Systems Engineering Komplexe Systeme richtig entwickeln

Das Sys­tems Engi­nee­ring beschäf­tigt sich mit der Beschrei­bung und Umset­zung von tech­nisch-kom­ple­xen Sys­te­men und wird als eigen­stän­di­ge Dis­zi­plin gese­hen.
In die­sem Bei­trag wer­den eini­ge Grund­be­grif­fe des Sys­tems Engi­nee­rings vorgestellt.

Das Sys­tems Engi­nee­ring wird als eigen­stän­di­ge oder dem → Requi­re­ments Engi­nee­ring über­ge­ord­ne­te Dis­zi­plin gese­hen. Gene­rell betrach­tet das Sys­tems Engi­nee­ring neben der Soft­ware­ent­wick­lung auch das “klas­si­sche” Engi­nee­ring für tech­ni­sche Systeme.

1. Einleitung und Grundlagen

Das Sys­tems Engi­nee­ring wird durch weni­ge zen­tra­le Ele­men­te beschrie­ben. Die­se wer­den hier — neben den Defi­ni­tio­nen — benannt und beschrieben.

1.1 Definitionen

In der Wiki­pe­dia steht zum Sys­tems Engi­nee­ring /#Wiki-Systems-Engineering/:
“Sys­tems Engi­nee­ring (auch Sys­tem­tech­nik, Sys­tems Design oder Sys­tems Design Engi­nee­ring) ist ein inter­dis­zi­pli­nä­rer Ansatz, um kom­ple­xe tech­ni­sche Sys­te­me in gro­ßen Pro­jek­ten zu ent­wi­ckeln und zu rea­li­sie­ren. Sys­tems Engi­nee­ring ist nötig, da gera­de in gro­ßen kom­ple­xen Pro­jek­ten Punk­te wie zum Bei­spiel Logis­tik und Koor­di­na­ti­on schwe­rer zu hand­ha­ben sind und zu mas­si­ven Pro­ble­men bei der Abwick­lung des Pro­jekts füh­ren können.”

Das INCOSE schreibt (nach /Rupp20/):
“Sys­tems Engi­nee­ring ist ein inter­dis­zi­pli­nä­rer Ansatz und Mit­tel, um erfolg­rei­che Sys­te­me zu rea­li­sie­ren. Es kon­zen­triert sich auf die Defi­ni­ti­on von Kun­den­be­dürf­nis­sen und erfor­der­li­cher Funk­tio­na­li­tät in einem frü­hen Sta­di­um des Ent­wick­lungs­zy­klus, die Doku­men­ta­ti­on von Anfor­de­run­gen, die anschlie­ßen­de Design-Syn­the­se und Sys­tem­ve­ri­fi­zie­rung unter Berück­sich­ti­gung des voll­stän­di­gen Problems.”

1.2 Die Teilgebiete des Systems Engineering

Das Sys­tems Engi­nee­ring kann meh­re­re Teil­dis­zi­pli­nen umfas­sen (Abbil­dung 1.1):

  1. → Soft­ware Engineering
  2. Requi­re­ments Engineering
  3. Electri­cal Engineering
  4. Mecha­ni­cal Engineering
  5. Mate­ri­al Engineering
  6. … und weitere
Teilgebiete des Systems Engineering, (C) Peterjohann Consulting, 2020-2022

Abbil­dung 1.1: Teil­ge­bie­te des Sys­tems Engi­nee­ring (nach /Weilkins14/)

1.3 Das V‑Modell im Systems Engineering

Das Sys­tems Engi­nee­ring bedient sich gene­rell des V‑Modells. In der mini­ma­len Fas­sung wer­den dabei drei Kom­po­nen­ten betrach­tet (Abbil­dung 1.2):

  1. Ziel­klä­rung
  2. Lösungs­su­che
  3. Bewer­tung
Das minimale V-Modell im Systems Engineering, (C) Peterjohann Consulting, 2020-2022

Abbil­dung 1.2: Das → V‑Modell im Sys­tems Engi­nee­ring (mini­mal, nach /GfSE19/)

2. Der Systembegriff im Systems Engineering

Das Sys­tems Engi­nee­ring ver­wen­det zen­tral den Begriff Sys­tem (und → Sys­tem­kon­text).

Rupp /Rupp20/ defi­niert:
“Ein Sys­tem besteht aus meh­re­ren Tei­len und das sicht­ba­re Ver­hal­ten und die Eigen­schaf­ten erge­ben sich aus dem Zusam­men­spiel die­ser Teile.”

3. MBSE — Model based Systems Engineering

Das MBSE (Model based Sys­tems Engi­nee­ring, sel­ten auch “Modell­ba­sier­tes Sys­tems Engi­nee­ring”) ist ein Ansatz, in dem ver­stärkt auf visu­el­le Model­le zu Beschrei­bung von tech­ni­schen Sys­te­men gesetzt wird und die tex­tu­el­le Beschrei­bung in den Hin­ter­grund rückt. Das MBSE hat in den letz­ten Jah­ren stark an Bedeu­tung gewon­nen, ins­be­son­de­re durch den Ein­satz von Tools, die die Model­lie­rungs­spra­che SysML verwenden.

