Ein neuer Ansatz
Die Digitalisierung hat zur Folge, dass die Zahl an intelligenten technischen Systemen (ITS) und ihre Komplexität konstant steigen. Hier fehlt es jedoch noch an geeigneten Methoden, um diese steigende Komplexität zu meistern. Systems Engineering (SE) und Model Based Systems Engineering (MBSE) versuchen dieses Problem zu adressieren. Aber reichen die bestehenden Herangehensweisen aus? Forschende des Fraunhofer IEM stellen nun einen neuen Weg vor, wie mit Hilfe von Lösungswissen die Entwicklung von ITS verbessert werden kann: Pattern Based Systems Engineering.
Was sind Solution Patterns?
„Solution Pattern” bedeutet auf Deutsch „Lösungsmuster”. Solution Patterns können einen weiteren Beitrag zur Bewältigung der neuen Komplexität von ITS leisten. Sie sind ein wichtiger Teil eines Wissensmanagements, das es ermöglicht, bereits bekannte und erfolgreich erprobte Lösungen aufzubereiten und immer wieder nutzbar zu machen. Die Solution Patterns stellen einen Weg dar, das Wissensmanagement zu operationalisieren. Sie bestehen jeweils aus einem Problem und dem Kern der zugehörigen Lösung. Entwickler können so auf das Wissen des Kollektivs zurückgreifen und ihre eigenen Denkmuster erweitern.
Vorteile von Solution Patterns:
- Übertragbarkeit über disziplinäre Grenzen hinweg
- Verbesserung der Kommunikation durch explizite Wissensdarstellung
- Langfristige Dokumentation des Lösungswissens
- Verringerung der Komplexität durch Aufschlüsselung umfangreicher Probleme
- Höhere Effizienz durch gezielte Wiederverwendung
- Förderung der Kreativität
Was ist Pattern Based Systems Engineering?
Das Pattern Based Systems Engineering soll jetzt die Vorteile von SE bzw. MBSE durch die Vorteile der Solution Patterns verstärken. Um diese möglichst effektiv zu nutzen, müssen Solution Patterns bereits so früh wie möglich im Design Prozess intelligenter technischer Systeme eingebunden werden. Aber wie lässt sich das umsetzen?
Handlungsfelder
Die Forschenden haben zwei Handlungsfelder identifiziert. Zum einen ist die Dokumentation des Lösungswissens wichtig, zum anderen muss die Anwendung von Solution Patterns genauer beleuchtet werden. Für die Dokumentation muss eine disziplinübergreifend verständliche Struktur gefunden werden, um das Wissen für alle zugänglich zu machen. Das zweite Handlungsfeld, erfordert einen neuen methodischen Ansatz, um Solution Patterns im Entwurf anwenden zu können.
Systematik für die Anwendung von Solution Patterns
Der Entwurf einer funktionsorientierten Systematik für die Anwendung von Solution Patterns macht sich die Grundlagen des Model Based Systems Engineering zunutze. Das Prozessmodell verbindet etablierte Entwicklungsschritte mit den Solution Patterns und ist in fünf Phasen aufgeteilt:
Die 5 Phasen des Prozessmodells:
- Erste Zielbestimmung
- Suche nach Solution Patterns
- Konkretisierung der Zieldefinition
- Suche nach spezialisierten Lösungsmustern
- Solution Pattern basierte Systemmodellierung
Bei vertieftem Interesse ist das vollständige Paper hier zu finden:
https://www.cambridge.org/core/journals/proceedings-of-the-design-society-design-conference/article/pattern-based-systems-engineering-application-of-solution-patterns-in-the-design-of-intelligent-technical-systems/4E4DC109ACD3E0D0D896EA7C1E88EC2A
