ZiMA – wie Zielpuls die komplexe Produktentwicklung beherrscht

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Das neue Framework, "Zielpuls Metamodel for Automotive" (ZiMA), adressiert die komplexe Produktentwicklung durch modellbasierte Best Practices aus mehr als 20.000 relevanten Projektstunden. Gemeinsam mit Elisabeth Eichstetter und der Hochschule München hat Zielpuls begonnen, ein automobilspezifisches MBSE-Metamodell zu erstellen, das die Erfahrungen aus allen verwandten Zielpuls-Projekten zusammenführt. Letztes Jahr haben wir bereits einen kleinen Vorgeschmack gegeben (Sneak Preview), jetzt ist es soweit: ZiMA ist einsatzbereit.

Um mit dem Tempo des Automobilmarktes mithalten zu können, müssen die Fahrzeughersteller ständig auf neue Mobilitäts- und Technologietrends reagieren. Ein daraus resultierender Anwendungsfall ist die Entwicklung neuer cloudbasierter Fahrzeugarchitekturen. Die Herausforderung dabei ist, neue Fahrzeugfunktionalitäten in bereits bestehende Architekturen einzubringen und nicht auf der grünen Wiese zu beginnen. Dadurch entsteht ein Spannungsfeld zwischen Profitieren von vorhandenem Wissen und Bestreben, die Realisierung neuer Features zu optimieren. In diesem Umfeld müssen die Entwicklungsteams effizient und nachhaltig zusammenarbeiten, um skalierbare Lösungen zu schaffen.

Der Anwendungsfall verdeutlicht die technischen Herausforderungen bei der Entwicklung komplexer Automobilprodukte in einem hochvolatilen Umfeld. Deren Bewältigung sollte immer eine Anpassung der Engineering-Methodik an den automobilen Kontext und die daraus resultierenden Anforderungen vorausgehen. Die Automobilentwicklung muss in einer "System of Systems"-Umgebung durchgeführt werden. Es gibt mehrere Produktdomänen (Antriebsstrang, Fahrwerk, Infotainment, etc.) mit insgesamt ca. 500 mechatronischen Komponenten. Deren Zusammenspiel und individuelle Gestaltung führen zu komplexen, vielschichtigen Integrationsprozessen. Darüber hinaus sehen sich Automobilhersteller mit einer enormen Variantenkomplexität aufgrund funktionaler und technischer Architekturen konfrontiert. Ihre Portfolios wachsen und neue Dienstleistungen sowie Produkttypen müssen implementiert werden. Dem gegenüber stehen enorme Investitionskosten für neue Technologien, lange Lebenszyklen und Produktgarantien. ZiMA begegnet diesen methodischen Herausforderungen, indem es eine Struktur zur Gestaltung heterogener Entwicklungsumgebungen bietet.

Das Metamodell ZiMA bietet ein einfaches, benutzerfreundliches Framework, das die Produktkomplexität durch Systems Engineering Prinzipien systematisch reduziert.

 

Wie funktioniert ZiMA?

Die oben stehende Grafik zeigt die Struktur und die angewandten Aspekte der Systemmodellierungssprache (SysML). Das Framework von ZiMA ist eine Matrix, die aus Architekturschichten als Zeilen und Sichtweisen als Spalten besteht. Es kann durch die Anzahl der Architekturschichten an die Produktkomplexität angepasst werden und gewährleistet durch die Einteilung in Viewpoints eine ganzheitliche Systembetrachtung. Das Framework ist an die SysML angelehnt und bietet damit ein Profil für die Erstellung eines schlanken Modell-Repositorys, das domänenspezifische Modellelemente und deren Abhängigkeiten enthält. Darüber hinaus wird es durch ein SysML-konformes Konzept zur Schnittstellenmodellierung für logische und physikalische Elemente ergänzt.

Wo wird ZiMA eingesetzt und worin besteht der Mehrwert?

Das Framework wurde laufend durch relevante Projekteinsichten bei Audi, BMW, Mercedes und VW sowie mehreren Tier-1s validiert. Die Validierung zeigte, dass ZiMA als ganzheitliches Metamodell im Hintergrund bestehender individueller Systems Engineering Lösungen von Entwicklungsabteilungen dienen kann. Dabei steigert ZiMA die Effizienz von Entwicklungsprozessen und erleichtert gleichzeitig die Integration von Innovationen. Das Mapping der bereits existierenden Artefakte auf die ZiMA-Meta-Elemente ist einer der Quick Wins für große Organisationen, indem es ihnen ein einheitliches Rückgrat für ihre domänenspezifische Arbeit bietet. Während dieses Prozesses wird eine gemeinsame Sprache und ein gemeinsames Verständnis innerhalb der Organisation entwickelt und der Weg zu einem harmonisierten Systems Engineering - oder wie Zielpuls es nennt: "Systems Thinking" geebnet.

 

Anwendung von ZiMA in verschiedenen Branchen

ZiMA, basierend auf allgemeinen Systems-Engineering-Prinzipien, unterstützt nicht nur den Automobilbau, sondern ist auch eine solide Basis für die Produktentwicklung in anderen Branchen. So kann es beispielsweise auf Konsumgüter angewendet werden, die mit einer zunehmenden Produktkomplexität inklusive vernetzter Dienste konfrontiert sind. In diesem Fall wird die Struktur der Matrix beibehalten und nur die Zellen an konsumgüterspezifische Artefakte angepasst. Durch die SysML-Konformität von ZiMA ist ein konsistentes Systemmodell des Konsumgutes gewährleistet. Dieser Fall verdeutlicht die Fähigkeit von ZiMA, sich aufgrund seines generischen Frameworks an jede beliebige Branche anzupassen.

 

Alle Fragen zu den Anwendungsmöglichkeiten und wie ZiMA Organisationen in verschiedenen Branchen helfen kann, beantwortet

Florian LuxFlorian Lux
florian.lux@zielpuls.com
Principal und Leiter des Systems Thinking Kompetenzzentrums bei Zielpuls

 

 

 

 

Autor: Anita VölkVeröffentlicht: 22.3.2021 News,