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J. W.
Diese Lernkarten decken grundlegende und fortgeschrittene Konzepte des Systems Engineering ab, wie sie an Universitäten gelehrt werden. Sie konzentrieren sich auf die Analyse und Integration von Systemen, Risikomanagement, Prozessoptimierung und die Lebenszyklusmodellierung von Produkten. Besonders betont werden die Identifikation und Bewertung von Risiken, die Durchführung von Analysen und die Umsetzung von Systemen. Diese Karteikarten sind ideal für Studierende und Ingenieure im Maschinenbau, die ein tiefes Verständnis für die Planung, Entwicklung und Wartung komplexer Systeme erlangen möchten.
Karten
31
Lernende
3
Sprache
Deutsch
Kategorie
Maschinenbau
Stufe
Universität
Erstellt / Aktualisiert
04.02.2023 / 05.02.2023

Lernkarten

Welcher Standard beschreibt den System Life Cycle Prozess?

ISO/IEC/IEEE15288 Systems and software engineering—System life cycle processes

Welche Organisationen (national und international) beschäftigen sich mit Systems Engineering?

INCOSE: International Council on Systems Engineering • GfSE: Gesellschaft für Systems Engineering

„Thinking is „always in scope” ist die goldene Regel des Systems Engineering. Systems Engineering basiert
auf folgenden 3 Paradigmas bzw. Prinzipien:

• Divide and conquer (Teile und herrsche) • Separation of concerns (Trennung der verschiedenen Belange und Aufgaben) • Self-restraint (Selbstkontrolle)

Begriff „System“ und was ist der Zweck eines „Systems“

• Eine Menge an integrierten Systemelementen, Teilsystemen oder Baugruppen, die ein definiertes Ziel erfüllen. Die
Elemente umfassen Produkte (Hardware, Software, Firmware), Prozesse, Personen, Information, Techniken,
Einrichtungen, Dienstleistungen und andere Hilfsmittel.
• Einen Verbund von interagierenden Elementen, der organisiert ist, um ein oder mehrere vorgegebene Ziele zu
erreichen

Begriff „Systems Engineering“?

- interdisziplinärer Ansatz zur Unterstützung der Realisierung von erfolgreichen Systemen
• betrachtet sowohl die wirtschaftlichen als auch die technischen Bedarfe aller Kunden
• betrachtet die Lösung während des gesamten Life Cycles
• setzt die Bedürfnisse und Erwartungen der Interessengruppen in eine Lösung um

Was versteht man unter dem Begriff „Stakeholder“?

Stakeholder sind Beteiligte, die ein Recht, einen Anteil oder einen Anspruch an einem System oder an
dessen Systemmerkmalen haben, die die Bedarfe und die Erwartungen der Beteiligten betreffen.

Begriff „Projekt“?

Ein Projekt ist ein Vorhaben mit definiertem Anfangs- und definiertem Endpunkt, das durchgeführt wird, um ein
Produkt zu erzeugen oder eine Dienstleistung im Rahmen der gegebenen Ressourcen und Anforderungen zu
erbringen.

Begriff „Zielsystem (System of Interest, SOI)“?

Das System, dessen Lebenszyklus betrachtet wird.

Begriff „Lebenszyklusmodell (Life cycle model)“?

Ein Lebenszyklusmodell ist ein auf den Lebenszyklus bezogenes Rahmenwerk von Prozessen und Aktivitäten, das
unter anderem als eine gemeinsame Referenz zur Verständigung und Kommunikation beiträgt.

Begriff „System Integrity“?

Gleichgewicht (Balance) zwischen: Business Case - Budget - technischen Aspekten (Dreieck)

Zusammenhang zwischen „System of Interest (SOI)“, „System Context“, „System Content“ und „System
Interfaces“

In Scope Bild 

Begriff „Systemlebenszyklus (System life cycle)“

Der Systemlebenszyklus umfasst den Zeitraum von der Idee eines Zielsystems bis zum Abschluss seiner Entsorgung.

Skizze eines möglichst generischen „Systemlebenszyklus (System life cycle)“ mit Stages und Decision Gates
(Entscheidungsschwellen).

Ablauf 

Prozesse im V-Model (Kreis) zugeordnet

1                          11

2       4               9   

3       5             8

               7    

Merkmale und Eigenschaften eines guten „Requirement“ (Anforderung):

Notwendig (necessary)
Umsetzungsunabhängig (implementation independent)
Eindeutig (unambiguous)
Vollständig (complete)
Atomar (vereinzelt, engl. singular)
Umsetzbar (achievable)
Nachweisbar (verifiable)
Übereinstimmend (conforming)

Requirements besitzen neben Eigenschaften auch noch zusätzlich Attribute:

Verweise (traces)
Validierungsstatus (validation status)
Priorität (priority)
Kritikalität (criticality)
Eigner (owner)
Risiko (risk)

Der Architecture und Design Definition Prozess kann man in verschiedenen Entwicklungssichten (Views)
zerlegt werden

System Analyse Aspekte:

Kosten-Analyse (Cost Analysis)
Risikoanalyse (Risk Analysis)
Wirksamkeits-Analyse (Effectiveness Analysis)

Umsetzungselementen (Implementation elements):

  •  Hardware bzw. physische Elemente
  •  Software
  •  Betriebsbezogene Ressourcen (operational resources)
  •  Dienste (Services)

Integrationsmethoden:

  • Globale Integration (big-bang integration)
  •  Fließende Integration (integration wih the stream)
  •  Stufenweise Integration (incremental integration)
  •  Integration von Baugruppen (subset integration)
  •  Top-down Integration
  •  Bottom-up Integration
  •  Kriteriengesteuerte Integration (criterion-driven integration)

Unterschied zwischen Verifikation und Validation:

Verifikation: Wurde das Produkt richtig gebaut?
Validation: Wurde das richtige Produkt gebaut?

