System Engineering: Beratung, Entwicklung und Methoden

System Engineering (auch Softwareentwicklung oder Systementwicklung) kennt viele verschiedene Definitionen. Allen gemeinsam ist, dass es sich um einen interdisziplinären Ansatz handelt und um moderne Methoden, um modellbasierte Systeme schnell und erfolgreich zu realisieren. Die Deutsche Gesellschaft für Systems Engineering (GfSE) liefert als Definition für System Engineering eine umfassende Ingenieurtätigkeit, die zur effizienten und bewusst gestalteten Entwicklung komplexer Produkte notwendig ist. Die Aufgaben umfassen demnach Systemanalyse, Anforderungsermittlung, Systementwicklung, Absicherung und Testphase. Vielfach geht es um Methoden der Systementwicklung.

System Engineering oder auch Systems Engineering (SE) betrachtet einerseits die wirtschaftlichen Bedürfnisse des jeweiligen Kunden sowie andererseits die vorhandenen technischen Möglichkeiten. Häufig besteht das Ziel darin, ein qualitativ hochwertiges Produkt zu erzeugen, das dem jeweiligen Bedarf verschiedener Zielgruppen gerecht wird, technische Möglichkeiten des Unternehmens berücksichtigt, effizient gefertigt werden kann und den rechtlichen und sicherheitstechnischen Vorgaben entspricht (siehe auch CE-Kennzeichnung). Wir unterstützen unsere Kunden dabei durch Beratung zum Einsatz relevanter Hard- und Software und vor allem bei der simulationsbasierten Entwicklung komplexer mechatronischer Systeme.

Die vielen Einzelmaßnahmen im System Engineering zeigen noch einmal deutlich den interdisziplinären Ansatz, der auf die Entwicklung und das Management komplexer Systeme abzielt. Unser Schwerpunkt für mechatronische Systeme vereint dabei Mechanik, Elektronik und Informatik – Bestandteile, die in vielen modernen Technologien und Produkten zu finden sind. Die Modellierung und Simulation solcher Systeme spielt eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung und Optimierung ihrer Funktionalität. Grundsätzlich sind wir bei cigus so aufgestellt, dass wir für System Engineering hochqualifizierte Fachleute mit umfangreicher Expertise in verschiedenen Branchen und Anwendungsgebieten vermitteln können.

Durch die Erstellung von mathematischen Modellen können Ingenieure das Verhalten von Systemen vorhersagen und verschiedene Szenarien virtuell testen. Dies ermöglicht es, Funktionalitäten zu prüfen, Fehler frühzeitig zu erkennen, die Leistung zu optimieren und die Entwicklungskosten zu reduzieren. Die Simulation mechatronischer Systeme ist daher ein unverzichtbares Werkzeug für Ingenieure, um innovative und zuverlässige Produkte und Produktionsprozesse zu entwickeln.

Ein wichtiger Bestandteil des System Engineerings ist der modellbasierte Entwurf. Insbesondere unter Verwendung von Werkzeugen wie Matlab/Simulink, umfasst er verschiedene entscheidende Aspekte. Einer dieser Aspekte ist die Reglerauslegung und -optimierung, bei der präzise Kontroll-Algorithmen entwickelt werden, um die gewünschten Leistungsparameter zu erreichen. Durch den Einsatz von Simulationstechniken und entsprechender Software können diese Regler optimiert und auf ihre Wirksamkeit hin überprüft werden.

Ein weiterer Schlüsselaspekt im System Engineering ist die Modellvalidierung, die die Richtigkeit und Zuverlässigkeit des entwickelten Modells sicherstellt. Dies beinhaltet die präzise Aufbereitung von Messdaten und die Verarbeitung von Informationen, um sicherzustellen, dass das Modell die realen Systemdynamiken genau repräsentiert.

Die Modellierung dynamischer Systeme spielt ebenfalls eine zentrale Rolle. Hier kommen Techniken wie die Finite-Elemente-Methode (FEM) und die Mehrkörpersimulation zum Einsatz. Diese Ansätze ermöglichen eine detaillierte und präzise Darstellung der mechanischen Strukturen und Bewegungen innerhalb des mechatronischen Systems.

Schließlich beinhaltet der modellbasierte Entwurf auch verschiedene mehrkriterielle Optimierungsmethoden. Diese zielen darauf ab, verschiedene Zielgrößen gleichzeitig zu optimieren, um ein ausgewogenes und effizientes mechatronisches System zu entwickeln. Solche Optimierungsverfahren ermöglichen es, Trade-offs zwischen verschiedenen Leistungsaspekten zu berücksichtigen und so die Gesamtleistung des Systems zu verbessern. Insgesamt trägt der modellbasierte Entwurf maßgeblich zur Entwicklung hochleistungsfähiger und zuverlässiger mechatronischer Systeme bei.

Intelligente technische Systeme und Produkte von heute erfordern immer wieder neue Ansätze in der Entwicklung und Optimierung. System Engineering ist dafür ein oft entscheidender Lösungsansatz, weil er Ausgangslage, Möglichkeiten und Ziele von Unternehmen von Anfang an berücksichtigt. Wir bei cigus konzentrieren uns darauf, den jeweiligen Bedarf unserer Kunden und die notwendige – auch noch zu realisierende – Funktionalität früh im Entwicklungsprozess zu definieren. Nicht alle Betriebe, die wir betreuen, haben die gleichen technischen oder personellen Voraussetzungen. Wir analysieren und dokumentieren daher die Anforderungen und Ausgangsbedingungen und stehen dann mit Beratung, technischem Know-how und entsprechendem Personal zur Verfügung, um unter Berücksichtigung von Ausgangslage oder Problem sowie dem jeweiligen Ziel das passende System zu entwerfen.