente Gebäude bis hin zu medizinischen Geräten entwickelt sich die Model Based System Engineering (MBSE) zu einem Best-Practice-Verfahren für die Bereitstellung unternehmenskritischer Systeme aus Mechatronik und Software. Mit Model Based System Engineering (MBSE) lassen sich zentrale Aufgaben des Systems Engineering wie die Analyse von Anforderungen, das Entwerfen, Simulieren und Optimieren der besten Lösungen effizient umsetzten.
Die Lösungen von Dassault Systèmes integrieren Anforderungen, Systemarchitektur, disziplinübergreifende Modellierung und Simulation, einschließlich eingebetteter Software, Validierung und Verifizierung, in einer einheitlichen, kollaborativen und offenen Umgebung. Eine lückenlose Traceability und ein End-to-End-Änderungsmanagement gewährleisten die vollständige Nachverfolgbarkeit von Änderungen und unterstützen flexible, fundierte Entscheidungen in Echtzeit. Dies erleichtert nicht nur die Einhaltung von Qualitäts- und Zertifizierungsstandards, sondern sorgt auch für die langfristige Systemstabilität und -nachhaltigkeit.
Hauptvorteile von CATIA für Systementwicklung
Mehr Flexibilität für kürzere Markteinführungszeiten
Analysieren Sie die Bedürfnisse der Stakeholder und untersuchen Sie die besten Lösungen durch fundiertes Systems Design, unterstützt durch „Was-wäre-wenn“-Analysen und Simulationen.
Bessere und frühzeitige Erkennung von Risiken
Treffen Sie fundierte Entscheidungen, um die Auswirkungen von disziplinübergreifenden Änderungen zu erkennen und die besten Strategien für Fertigung, Kauf und Wiederverwendung zu definieren.
Steigerung der Qualität und Senkung der Kosten
Erkennen Sie Integrationsfehler frühzeitig und senken Sie die Kosten für physische Tests dank der Erstellung und Simulation virtueller Prototypen, die eine umfassende Optimierung und Verbesserung des gesamten Entwicklungsprozesses ermöglichen.
Einhaltung von Marktanforderungen und Vorschriften
Verwalten Sie die lückenlose Traceability und Änderungen, von Anforderungen bis hin zu Hardware-/Softwarebereitstellungen, um eine vollständige Transparenz und Nachverfolgbarkeit im gesamten Entwicklungsprozess sicherzustellen.
Nutzung von Standards und Offenheit
Beschleunigen Sie die MBSE-Einführung dank der Unterstützung verschiedener Standards (UAF, SysML, Modelica, FMI, AUTOSAR und mehr).
Unterdisziplinen des Systems Engineering kennenlernen - System of Systems Engineering
Analyse der Bedürfnisse und Anforderungen der Stakeholder, um einen Kompromiss der besten Lösungen zu spezifizieren und zu simulieren
Disziplinübergreifende Konsistenz des Produktdesigns durch Modellierung und Simulation
Kontinuierliche Integration, Prüfung und Validierung eingebetteter Software und Systeme zur Verwaltung der lückenlosen Traceability
Ein umfassender Satz von End-to-End-Lösungen für MBSE
Die Definition von System-Engineering-Lösungen basieren auf den in der Branche bewährten Lösungen (CATIA Magic, Dymola, ControlBuild, Stimulus, CATIA SCANeR,) und sind in die 3DEXPERIENCE Plattform integriert. Dies ermöglicht eine einheitliche und kollaborative Umgebung - von der Planung der Systems und Anforderungen über das Systems Design bis hin zur virtuellen Validierung und Tests. Dank der Unterstützung von Industriestandards und der Offenheit der Tools sind die Lösungen modular. Sie können also im Handumdrehen punktuell benötigte Lösungen nutzen oder eine vollständige Bereitstellung auf Unternehmensebene durchführen.
Unsere Softwarelösungen unterstützen derzeit Profis aus einer Vielzahl von Branchen, darunter Luft- und Raumfahrt, Fahrzeugbau und Mobilität, Maschinen- und Anlagenbau, Hightech, Infrastruktur und Städtebau sowie Life Sciences. Diese Lösungen bieten umfassende Unterstützung für das System Engineering und die Model Based System Engineering (MBSE), um folgende Prozesse effizienter zu gestalten und eine optimale Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Disziplinen zu ermöglichen, wodurch die Qualität und Präzision in jeder Phase des Entwicklungsprozesses gesteigert wird.
- Modellierung und Simulation von Systemen und Disziplinen
- Unterstützung aller Entwicklungsphasen des System Engineerings – vom ersten Konzept über die Konstruktion, Analyse, Verifizierung und Validierung bis hin zum Ende des Produktlebenszyklus.
