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Beim Systems Engineering menschelt es

Wenn man verstehen will, warum Systems Engineering so in Mode ist, braucht man sich nur Produkte anzuschauen, mit denen wir uns täglich umgeben. Nicht nur im Automobil, sondern auch in Hausgeräten, medizintechnischen Apparaten oder Maschinen und Anlagen stecken immer mehr Funktionen, die durch Elektronik und Software gesteuert werden. Von elektronischen Konsumgütern ganz zu schweigen. Damit sind Elektronik und Software auch zur wichtigsten Ursache möglicher Fehler und Fehlfunktionen geworden.

Ein Beispiel? Mit meinem neuen Smartphone kann man kommunikationstechnisch so ziemlich alles machen, was man sich vorstellen kann – nur eines nicht: Telefonieren. Die Sprachqualität ist so hundsmiserabel, dass man sie nicht mal mit dem Umstand entschuldigen kann, dass es sich um ein vergleichsweise kostengünstiges Einsteigermodell handelt. Im Vergleich dazu bietet selbst mein dummes altes Finnen-Handy geradezu HiFi-Klangqualität. Nun frage ich mich natürlich, wer dieses Desaster zu verantworten hat?

Immer mehr funktionsfähige Mobiltelefone werden ausrangiert. (Bild: iStocks)

Schuld bin natürlich in erster Linie ich selbst, weil ich die Katze im Sack gekauft habe bzw. den wohlwollenden Kritiken bei Amazon & Co. vertraut habe. Die waren bestimmt gesponsert. Aber in welchem Handyladen kann man die Geräte überhaupt noch testen? Geschweige den so ein ausgefallenes Gerät wie mein Dual Sim-Handy, das die Möglichkeit bietet, parallel zwei SIM-Karten zu betreiben. (Na ja, nicht wirklich parallel, wie ich inzwischen weiß). So ein Gerät scheuen die Provider wie der Teufel das Weihwasser, weshalb man sie auch nie im normalen Sortiment findet.

Der Hauptschuldige ist allerdings der Hersteller, dessen koreanischen Namen ich an dieser Stelle verschweigen möchte. Oder genauer gesagt, die Produktentwickler des betreffenden Unternehmens, die das Systems Engineering, das heißt die interdisziplinäre Entwicklung von komplexen mechatronischen oder cybertronischen Produkten wohl noch nicht so ganz beherrschen. Wobei kurioserweise die cybertronischen Systemkomponenten, die mein Handy wunderbar mit anderen Systemen vernetzen, wesentlich besser funktionieren als so banale Bauteile wie Mikrofon oder Lautsprecher. Von der Kameralinse ganz zu schweigen, die man getrost vergessen kann.

An welcher Stelle im Systems Engineering-Prozess das Desaster bei der Sprachübertragung meines Handys seinen Ausgang nahm, ist mir nicht ganz klar. Ich vermute mal schon im Requirements Engineering bzw. bei der Definition der Testkriterien zur Absicherung der Anforderungen. Vielleicht haben die Systemingenieure auch bei der Modellierung der Systemarchitektur mit SysML übersehen, dass sie die vorhandenen Systemfunktionen für die Sprachübertragung in einem neuen Kontext nicht einfach wieder verwenden können, sondern simulieren müssen, ob sie Zusammenspiel mit den neuen Funktionen noch ihren Dienst versehen. Dabei sollte doch klar sein, dass ein leistungsfähiges Konfigurationsmanagement der Schlüssel zur Wiederverwendung der SE-Artefakte darstellt.

Ich möchte an dieser Stelle also mal einen Engineering Change Request stellen, mit der Bitte, die Funktionen zur Sprachübertragung meines Handys in der nächsten Generation deutlich zu verbessern. Sonst muss ich schon wieder den Hersteller wechseln, was immer mit einem riesigen Aufwand für die Datenmigration verbunden ist. Nicht dass ich große Hoffnungen hege, dass mein ECR zügig in einen Änderungsantrag einfließen wird. Und selbst wenn, dann hätte die Änderung wahrscheinlich ungeahnte Folgen für andere Systemfunktionen. Dann könnte man vielleicht wieder wunderbar telefonieren, aber nicht mehr so gut navigieren.

Ein Tipp an den Hersteller: Um die Auswirkungen von solchen Änderungen frühzeitig beurteilen zu können, müssten die Werkzeuge und Methoden des Systems Engineering nahtlos in die PLM-Umgebung integriert werden, mit der die Änderungsprozesse gesteuert werden. Das weiß man zwar, aber davon sind die meisten Unternehmen noch ziemlich weit entfernt. Oder wie einer meiner Gesprächspartner neulich sagte: “Human Based Systems Systems Engineering machen wir schon lange. Jetzt geht es darum, in den IT-Systemen bzw. den zugrunde liegenden Modellen die Traceablílity zu erreichen.”