Verifikations- bzw. Validationstechniken:

  • Inspektion (Inspection)
  •  Analyse (Analysis)
  •  Demonstration (Demonstration)
  •  Test (Test)
  •  Analogie oder Ähnlichkeit (Analogy or similarity)
  •  Simulation (Simulation)
  •  Stichprobenprüfung (Sampling)

Arten der Wartung (Maintenance):

  • Fehlerbehebende Wartung (Corrective maintenance)
  •  Vorbeugende Wartung (Preventive maintenance)
  •  Systemänderungen (System modifications)

Durchführung der Entsorgung (Disposal) beachten:

  • Ausmustern der außer Dienst zu stellenden Systemelemente
  •  Demontieren der Systemelemente zwecks leichterer Handhabung
  •  Feststellen, welche Elemente wiederverwendet werden können
  •  Aussortieren aller Elemente und Abfallprodukte, die nicht mehr benötigt werden

Generelle Inhalte eines SEMP (SEMP Systems Engineering Management Plan):

  • die Organisation des Projekts und wie SE mit den anderen Bereichen der Organisation zusammenwirkt ( wie z.B
  • Eskalationspfad, Meeting Struktur, …)
  •  Verantwortlichkeiten und Befugnisse der Schlüsselpositionen
  •  klare Definition der Systemgrenzen und des Projektumfangs
  •  Projektannahmen und -einschränkungen
  •  die wichtigsten technischen Ziele
  •  Unterstützung durch die Infrastruktur und Ressourcenmanagement (z. B. Geräte, Werkzeuge,IT, Personal)
  •  Ansätze und Methoden für die Planung und Durchführung der technischen Prozesse
  •  Ansätze und Methoden für die Planung und Durchführung der technischen Managementprozesse
  •  Ansätze und Methoden für die Planung und Durchführung der anzuwendenden Prozesse
  •  der Fachdisziplinen

Anwendungszweck des Prozesses Risikomanagment (Risk Management Process)

Der Zweck des Prozesses „Risikomanagement“ ist das Erkennen, Analysieren, Behandeln und Beobachten von
Risiken.

Begriff Risiko

Das Maß für ein Risiko hat zwei Komponenten:
- die Wahrscheinlichkeit (likelihood), dass das Ereignis eintritt
- die unerwünschten Auswirkungen / Konsequenz (consequence) dieses Ereignisses, wenn es eingetreten ist.
Traditionell ist das Risiko definiert als die Wahrscheinlichkeit (likelihood), dass ein Ereignis eintritt, verbunden mit
einer negativen Konsequenz (consequence) des Ereignisses.
-> Kombination aus Wahrscheinlichkeit und Konsequenz

Risiken einteilen bzw. strukturieren:

  • Technische Risiken (Technical risk)
  •  Kostenrisiken (Cost risk)
  •  Terminrisiken (Schedule risk)
  •  Außenbestimmte Risiken (Programmatic risk)

Grundsätzliche Ansätze für die Behandlung von Risiken:

-Vermeiden (avoid) der Risiken durch geänderte Anforderungen oder Umgestaltung
- Akzeptieren (accept) des Risikos ohne weitere Konsequenz
-Steuern (control) des Risikos durch Einsatz von Geld und anderen Ressourcen, um die Eintrittswahrscheinlichkeit
  bzw. die Auswirkungen zu reduzieren
-Transferieren/ übertragen (transfer) des Risikos, indem eine Vereinbarung mit anderen Beteiligten geschlossen
  wird, so dass es in deren Verantwortung liegt

Beim Risikomanagementprozess wird eine Dokumentation in Form eines Risikoprofils erstellt (Risk List).
Elemente, welches ein Risiko Profil enthalten soll:

- Identifikation und Beschreibung des Risikos (define risk situation – risk context)
- Analyse Wahrscheinlichkeit und Auswirkung sowie Risikoschwellwert (determine likelihood and consequence as
   well as threshold)
- Priorisierung (priority of the risk)
- Behandlung (define a treatment)
- Verantwortliche Person (identification responsible person)
- Resourcen für jedes Risiko (resources for each risk)

Zweck des Prozesses „Konfigurationsmanagement“

- Verwalten, steuern und die Konfiguration von Systemelementen während des gesamten Lebenszyklus
- sichert die Konsistenz zwischen einem Produkt und der zugehörigen Konfigurationsdefinition

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