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Modellierung

Beschleunigt oder bremst MBSE die Entwicklung von 500 kW Bremsleistung?

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MBSE in Action – Einsatz untern realen Projektbedingungen

Butter bei die Fische – wie wurde die prinzipiell dargestellte MBSE Methodik im Projekt eingesetzt? Welchen Nutzen stiftete dies und welche Komplikationen brachte es mit sich?

1. Ziele und Umfang definieren

Das erste und wichtigste Ziel für den Einsatz von MBSE war und ist die strukturierte Unterstützung der Konzeptphase. Gerade bei einem solchen interdisziplinären, thematisch und technisch sehr breit gefassten System kann hier ein deutlicher Vorteil erarbeitet werden. Es gilt die Requirements zu konsolidieren und potentielle Fehler im Design frühzeitig zu vermeiden. Diese Aussage ist geradezu schon ein Allgemeinplatz. Bei straff kalkulierten und hart terminierten Projekten ist es umso essentieller sich wirklich daran zu halten.

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Ein weiteres Ziel an das Modell und Argument für den Einsatz von MBSE war, dass die festgelegten Funktionen und Modellinhalte als konzeptionelle Basis für die Software Implementierung der mobilen Steuerung dienen sollten. Die grundlegende Architektur der Software sollte direkt im Systemmodell abgebildet und enthalten sein.

Als drittes und letztes Ziel wurde die Dokumentation der Systemarchitektur benannt. Dies deckt sich mit der Kern-Idee des MBSE alle Informationen redundanzfrei in einem Modell zu verwalten.

Ein abgeleitetes Ziel an das Modell und die Anwendung von MBSE mit SysML war es, ein möglichst einfach nachvollziehbares Modell zu erstellen. Es sollten möglichst wenige Sprachelemente verwendet werden, um die Einlernphase für Neulinge gering zu halten und das Modell selbst nicht kompliziert werden zu lassen.

Bild 3 zeigt auf welche Diagramm-Arten der SysML verzichtet wurde und welche zum Einsatz kamen. Bei den eingesetzten Diagrammarten wurde zudem darauf geachtet, ein weitestgehend reduziertes Set an Elementen zu verwenden. Beispielsweise wurde auf die Verwendung von Ports verzichtet. (siehe Bild 3 in der Bildergalerie)

2. Requirements Engineering

Das Anforderungsmanagement startete basierend auf dem gemeinsam definierten Lastenheft. Daraus wurden modellbasiert (Bild 4) weitere Anforderungen an des System abgeleitet. Die Anforderungen wurden im Modell dabei in die Kategorien funktionale und nicht-funktionale Anforderungen sowie Bedingungen kategorisiert.

Basierend auf den Kernfunktionen und den korrelierenden Requirements wurde auch das prinzipielle Test- und Abnahme Vorgehen im Modell definiert. Auf diese Weise wurden Aspekte der Verifikation und Validierung des Gesamtsystems beachtet. (Bild 4)

3. Systemkontext

Ein wichtiger Schritt, der bereits in einer frühen Phase der Modellierung stattfindet, ist die Darstellung des Systemkontextes. Hierbei wird das System als Blackbox in seinem relevanten angrenzenden Kontext dargestellt. Gleichzeitig werden hier die ersten prinzipiellen Schnittstellen definiert. (Bild 5)

4. Systemstruktur

Die Strukturmodellierung stellt den größten Umfang vom Gesamtmodell dar. Hier wird die Struktur des Fahrzeugs auf die Subkomponenten und Aggregate herunter gebrochen. Auf diese Weise wird das Gesamtsystem hierarchisch dargestellt. Es wird auf die mechanischen und elektrischen Elemente eingegangen sowie die Interaktion dieser.

Bild 6 zeigt beispielsweise mit einer Übersicht des Kühlkreislaufs einen Ausschnitt des Strukturmodells. Es zeigt, welche Komponenten Teil des Kühlsystems sind und wie diese zusammenhängen. Da die Kühlung eine systemübergreifende Funktion ist, gewinnt eine solche Übersichtsdarstellung an Signifikanz.

Des Weiteren werden im Strukturmodell die Grundzüge der Architektur der Software für die Steuerung und Regelung des BFZ beschrieben. (Bild 6)

5. Systemverhalten

Die Beschreibung des Systemverhaltens schränkt sich auf zwei Betrachtungen ein. Zum einen enthält das Modell eine Beschreibung der Kernfunktionen des Systems anhand von Anwendungsfalldiagrammen. Hier werden beispielsweise die Bedienung, das Fehler-Handling oder die Diagnose am Fahrzeug grundlegend dargestellt. Eine genauere Betrachtung bestimmter Funktionen erfolgt mit Zustandsdiagrammen. Hierzu gehören beispielsweise die System- bzw. Betriebszustände. (Bild 7)

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