7 wichtige Vorteile, die Hersteller von Schwermaschinen durch die Einführung von modellbasiertem Systems Engineering erzielen können
Die meisten Menschen denken bei Schwermaschinen an riesige Maschinen, die in dunklen, nebligen Industriegebieten arbeiten und gigantische Leistungen erbringen, angetrieben von energiefressenden Dieselmotoren. Das Image der Branche ist alles andere als grün und sauber. Das ist ziemlich unfair. Die Anstrengungen, die Erstausrüster tagtäglich im Hinblick auf Effizienz und Nachhaltigkeit unternehmen, sind enorm, um den ökologischen Fußabdruck der Maschinen zu verringern, die dazu beitragen, unsere Lebensmittel zu produzieren, unsere Straßen zu pflastern und die Rohstoffe abzubauen, die wir täglich verwenden.
Entwicklungen in der globalen Gesellschaft, einschließlich sich ändernder Kundenanforderungen und immer strengerer Vorschriften, führen zu einem Wandel der Branche. Digitalisierung, Elektrifizierung, Konnektivität, Automatisierung und nachhaltige Initiativen sind längst nicht mehr nur Schlagworte. Die Erstausrüster von heute stellen unterschiedliche Produkte her und verkaufen sie auf unterschiedliche Weise mit verschiedenen Lösungsansätzen. Diese Veränderungen formen die Landschaft der Branche neu und führen zu mehr Effizienz, Nachhaltigkeit und Kundennutzen, während sie gleichzeitig Innovationen und neue Geschäftsmöglichkeiten fördern.
Die Auswirkungen auf die Konstruktion und die Entwicklung von Schwermaschinenprodukten sind enorm
Fast jedes Teilsystem von Schwermaschinen, das heute gebaut wird, umfasst mechanische, elektrische und elektronische und softwaretechnische Komponenten. Hersteller müssen ihre Kompetenzen in neuen Bereichen anpassen, die oft weit von ihren langjährigen Traditionen und Kernkompetenzen entfernt sind. Und sie müssen diese neuen Disziplinen in etablierte, oft starre Prozesse einbinden, die es seit Jahrzehnten gibt. Das ist kein Zuckerschlecken. Im Durchschnitt wenden Erstausrüster derzeit etwa die Hälfte ihrer Entwicklungszeit und -ressourcen für die Behebung von Integrationsproblemen auf – durch die Kombination von Beiträgen verschiedener interner Teams und ihrer Lieferkette.
Um zu verhindern, dass komplexe Konstruktionen entgleisen, müssen Erstausrüster mehrere Disziplinen früher integrieren, am besten schon in der Konzeptphase. Nur wenn Sie von Anfang an die Kontrolle übernehmen, alle Aspekte gleichzeitig berücksichtigen, die Anforderungen systematisch bis hinunter zu den Domänenzielen kaskadieren und die Gesamtauswirkungen aller Entscheidungen kontinuierlich überprüfen, können Hersteller erfolgreich bleiben und immer innovativere Produkte liefern.
Die Einführung von modellbasiertem Systems Engineering (MBSE) ist der Weg in die Zukunft
Es ist die einzige Methode, mit der sie all dies mit der erforderlichen Effizienz und Skalierbarkeit tun können, sowohl heute als auch in Zukunft. Die Implementierung dieser Methode in die aktuellen Entwicklungsprozesse ist jedoch nichts, was Unternehmen von heute auf morgen erledigen können, denn sie erfordert Veränderungen im Kern ihrer Maßnahmen. Doch jeder Schritt nach vorn ist ein Schritt, den sie gewinnen, und wird unmittelbare Vorteile bringen.
Hier sind einige der Vorteile, die Hersteller von Schwermaschinen mit einem MBSE-Ansatz erzielen können:
1. Verbessertes Systemverständnis: MBSE bietet einen ganzheitlichen Ansatz für die Systementwicklung, indem es die komplexen Abhängigkeiten und Wechselwirkungen zwischen allen Komponenten erfasst und darstellt. Dies ermöglicht ein umfassendes Verständnis des Schwermaschinensystems in all seinen Aspekten, einschließlich Mechanik, E/E-Systemen, Software und Steuerungen. Ein verbessertes Systemverständnis führt zu fundierteren Konstruktionsentscheidungen und stellt sicher, dass alle Anforderungen korrekt erfasst und berücksichtigt werden.
2. Schnellere multidisziplinäre Optimierung: Komplexe Systeme erfordern oft zahlreiche Iterationen während der Konstruktion und Entwicklung. MBSE eliminiert diesen Iterationsaufwand, da Änderungen in einem Aspekt des Systems automatisch über alle Disziplinen hinweg propagiert werden. Dies ermöglicht es Herstellern, Konstruktionskonflikte und -probleme schnell zu erkennen und zu lösen. Es beschleunigt den Konstruktionsprozess, verbessert die Zusammenarbeit und ermöglicht eine schnelle Systemoptimierung.