In der Wiki­pe­dia wird defi­niert /#Wiki-MBSE/:
“Modell­ba­sier­tes Sys­tems Engi­nee­ring (MBSE) (auch: „Modell­ba­sier­te Sys­tem­ent­wick­lung“) ist eine Metho­dik des Sys­tems Engi­nee­rings in der Infor­ma­tio­nen über ein (zu ent­wi­ckeln­des) Sys­tem nicht mehr aus­schließ­lich auf Doku­men­ten basie­ren, son­dern auf Model­len.
Die­se Model­le wer­den in der Regel auf Basis der → UML- oder SysML-Spe­zi­fi­ka­ti­on erstellt.”

4. Häufige Fragen und Antworten zum Systems Engineering

Eini­ge Fra­gen zum Sys­tems Engi­nee­ring wer­den häu­fig gestellt – die­se wer­den hier wiedergegeben.

  • F: Wel­che Tools zum Sys­tems Engi­nee­ring soll­te man als Ein­stei­ger ver­wen­den?
    A: Spre­chen Sie mich an.

Haben Sie noch wei­te­re Fra­gen oder möch­ten Sie Ergän­zun­gen an der FAQ vor­neh­men? Am bes­ten schrei­ben Sie mir hier­zu eine E‑Mail an: kontakt@peterjohann-consulting.de.

