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Trung Hieu Tran
Diese Lernkarten bieten einen umfassenden Überblick über das System-Engineering und dessen Anwendung im Entwicklungsprozess auf Universitätsniveau. Sie konzentrieren sich auf die Abstimmung von Aktivitäten, die Bedeutung von Design Reviews, und die Optimierung von Prozessen hinsichtlich Dauer und Kosten. Besonders nützlich sind sie für Studierende und Fachleute in der Informatik, die sich mit der Koordination komplexer Systeme und der effizienten Planung von Projekten beschäftigen.
Karten
19
Lernende
2
Sprache
Deutsch
Kategorie
Informatik
Stufe
Universität
Erstellt / Aktualisiert
26.02.2013 / 30.07.2023

Lernkarten

Simultanous / Concurrent Engineering

zielgerichtete, interdisziplinäre Zusammen- und Parallelarbeit in der gesamten Produkt-, Produktions- und Vertriebsentwicklung für den vollständigen PLZ mit einem straffen Management

Voraussetzung:

  • die Arbeiten in den Prozessen sind geeignet koordiniert
  • die Arbeitsergebnisse sind domänenübergreifend verfügbar
  • die Vorgaben des Projektmanagements (Projektpläne und Abgabetermine) sind berücksichtigt

operative Planung

Anordnung der Aktivitäten -- Optimierungsaufgabe (Dauer und Kosten), ohne Qualität des Prozessergebnisses zu beeinträchtigen

Optimierungsansätze:

  • Um die Dauer zu verringern, werden so viele Aktivitäten wie möglich parallelisiert
  • Um die Kosten zu verringern, werden so wenige Ressourcen wie möglich eingesetzt und deshalb so stark wie möglich ausgelastet

operative Planung --> Vorgehensweise

Abhängigkeiten bestimmen

  • Reihenfolge
  • Ausschluss (beschränkte Ressource)

Eigenschaften analysieren

  • Ein/Ausgangsparameter, Dauer/Varianz, Ressourcenverbrauch/Kompetenzen, Maschinen/IT/Räumlichkeiten, Randbedingungen, Stakeholder

Iteration

  • Bedingungen, Wahrscheinlichkeit, veränderte Aufwände

Anordnung vornehmen

  • Liste mit Abhängikeiten von der Aktivität
  • so viel wie möglich parallelisieren --> Abhängigkeitslisten gegenprüfen

Netzplan ausrechnen

  1. Alle Aktivitäten in Kästchen darstellen und Dauer eintragen
  2. Kästchen nach der festgelegten Anordnung aufzeichnen und mit Pfeilen verbinden
  3. vom Beginn an kürzest mögliche Dauer über alle Pfade aufsummieren (frühestmögliche Ende der jeder Aktivität)
  4. Maximal erlaubte Dauer festlegen (vom Ende des Prozesses rückwärts den spätestmöglichen Anfang für jede Aktivität bestimmen)
  5. Puffer = Punkt 3 - Punkt 4
  6. Kritischer Pfad (alle Puffer = 0) --> Änderungen hier bedeuten Verschiebung des Endtermins

Was ist ein System?

  • besteht aus Einzelelemente, die in Beziehung zueinander stehen
  • Elemente werden im Sinne des Systems als Einheit gesehen und können von ihrer Umwelt abgegrenzt werden
  • System interagiert mit der Umwelt

INCOSE (International Council on Systems Engineering):

  • A system is a construct or collection of different elements that together produce results not obtainable by the elements alone

Was ist Systems Engineering?