PLM-Einführung ist ein Mannschaftssport

Man sollte meinen, dass die PLM-Einführung dank vorkonfigurierter Software-Lösungen und standardisierter Middleware-Technologie für die Integration der Anwendungen einfacher geworden sei. Wenn man einigen Herstellern glauben darf, funktionieren ihre Lösungen sozusagen out of the box, das heißt man braucht sie nur noch auszupacken und einzuschalten. Leider sieht die Realität anders aus: „Der Leidensdruck hat eher noch zugenommen“, urteilte Prof. Martin Eigner der auf dem diesjährigen PROSTEP iViP-Symposium einen Workshop zum Thema „Future PLM“ koordinierte. Im Rahmen dieses Workshops wurden die Teilnehmer aus der Automobil- und Luftfahrtindustrie befragt, wo sie der Schuh am meisten drückt: Ein wunder Punkt ist und bleibt die Implementierung, das heißt die vielen Systeme, Schnittstellen, Migrationen oder Inkompatibilitäten.

Der Grund für den scheinbaren Widerspruch ist relativ simpel: Zwar lassen sich die PLM-Lösungen heute einfacher und schneller implementieren, aber gleichzeitig haben Umfang und Komplexität der Implementierungen deutlich zugenommen, weil die Lösungen mehr leisten und mehr leisten sollen als noch vor zehn Jahren. Die Kunden sind anspruchsvoller geworden: Es geht nicht mehr nur ein bisschen lokale CAD-Datenverwaltung, sondern um die Unterstützung des gesamten Entwicklungsprozesses unter Einbeziehung verschiedener Disziplinen (Stichwort Mechatronik-Entwicklung), Standorte und gegebenenfalls auch der externen Partner. Das untermauern die anspruchsvollen PLM-Projekte, die heute in der Industrie realisiert werden.

Vor kurzem habe ich einen renommierten Automobilzulieferer besucht, der gerade seine alte Zeichnungsverwaltung durch eine umfassende PLM-Lösung ersetzt hat. Multi-CAD-Datenmanagement, Stammdatenverwaltung mit ERP-Anbindung, Dokumentenmanagement mit Office- und Email-Integrationen, Projektverwaltung, Freigabe- und Änderungswesen etc. wurden auf einen Schlag an mehreren Standorten weltweit eingeführt, weil die Anwender bei vielen Projekten standortübergreifend zusammenarbeiten. Ein riesiger Berg an CAD-Daten und anderen Unterlagen musste dazu in die neue PLM-Umgebung übernommen werden, was natürlich mehr Zeit in Anspruch nahm als geplant. Der Aufwand für die Datenmigration wird bei PLM-Implementierungen immer noch gerne unterschätzt.

PLM-Projekte dieser Größenordnung mit Beteiligten aus unterschiedlichen Abteilungen, Standorten und Ländern und Kulturkreisen erfordern ein effizientes Projektmanagement, um sie erfolgreich umzusetzen. Der Zusammenhalt des Projektteams, der Rückhalt im Management und die kompetente Unterstützung durch den Systemlieferanten sind wichtige Erfolgsfaktoren. Als ich den Projektleiter fragte, was er beim nächsten Mal anders machen würde, sagte er, er würde es stärker in Teilprojekte mit separaten Projektverantwortlichen unterteilen, um die parallel laufenden Aktivitäten besser koordinieren zu können. Und er würde die ausländischen Kollegen noch frühzeitiger ins Boot holen. Ein gut funktionierendes Team ist für den Projekterfolg fast wichtiger als die beste Software, so einfach sie auch zu implementieren sein mag. Und der gemeinsame Erfolg stärkt das „Wir-Gefühl“ im Unternehmen – über die PLM-Implementierung hinaus.

Dieses „M“, das doch eigentlich viel sein sollte, als heiße Luft…

Der Begriff [‘mänätschmänt] blickt auf eine langjährige Karriere als inhaltsleere Füllwortmasse in allen Bereichen des Lebens zurück. Im Wesentlichen ist sie dazu da, das Ausatmen bei der Vertonung komplexer Wortgebilde zu erleichtern. Und auch unser aller Lieblingsabkürzung wurde leider nicht davon verschont – wo sie doch mit „P“ und „L“ so einen schmissigen Anfang genommen hat.

Machen wir das Beste draus, wagen wir das Experiment, das „M“ einmal ernst zu nehmen. Was wäre denn die Quintessenz vom „managen“ beim „productlifecyclen“? Kosten im Griff behalten – ja klar, zentral wichtig, aber im Kern die Ägide des Controllings. Termine? Macht das Projektmanagement (hoffentlich). Last but not least: Der Kern des „PL-“ Managements liegt für mich darin, den Reifegrad des Produktes unter Kontrolle zu haben.