- Disziplinübergreifende Integration im Kontext des Systems, um die Schnittstellenverwaltung zu optimieren, das Systemverhalten vorherzusagen und die Konvergenz von Hardware- und Softwaredesign zu beschleunigen, können Sie den Arcadia-Ansatz nutzen, um die Zusammenarbeit im team zu optimieren und sicherzustellen, dass alle Disziplinen nahtlos zusammenarbeiten.
- Erleben Sie virtuelle Nachbildungen des Systems zu jedem beliebigen Zeitpunkt unter Verwendug der Arcadia-Methodik - dabei werden Aspekte wie Computer Interaction, Nutzerverhalten und Benutzerfreundlichkeit berücksichtigt, was die Lösungsoptimierung und Entscheidungsfindung verbessert.
- Zusammenführung und Offenheit von Systemen
- Möglichkeit der Integration und Zusammenführung von Systementwicklungsdaten über verschiedene Authoring-Tools hinweg. Dadurch wird eine lückenlose Traceability gewährleistet, um die Beurteilung der Einhaltung von Vorschriften zu erleichtern und bei technischen Änderungen eine effiziente Auswirkungsanalyse durchzuführen. Der Einsatz der Arcadia-Methodik fördert zusätzlich eine tiefere Integration der Systementwicklung Arcadia Arcadia
- Einsatz von Branchenstandards, um die Interoperabilität von Tools für semantische Integrität und den Austausch im gesamten Unternehmensumfeld zu unterstützen.
- Systems Governance: Möglichkeit, im Kontext von Vorschriften eine zentrale und maßgebende zentrale Informationsquelle für die Beurteilung der Einhaltung von Vorschriften zu pflegen. So erhalten Sie die vollständige Kontrolle über die Systementwicklungsaktivitäten im gesamten Projekt und können eine effektive Governance und Verwaltung sicherstellen.
Für einen tieferen Einblick in die spezifischen MBSE-Tools und deren Unterstützung des Systementwicklungsprozesses können Sie hier mehr erfahren.
Rollen von CATIA für Systementwicklung
Die Softwareprodukte von CATIA für das System Engineering sind in Rollen auf der 3DEXPERIENCE Plattform gegliedert, damit Sie sich schneller mit allen verfügbaren Anwendungen vertraut machen und effizient damit arbeiten können und Ihre Arbeitsabläufe nahtlos integrieren. Wählen Sie ein Paket aus, das Ihrer Rolle im Unternehmen entspricht und optimal auf Ihre Bedürfnisse abgestimmt ist.
Beispiele für Aerospace und Automotive Systems Engineering
Im Bereich des Aerospace- und Automotive-Systems Engineering wird moderne Systemtechnik zunehmend genutzt, um komplexe Anforderungen zu erfüllen und innovative Lösungen zu entwickeln. Unternehmen wie Kreisel Electric und Bosch Car Multimedia zeigen, wie fortschrittliche Technologien den Weg für nachhaltige und leistungsstarke Produkte ebnen.
Beide Unternehmen nutzen Model-Based Systems Engineering (MBSE), um ihre Entwicklungsprozesse zu verbessern und die Qualität ihrer Systeme zu sichern.
Für einen tieferen Einblick in die erfolgreichen Anwendungen von Systems Engineering in diesen Bereichen, besuchen Sie die folgenden Links:
Weitere Produkte kennenlernen
Eine leistungsstarke Lösung für die Entwicklung und Verifikation von Verteilten Eingebetteten Systemen, basierend auf dem AUTOSAR Standard
Globale Lösungen für Model Based System Engineering.
Revolutionäre Tests und Simulationen zu autonomen Fahrzeugen
Konstruktion von Automatisierungs- und integrierten Steuerungssystemen
Multi-Engineering-Modellierung und -Simulation auf Basis von Modelica und FMI
End-to-End Traceability (Nachverfolgbarkeit)
Open-Source-Software für numerische Berechnungen
Die End-to-End-Lösung für MBSE und Testautomatisierung
Beginnen Sie Ihre Reise
Häufig gestellte Fragen zum System Engineering
System Engineering spielt eine zentrale Rolle, da sie hilft, die Komplexität im Griff zu behalten, die interdisziplinäre Zusammenarbeit fördert, Risiken verringert, Ressourcen und Leistung optimiert, den gesamten Lebenszyklus eines Systems berücksichtigt, Lösungen an den Bedürfnissen der Stakeholder ausrichtet und Innovation und Anpassungsfähigkeit fördert. Durch die systematische Analyse und Integration verschiedenster Disziplinen gewährleistet es die effiziente Nutzung von Ressourcen und maximiert den Nutzen für alle Beteiligten. Sie gewährleistet die erfolgreiche Entwicklung und den erfolgreichen Betrieb komplexer Systeme über verschiedene Bereiche hinweg und trägt somit zur langfristigen Wettbewerbsfähigkeit und Nachhaltigkeit des Unternehmens bei.