3. Frühzeitige Erkennung von Konstruktionsproblemen: Durch den Einsatz von MBSE können Erstausrüster das multidisziplinäre Systemverhalten und die funktionale Sicherheit virtuell simulieren und analysieren, bevor physische Prototypen erstellt werden. Diese Funktion ermöglicht die frühzeitige Erkennung und Minderung von Konstruktionsproblemen und reduziert den Zeit- und Kostenaufwand für die Behebung von Fehlern in späteren Phasen des Entwicklungszyklus. MBSE hilft bei der Identifizierung potenzieller Probleme, wie z. B. funktionale Konflikte, Schnittstellenprobleme, Sicherheitsprobleme und Leistungsengpässe, wodurch das Risiko von Qualitätsproblemen verringert und proaktive Designverbesserungen ermöglicht werden.
4. Bessere Kommunikation und Zusammenarbeit: Die erfolgreiche Entwicklung innovativer Schwermaschinen hängt von einer effektiven Zusammenarbeit ab. MBSE bietet eine gemeinsame Plattform und Sprache für die Kommunikation, die es multidisziplinären Teams, auch von Lieferanten, ermöglicht, effizienter und effektiver zusammenzuarbeiten. Durch die Verwendung von standardisierten Systemmodellen und Aufzeichnungen können Beteiligte aus verschiedenen Domänen die Sichtweisen der jeweils anderen verstehen, wodurch Fehlinterpretationen reduziert und eine bessere Kommunikation gefördert wird.
5. Durchgängiges Anforderungsmanagement und Rückverfolgbarkeit: MBSE ermöglicht die Erfassung und direkte Verknüpfung von Anforderungen mit Systemmodellen und bietet so eine umfassende Abdeckung und Rückverfolgbarkeit über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg. MBSE stellt auch sicher, dass der Zusammenhang zwischen Work-in-Progress und freigegebenen Daten in allen Phasen vollständig verstanden wird und dass die Korrelation zwischen der digitalen Repräsentation des Produkts und dem realen Produkt vollständig und aussagekräftig ist. Dies verbessert die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften, verbessert das Konfigurationsmanagement und ermöglicht eine bessere Analyse und reibungslose Implementierung von Änderungsanforderungen.
6. Vorbereitung für mehr Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Wartbarkeit und Wartungsfreundlichkeit (RAMS): Nach Auslieferung der Geräte sind ein effektives Lebenszyklusmanagement und eine effektive Wartung von entscheidender Bedeutung. MBSE bietet eine Grundlage für die Erstellung digitaler Zwillinge, bei denen es sich um virtuelle Modelle handelt, die die physischen Vermögenswerte darstellen. Durch die Integration von Echtzeitdaten und -analysen ermöglicht MBSE eine vorausschauende Wartung, kontinuierliche Leistungsoptimierung und Fehlerbehebung, wodurch Ausfallzeiten und letztendlich die Gesamtbetriebskosten reduziert werden.
7. Gesteigerte Effizienz in allen Programmen. MBSE fördert die Standardisierung und den Wissens- und Datenaustausch im gesamten Unternehmen, was Vorteile bietet, die über einzelne Entwicklungsprogramme hinausgehen. Durch die Bereitstellung modellbasierter Beschreibungen von Systemen und Subsystemen für alle Produktgruppen fördern Hersteller die programmübergreifende Wiederverwendung. Dies führt zu Kostenvorteilen in der Zusammenarbeit mit Lieferanten und verbessert die Gesamteffizienz. Es wird den Herstellern auch helfen, ihre Ressourcen besser zu planen und das Maß an Flexibilität zu erreichen, das erforderlich ist, um mit dem heutigen rasanten Innovationstempo Schritt zu halten.
Wie und wo man MBSE mit Schwermaschinen startet
Die oben erwähnten Vorteile, die Erstausrüster aus einem MBSE-Lösungsansatz ziehen können, sind klar und bekannt. Jedem in der Branche ist klar, dass es keine andere Wahl gibt, als auf den Zug aufzuspringen. Die entscheidende Frage ist, wie und wo man anfangen soll. Das ist die Frage, die ich in den letzten 25 Jahren am häufigsten gehört habe, da ich mit vielen Kunden auf der ganzen Welt zusammengearbeitet habe.
Die Antwort auf diese Frage ist sehr individuell, da alle Kunden in der Art und Weise, wie sie ihre Geschäftsziele definieren und ihre strategischen Prioritäten setzen, einzigartig sind. Die erfolgreichsten Fälle, die ich miterlebt habe, begannen immer mit einer Reifegradbewertung in Zusammenarbeit mit einem engagierten und erfahrenen Partner, gefolgt von der gemeinsamen Definition und Umsetzung ihrer einzigartigen digitalen Roadmap. Dieser Ansatz geht ihre dringendsten Herausforderungen an und richtet ihre Strategie auf maximalen Nutzen aus.
Zusätzliche MBSE-Ressourcen für Schwermaschinen
Video: Integrierte domänenübergreifende System-Engineering-Lösung
Wie Siemens Erstausrüstern von Schwermaschinen dabei hilft, ihre eigene MSBE-Unternehmung zu beginnen und voranzutreiben, erfahren Sie auf dieser Ressourcenseite Modellbasiertes Systems Engineering für Schwermaschinen.