A. Präsentationen, Literatur und Weblinks

A.1 Meine öffentliche Präsentation zum Systems Engineering 

  • -

A.2 Literatur

  1. /Adams15/ Kevin Adams: Non-func­tio­n­al Requi­re­ments in Sys­tems Ana­ly­sis and Design, Sprin­ger, Ber­lin 2015, ISBN 978–3‑319–18344‑2
  2. /Douglass15/ Bruce Powel Dou­glass: Agi­le Sys­tems Engi­nee­ring, Mor­gan Kauf­mann Publis­hers, San Fran­cis­co 2015, ISBN 978–0‑12–802120‑0
  3. /Douglass21/ Bruce Powel Dou­glass: Agi­le Model-Based Sys­tems Engi­nee­ring Cook­book. Impro­ve sys­tem deve­lo­p­ment by app­ly­ing pro­ven reci­pes for effec­ti­ve agi­le sys­tems engi­nee­ring, Packt Publi­shing Limi­ted, Bir­ming­ham, Gre­at Bri­tain, 2021, ISBN 978–1‑83898–583‑7
  4. /Gilb05/ Tom Gilb: Com­pe­ti­ti­ve Engi­nee­ring: A Hand­book for Sys­tems Engi­nee­ring, Requi­re­ments Engi­nee­ring, and Soft­ware Engi­nee­ring Using Plan­guage, But­ter­worth-Hei­ne­mann, Bur­ling­ton, Mas­sa­chu­setts 2005, ISBN 978–0‑7506–6507‑0
  5. /Grady13/ Jef­frey O. Gra­dy: Sys­tem Requi­re­ments Ana­ly­sis, Else­vier Sci­ence, Lon­don 2nd Edi­ti­on 2013, ISBN 978–0‑12–417107‑7
  6. /Grady16/ Jef­frey O. Gra­dy: Sys­tem Veri­fi­ca­ti­on, Pro­ving the Design Solu­ti­on Satis­fies the Requi­re­ments, Aca­de­mic Press, Bur­ling­ton, Mas­sa­chu­setts 2nd Edi­ti­on 2016, ISBN 978–0‑12–804221‑2
  7. /Gräßler22/ Iris Gräß­ler, Chris­ti­an Oleff: Sys­tems Engi­nee­ring. Ver­ste­hen und indus­tri­ell umset­zen, Sprin­ger, Ber­lin 2022, ISBN 978–3‑662–64516‑1
  8. /GfSE17/ INCOSE Sys­tems Engi­nee­ring Hand­buch. Ein Leit­fa­den für Sys­tem­le­bens­zy­klus-Pro­zes­se und –Akti­vi­tä­ten, GfSE – Gesell­schaft Für Sys­tems Engi­nee­ring, Bre­men, 4. Auf­la­ge 2017, ISBN 978–3‑9818805–0‑2
  9. /GfSE19/ sie­he /Zuccaro19/
  10. /Haberfellner18/ Rein­hard Haber­fell­ner, Oli­vi­er L. de Weck, Ernst Fri­cke, Sieg­fried Vöss­ner: Sys­tems Engi­nee­ring. Grund­la­gen und Anwen­dung, Orell Füss­li, Zürich 14. Auf­la­ge 2018, ISBN 978–3‑280–04179‑6
  11. /Haberfellner19/ Rein­hard Haber­fell­ner, Oli­vi­er L. de Weck, Ernst Fri­cke, Sieg­fried Vöss­ner: Sys­tems Engi­nee­ring. Fun­da­men­tals and App­li­ca­ti­ons, Sprin­ger Inter­na­tio­nal Publi­shing, Basel 2019, ISBN 978–3‑030–13430‑3
  12. /Kasser21/ Joseph Eli Kas­ser: Sys­tems Engi­nee­ring: A Sys­temic and Sys­te­ma­tic Metho­do­lo­gy for Sol­ving Com­plex Pro­blems, CRC Press, Boca Raton, Flo­ri­da 2021, ISBN 978–0‑367–77653‑4
  13. /Kossiakoff11/ Alex­an­der Kos­sia­koff, Wil­liam N. Sweet, Samu­el J. Sey­mour, Ste­ven M. Bie­mer: Sys­tems Engi­nee­ring Princi­ples and Prac­ti­ce, Wiley, Hobo­ken, New Jer­sey, 2nd Edi­ti­on 2011, ISBN 978–0‑470–40548‑2
  14. /Kossiakoff20/ Alex­an­der Kos­sia­koff, Ste­ven M. Bie­mer, Samu­el J. Sey­mour, David A. Fla­nigan: Sys­tems Engi­nee­ring Princi­ples and Prac­ti­ce, Wiley, Hobo­ken, New Jer­sey, 3rd Edi­ti­on 2020, ISBN 978–1‑119–51666‑8
  15. /INCOSE15/ INCOSE Sys­tems Engi­nee­ring Hand­book. A Gui­de for Sys­tem Life Cycle Pro­ces­ses and Acti­vi­ties, John Wiley & Sons, Hobo­ken, New Jer­sey 4th Edi­ti­on 2015, ISBN 978–1‑118–99940‑0
  16. /Rambo17/ Jür­gen Ram­bo, Han­no Weber: Sys­tems Engi­nee­ring. Die Klam­mer in der tech­ni­schen Ent­wick­lung, GfSE – Gesell­schaft Für Sys­tems Engi­nee­ring, Bre­men 2017, ISBN 978–3‑9818805–1‑9
  17. /TdSE16/ Tag des Sys­tems Engi­nee­ring 2016, Han­ser, Mün­chen 2016, ISBN 978–3‑446–45126‑1
  18. /Weilkins14/ Tim Weil­kins: Sys­tems Engi­nee­ring mit SysML/UML: Anfor­de­run­gen, Ana­ly­se, Archi­tek­tur, dpunkt, Hei­del­berg 3. Auf­la­ge 2014, ISBN 978–3‑86490–091‑4
  19. /Winzer16/ Petra Win­zer: Gene­ric Sys­tems Engi­nee­ring. Ein metho­di­scher Ansatz zur Kom­ple­xi­täts­be­wäl­ti­gung, Sprin­ger, Ber­lin 2016, ISBN 978–3‑662–52892‑1
  20. /Zuccaro19/ Clau­dio Zuc­ca­ro, Jür­gen Ram­bo, Han­nes Hüffer, Johan­nes Fritz, Thad­dä­us Dorsch: GfSE SE-Hand­buch. Die Klam­mer in der tech­ni­schen Ent­wick­lung, GfSE – Gesell­schaft Für Sys­tems Engi­nee­ring, Bre­men 2017, ISBN 978–3‑9818805–6‑4

Aus den “ver­wand­ten” Disziplinen:

  • /Rupp20/ Chris Rupp: Requi­re­ments-Engi­nee­ring und ‑Manage­ment. Das Hand­buch für Anfor­de­run­gen in jeder Situa­ti­on, Han­ser, Mün­chen 7. Auf­la­ge 2020, ISBN 978–3‑446–45587‑0

A.3 Weblinks

  • /GfSE/ GfSE — Gesell­schaft für Sys­tems Engi­nee­ring e.V., Ger­man Chap­ter of INCOSE /INCOSE/: Web­site
  • /INCOSE/ INCOSE — Inter­na­tio­nal Coun­cil of Sys­tems Engi­nee­ring: Web­site
  • /#NASA-SE-Handbook/ NASA Sys­tems Engi­nee­ring Hand­book; Ver­si­on 2.0 vom Janu­ar 2020 in ver­schie­de­nen For­ma­ten (z.B. pdf: 300 Sei­ten, eng­lisch): NASA-SE-Hand­book
  • /#Wiki-Capella/ Capel­la in der eng­li­schen Wikipedia
  • /#Wiki-MBSE/ MBSE in der deut­schen Wikipedia
  • /#Wiki-Systems-Engineering/ Sys­tems Engi­nee­ring in der deut­schen Wikipedia

Legen­de zu den Weblinks
/ / Ver­weis auf eine Web­site (gene­rell)
/*/ Ver­weis auf eine Web­site, die als Buch-Ergän­zung dient
/#/ Ver­weis auf ein­zel­nes The­ma auf einer Website
/#V/ Ver­weis auf ein Video auf einer Website