System Engineering-Methoden kommen in komplexen Projekten zum Einsatz: Entwicklung von Leiterplatten, Robotik, Brückenbau, Softwareintegration und Entwicklung von Raumfahrzeugen. Aber auch bei:
- Luft- und Raumfahrt: Entwurf und Entwicklung von Luft- und Raumfahrtsystemen, einschließlich Avionik, Triebwerke und Navigationssysteme, um Anforderungen hinsichtlich Leistung, Sicherheit und Zuverlässigkeit zu erfüllen.
- Fahrzeugbau: Integration verschiedener Subsysteme in einem Fahrzeug, z. B. Motor, Getriebe, Bremsen und elektrische Systeme, um optimale Leistung, Kraftstoffeffizienz und Sicherheit zu gewährleisten.
- Informationstechnologie (IT): Entwicklung und Implementierung komplexer IT-Systeme, Netzwerke und Softwarearchitekturen, um organisatorische Abläufe, Datenmanagement und Kommunikationsanforderungen zu unterstützen.
- Gesundheitswesen: Entwicklung und Integration medizinischer Geräte, elektronischer Patientenaktensysteme und Plattformen für Videosprechstunden, um Patientenversorgung, Effizienz und Gesundheitsversorgung zu verbessern.
- Energie: Entwicklung und Optimierung von Energiesystemen, wie Kraftwerken, erneuerbaren Energieanlagen und intelligenten Stromnetzen, um eine zuverlässige und nachhaltige Stromerzeugung und -verteilung zu gewährleisten.
- Transport: Planung und Implementierung von Transportsystemen, einschließlich Autobahnen, Eisenbahnen und dem städtischen Nahverkehr, um einen effizienten und sicheren Transport von Menschen und Gütern zu ermöglichen.
- Verteidigung und Sicherheit: Entwicklung integrierter Verteidigungssysteme, einschließlich Befehls- und Steuerungssystemen, Überwachungssystemen und Raketenabwehrsystemen, um nationale Sicherheitsinteressen zu schützen.
- Gebäude und Infrastruktur: Infrastruktursysteme umfassen die Entwicklung, Analyse und Verwaltung von Infrastruktur, die menschliche Aktivitäten unterstützt. Dazu gehören Strom, Öl und Gas, Wasser und Abwasser, Kommunikation, Transport und die Gebäude, aus denen städtische und ländliche Gemeinden bestehen.
Embedded Systems Engineering bezieht sich auf die Entwicklung und Integration von elektronischen und Software-Systemen in hochtechnologischen Geräten. Es ist ein wichtiger Bestandteil des Model-Based Systems Engineering (MBSE), das die Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Stakeholdern im High-Tech-Lieferanten-Netzwerk erleichtert und die Integration von Komponenten von verschiedenen Lieferanten in das Gesamtsystem ermöglicht.
- Produktsystementwicklung: Konzentriert sich auf die Konstruktion und Entwicklung einzelner Produkte und stellt sicher, dass sie die Kundenanforderungen erfüllen und effektiv arbeiten und über den gesamten Lebenszyklus hinweg einen hohen Mehrwert bieten. Dies beinhaltet die Optimierung von Design, Funktionalität und Benutzerfreundlichkeit, um eine nachhaltige Marktfähigkeit zu gewährleisten.
- Unternehmenssystementwicklung: Befasst sich mit der Integration mehrerer Systeme innerhalb eines Unternehmens und stellt sicher, dass diese effizient zusammenarbeiten, um die Leistung und Ziele des Unternehmens insgesamt zu erreichen. Es wird ein leistungsfähiges System geschaffen, das alle Abteilungen miteinander verbindet und somit Geschäftsprozesse optimiert und die Wettbewerbsfähigkeit steigert.
- Servicesystementwicklung: Konzentriert sich auf die Entwicklung und Verbesserung serviceorientierter Systeme, wie IT-Infrastruktur oder Transportnetzwerke, um Kunden oder Anwendern hochwertige Dienstleistungen bereitzustellen. Dies umfasst die Implementierung von Lösungen, die eine hohe Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit bieten, um den wachsenden Anforderungen und Erwartungen gerecht zu werden.