Reifegrad hat dabei zwei Perspektiven:

1. Der Grad, in dem ein Produkt das macht, was es soll.

2. Der Grad, in dem das Produkt so hergestellt werden kann, wie man es haben will.

Diese beiden Sichtweisen werden gerne als Produkt- und Prozessreifegrad bezeichnet

Um so einen Reifegrad zu bestimmen oder gar zu steuern, ist es von Vorteil, erst einmal zu beschreiben, wogegen man messen will. Ich hätte dazu noch einen Begriff mit Füllwortende im Angebot: Anforderungsmanagement. Mit dem Vehikel „Anforderung“ beschreibe ich klassisch, was ein Produkt machen soll. Reicht aber nicht! Ich muß auch beschreiben, wie ich ein Produkt herstellen will! Das nennt sich dann „Front-Loading“ und hilft ganz gewaltig, den Zielraum für eine Produktentwicklung zu konkretisieren.

Wie aber das Wort „Entwicklung“ schon sagt, steuere ich hier gegen ein bewegliches Ziel, Produkt und Prozess wachsen weiter, machen manchmal auch einen Schritt rückwärts. Der Reifegrad muß also auch ein Ausdruck dafür sein, wie erfolgreich meine verschiedenen Konzeptalternativen sind bzw. wie weit ich den Trichter möglicher Optionen schon eingeengt habe (letztes Buzzword für heute: Set-Based Engineering).

So ergibt sich ein Korridor von Fakten, gegen den die Produktentwicklung reflektiert werden kann: Hat meine Entwicklung alle Anforderungen im Blick (Abdeckungsgrad)? Kann ich die Anforderungen auch bedienen (Erfüllungsgrad)?

Zum Thema „Abdeckungsgrad“ empfehle ich den Blog-Beitrag von Michael Wendenburg zum Systems Engineering, das ist eine Frage der intelligenten Verdrahtung von Informationen untereinander. Der Erfüllungsgrad wiederum ist eine Frage der Absicherung – und hier wird’s jetzt ein bißchen heterogen…

Absicherung stand lange Zeit synonym für den guten alten Versuch: Hält es noch, wenn man dran rüttelt? Läuft irgendwo Öl ‘raus? Entschuldigung an alle Kollegen aus dem Versuch für die saloppe Formulierung. Was ich damit verdeutlichen will, ist die Krux, daß der Versuchsplan sich in Ermangelung an klar formulierten Anforderungen auch nicht an solchen orientieren kann. Was man im Versuch herausfindet, wird klassischerweise so gut wie möglich gegen einzelne Teile oder Baugruppen dokumentiert und daraus ein (Produkt-) Reifegrad interpretiert.

Das Gleiche gilt grundsätzlich auch für die Absicherung der anderen Reifegrad-Perspektive. Aber Herstellbarkeitsprüfungen, Verbauuntersuchungen, Try-Outs zur Prozess-Stabilität… müssen eher noch ein härteres Schicksal tragen: Ergebnisse wie „läßt sich nicht mit dem Schrauber erreichen“ können wenigstens noch auf einen Bauraum bezogen werden, aber „zu breit für die Lackierkabine“ ist schon deutlich schlechter aufzulösen. Und es geht ja auch noch weiter: Sind die Logistik-Prozesse reif, klappt die IT-Versorgung für die Produktion und und und …

Nun existiert dazu auch noch eine veritable Parallelwelt: Simulation hat Ihren Platz in den Entwicklungsorganisationen gefunden, sowohl für Produkt-, als auch Prozessthemen. Allerdings ringen viele Beteiligte noch mit der Verdrahtung doch unterschiedlicher Prozesswelten. Typische Rückmeldungen aus der Simulation lauten in etwa „würde halten, wenn Du den Radius etwas kleiner machst“ – und das womöglich in sehr frühen Konzeptphasen, wo es kaum eine ausgegorene Produktstruktur als Referenz gibt.

Spätestens hier wird also der Zusammenhang zwischen Reifegrad und Alternativen besonders deutlich: Messe ich das eine, bewerte ich das andere.

Um managen zu können, brauchen ich ein gemeinsames Raster für Entwicklung und Absicherung, an dem Ergebnisse der sehr unterschiedlichen Aktivitäten gespiegelt werden. Egal ob Simulation oder physische Absicherung, frühe Konzepte oder B-Muster – ich benötige eine vereinheitlichte Aussage über den Reifegrad meiner Ergebnisse. Und nur auf der Ebene von Anforderungen habe ich ein hinreichend abstraktes Vehikel, um so ein Raster darzustellen und alle genannten Fraktionen abzuholen.

Wenn man „Management“ ernst nehmen will, dann sind wir hier – glaube ich – an einer guten Stelle dafür angelangt.