  • ist ein interdisziplinärer Ansatz mit dem Ziel erfolgreich (komplexe) Systeme zu realisieren
  • konzentriert sich auf:
  1. Definition und Dokumentation der Systemanforderungen (frühe Phase)
  2. Erarbeitung eines Systemdesigns
  3. Überprüfung des Systems auf Einhaltung der Anforderungen unter Berücksichtigung des Gesamtproblems:
    • Betrieb, Zeit, Test, Erstellung, Kosten & Planung, Training & Support und Entsorgung

Grundidee des Systems Engineering

  • Aufteilung in Systemelemente
  • Betrachtung der Abhängigkeiten zwischen den Elementen
  • Strukturierung durch Abstufung der Elemente

Systems Engineering (Methoden anderer Teilgebiete)

  • Anforderungsanalyse, Anforderungsdefinition und Anforderungsmanagement
  • Systemdesign (Modellbildung, Simulation und Bewertung)
  • Funktionsdesign
  • Systemintegration
  • Verifikation und Validation und
  • Risikomanagement

Systems Engineering Prozess – INCOSE SIMILAR

  • System-Engineering-Prozess ist nicht sequentiell
  • Funktionen werden parallel und iterativ ausgeführt  


Der SIMILAR-Prozess beinhaltet in der Regel die folgenden sieben Aufgaben:
 

  1. Anforderungsmodell erstellen (State the Problem)
  2. Alternative Lösungen prüfen (Investigate alternatives)
  3. Systemdesignmodell erstellen (Model system)
  4. System einbetten (Integrate)
  5. System implementieren (Launch the system)
  6. Technische Messwerte prüfen (Assess performance)
  7. Projektergebnisse prüfen (Re-evaluate)

Systembeschreibungssprache SysML

SysML (System Modeling Language)

für Systeme mit Diagrammtypen --> Analyse, Design, Testen

Erweiterung von UML (Unified Modeling Language)

Verbindung Domänenspezifischer Modelle

  • direkte Verbindung zw. Systemelementen --> Koordination im Prozess
  • Verknüpfung durch Metamodell/Systemmodell
  • Verknüpfung von Ergebnissen --> Smart Hybrid Prototyping

Abstimmung mit PM (Meilensteinanäherung)

Risiken:

  • Nichterfüllung von Meilensteinen führt zu Nacharbeiten, höheren Kosten und Zeitverlusten
  • Im Worst Case wird das Projekt wegen (scheinbarer) Unwirtschaftlichkeit sogar eingestellt
  • Verzögerung des Starts weiterer wichtiger abhängiger Prozesse (Unkontrollierbarkeit, Dateninkonsistenzen)

Gründe:

  • Unklarheit, ob die festgelegten Ziele der Meilensteine den besten Weg zum Endresultat darstellen
  • Abhängigkeiten zu anderen Aufgaben und Projekten im Unternehmen sind nicht plan- und steuerbar
  • Überbelastung der Mitarbeiter durch Arbeitsanstieg vor Meilensteinen
  • Rückstand durch Leistungsabfall nach Meilensteinen (Hockey Stick Effect)
  • Gegenseitige Adaption von Einzellösungen bei der Meilensteinannäherung führt zu Kompromissen

Handlungsbedarf:

  • Bei der Projektplanung müssen die Prozesse besser berücksichtigt und Meilensteine entsprechend abgestimmt werden --> WIE
  • Bei der Prozessplanung müssen die Meilensteine eingeplant werden und Aktivitäten eingeplant werden, die sicherstellen, dass die am Meilenstein geforderten Arbeitsergebnisse auch erreicht werden --> WAS

Handlungsfelder des Prozessmanagements für Meilensteinsicherheiten

Prozessanalyse:

  • Fortschrittsanalyse durch die Erhebung prozessbezogener Kennzahlen mit einer Metrik (Key Performance Indicators)
  • Abstimmung mit den Maßnahmen zur Meilensteinannäherung
  • Erstellung eines Kennzahlensystems

Prozessbewertung:

  • Definition und Bewertung von Prozess-Bewertungskriterien
  • Bewertung hinsichtlich der Sicherheit und Robustheit der Prozesse

Fehlertoleranzerhöhung:

  • Identifikation und Gewichtung von Fehlereinflussmöglichkeiten
  • Vorsehung eines angemessenen Sicherheitsspielraums für unerwartete Störungen
  • Synchronisation von Projektmanagern und Fachabteilungen

Zusammenfassung

  1. Eigenschaften aller Aktivitäten, ihre Abhängigkeiten und Übergabepunkte von Ergebnissen --> definieren
  2. Netzplantechnik: Anordnung von parallelen Arbeitssträngen um Gesamtdauer zu reduzieren
  3. domänenübergreifender Austausch von Arbeitsergebnissen kann durch SysML erleichtert werden --> Schnittstellen und Informationsfluss
  4. Zusammenarbeit Prozess- und Projektmanagement erfoderlich --> Abhängigkeiten von Aktivitäten im Prozess und Meilensteine

Review Situationen (Überblick (1)

  1. Design Reviews: Design Idee, Herangehensweise, Projektierung/Angebot, Ausführung
  2. Compatibility Reviews: Abstimmung von Konstruktion und System
  3. System Reviews: Abstimmung von unterschiedlichen Subsystemen zu einem funktionierenden Gesamtsystem
  4. Project Reviews: Fortschritt und Teilergebnisse eines Projekts werden einer Ampelbewertung unterzogen

Warum sind Design Reviews wichtig? (1)

  • Fortschritt einer Entwicklung durch Erfahrung und Kompromissbereitschaft verschiedener Experten
  • Entwicklungszeit stetig abgenommen --> Meilenstein
  • Enge Abstimmung und Nachvollziehbarkeit der Ergenisse
  • technisch komplexere Lösungselemente machen Produktsynthese von der Denkweise des System Engineering abhängig
  • Multi-Domänen Produkt- und Systemkompatibilität --> Validierungs - Reviews
  • Konflikte / Interessen verschiedener Entwicklungspartner und sich ständig ändernde Randbedingungen

DR Methoden (best Practices) (1)

  1. System Abteilungen
  2. physische Zonen des Produktes
  3. Angelegenheiten / Probleme
  4. Bewertungs- und Analysekriterien
  5. Hauptkriterien (cost, risk, time)

DR Typen (Projekt) (1)

formelle Teilnehmerhierarchie:

  1. Auftraggeber (z.B.: Programm-Manager)
  2. Offizieller Design Review Leiter
  3. Integrations- und Leitungskoordinations-Team
  4. Vertreter von funktionellen Tätigkeiten/Abteilungen
  5. Systemanalytiker, Designer und Fertigungsplaner
  6. Administrative Unterstützung
  7. Integrations-Team führt durch das Review
  • Gewöhnlich erklären alle anderen Teilnehmer nur, kommentieren und bewerten oder nehmen Anweisungen an
  • Logik bei der Review-Durchführung ist abhängig von der Firmenkultur und Produktzusammensetzung
  • Zeitdauer: 1 Tag bis zu einer Arbeitswoche

DR Typen (Team) (1)

  • Koordinator leitet das Review
  • Teilnehmer handeln in erster Linie in ihrer Berufsrolle
  • Vorbereitung der digitalen Modelle und Probleme notwendig
  • Kerngruppe mit fundierten Technologie-Kenntnissen
  • Review von den technischen (Funktionen, Eigenschaften, Leistung, Herstellung, Durchführbarkeit) über die wirtschaftlichen Eigenschaften (Kosten und Zeit) bis hin zu den „politischen“ (Eigentumsrecht, Verantwortung)
  • Zeitdauer: 1 ½ bis 4 Stunden

DR Typen (verschiedenen Ing.) (1)

  • keine Teilnehmerhierarchie
  • kein Koordinator notwendig
  • kurze Zusammenfassung und geringer Vorbereitungsaufwand
  • vertraut mit den digitalen Werkzeugen
  • Berücksichtigung spezifischer Inhalte
  • Zeitdauer: 30 Minuten bis 2 Stunden

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