Die Definition eines Systems Engineer umfasst die Entwicklung, Integration und umfassende Prüfung komplexer Systeme, um sicherzustellen, dass sie alle gestellten Anforderungen erfüllen und unter verschiedenen Bedingungen einwandfrei funktionieren. Dabei wird besonderes Augenmerk auf die kontinuierliche Optimierung von Leistung, Effizienz und Zuverlässigkeit gelegt. Sie verwalten und überwachen alle installierten Systeme und Infrastrukturen und sind für Risiken, die Identifizierung von Schwachstellen und die Dokumentation von Prozessen zuständig. Darüber hinaus spielen sie eine Schlüsselrolle bei der Fehlerbehebung und der Implementierung von Lösungen zur Sicherstellung der Systemstabilität. Die Rolle eines Systemingenieurs ist für die erfolgreiche Entwicklung sowie für die Leistungsfähigkeit und den Betrieb komplexer Systeme von entscheidender Bedeutung, um eine nachhaltige und zukunftsfähige Systemarchitektur zu gewährleisten.
Systemingenieure benötigen in der Regel einen System Engineering Plan. Dies ist ein Dokument, das die Vorgehensweise und die Methoden beschreibt, die verwendet werden, um ein komplexes System zu entwickeln und zu verwalten. Der Plan sollte die Schritte beschreiben, die erforderlich sind, um das System zu analysieren, zu entwerfen, zu implementieren und zu testen. Er sollte auch die Rollen und Verantwortlichkeiten der verschiedenen Beteiligten im Projekt definieren und die Methoden beschreiben, die verwendet werden, um die Zusammenarbeit und die Integration der verschiedenen Disziplinen zu gewährleisten.
Das Control Systems Engineering bezieht sich auf die Konzeption, Analyse, Design, Implementierung und Test von Steuerungssystemen, die dazu dienen, die Leistung eines Systems zu verbessern oder aufrechtzuerhalten. Es bezieht sich auf die Steuerung von Prozessen und Systemen, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.
Sustainable Systems Engineering (SSE) ist ein Ansatz im System Engineering, der sich auf die Schaffung und den Betrieb von Systemen konzentriert, die langfristig nachhaltig sind. Es bezieht sich auf die Fähigkeit eines Systems, seine Funktionen und Leistungen über einen längeren Zeitraum aufrechtzuerhalten, ohne dabei die Umwelt, die Gesellschaft und die Wirtschaft zu schädigen. SSE integriert Umwelt- und Nachhaltigkeitsaspekte in den gesamten Systemlebenszyklus, von der Konzeption bis zur Entsorgung.
Die Grundprinzipien von SSE umfassen die Berücksichtigung von Umweltauswirkungen, die Verwendung von erneuerbaren Ressourcen, die Minimierung von Abfällen und Emissionen, die Förderung von Kreislaufwirtschaft und die Berücksichtigung von sozialen und wirtschaftlichen Faktoren. Durch die Integration dieser Aspekte in den Systementwicklungsprozess können nachhaltigere Systeme geschaffen werden, die langfristig effizienter und kosteneffektiver sind.
SSE erfordert eine interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Abteilungen und Disziplinen, einschließlich Umweltwissenschaften, Sozialwissenschaften und Wirtschaftswissenschaften, um sicherzustellen, dass alle relevanten Faktoren bei der Entwicklung von Systemen berücksichtigt werden. Durch die Anwendung von SSE können Unternehmen und Organisationen dazu beitragen, die Umweltauswirkungen ihrer Aktivitäten zu minimieren und gleichzeitig langfristige wirtschaftliche Vorteile zu erzielen.
Hier sind die wichtigsten Unterschiede zwischen System Engineering und MBSE:
- Das System Engineering ist ein ganzheitlicher Ansatz zur Entwicklung und Verwaltung komplexer Systeme, mit Schwerpunkt auf Anforderungen, Architektur, Integration und Wartung.
- Die Model Based System Engineering (MBSE) ist die formalisierte Anwendung der Modellierung, um Systemanforderungen, Konstruktion, Analyse und Verifizierungs- und Validierungsaktivitäten zu unterstützen – von der Konzeptionierung über die gesamte Entwicklung bis hin zur Lebenszyklusphase.
Wirtschafts- und Systemtechnik berührt zahlreiche Felder, einschließlich Disziplinen im Ingenieurswesen, wie Betriebsforschung, Betriebswirtschaft, Lieferkettenverwaltung, Fertigung, Qualitätstechnik, Humanfaktoren und Datenanalyse. Hier kommen Prinzipien und Methoden aus all diesen Bereichen zur Anwendung, um Systeme, Prozesse und Abläufe in verschiedenen Branchen zu optimieren.
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Für mehr Informationen darüber, wie CATIA speziell das System Engineering unterstützt, können Sie hier weitere Details finden: CATIA für System Engineering.
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