Software ist bereits heute ein wichtiger Bestandteil vieler Produkte. Von Haushaltsgeräten bis hin zu Autos – überall werden softwaregestützte Funktionen integriert, um mit neuen Funktionalitäten Kundenerlebnisse zu verbessern. Ein Preis dafür ist die zunehmende Produktkomplexität, die neue Ansätze für Design und Entwicklung erfordert. Die Methodik Software & Systems Engineering (SSE) führt einen vernetzten Entwicklungsprozess ein, mit dem Ingenieure softwaredefinierte Produkte in Abstimmung mit anderen Bereichen entwickeln. Sie hilft dabei, einen stabilen digitalen Faden von Entwurfsdaten, Testergebnissen, Simulationen und anderen Artefakten der Produktentwicklung zu erstellen. Dieser stellt sicher, dass die Daten zugänglich sind, wann und wo sie benötigt werden. Diese Methodik könnte eine Kernkomponente der Industrie während ihrer digitalen Transformation darstellen.
Verknüpfung von Tools und Prozessen
Die künftige Produktentwicklung wird sich zunehmend auf SSE stützen, weil Softwareplattformen immer fortschrittlicher und leichter verfügbar werden. Entwickler entwerfen einen wachsenden Anteil der Funktionen ihrer Produkte in Software. In der Automobilindustrie gehen beispielsweise viele Hersteller dazu über, softwaredefinierte Fahrzeuge (SDVs) herzustellen. In diesen werden scheinbar ausgereifte Systeme wie Teile der Lenkung, der Drosselklappe und der Bremssysteme in Software umgesetzt. Der Einsatz von SSE-Methoden in diesen Fällen kann die Auswirkungen neuer Softwaresysteme auf andere Systeme besser berücksichtigen. Konstruktionswerkzeuge sollten den ganzheitlichen Blick auf das Produkt ermöglichen, um die Integration aller Systeme zu unterstützen. Der Einsatz von Software wirkt sich auf viele technische Bereiche aus, von der Mechanik bis zu den elektrischen Systemen. Deshalb müssen die Werkzeuge bereichsübergreifende Datenverwaltung und -überprüfung ermöglichen. Mit diesen Funktionen können Entwicklungsteams die Hardware – von den Chips über Leiterplattensysteme bis hin zur Elektronik – sowie die Software und die mechanischen Systeme zuverlässig entwickeln.
Auf dem Weg der digitalen Transformation
Die digitale Transformation erleichtert es Unternehmen, Innovationen in allen technischen Bereichen und Produktfunktionen voranzutreiben und kurz- wie langfristige branchenweite Probleme wie den Mangel an Arbeitskräften anzugehen. Eine langfristige Strategie für die digitale Transformation bietet Unternehmen die Möglichkeit, über Fragen der Datenanbindungen hinauszugehen. Automatisiertes Datenmanagement, generative künstliche Intelligenz (KI) und Regelkreise zur Optimierung von Produkten, Software, Fertigung und anderen Bereichen lassen sich ebenfalls einbeziehen. Anhand eines fünfstufigen Plans berät Siemens Digital Industries Software Unternehmen dabei, den Reifegrad ihres digitalen Wandels zu messen: Konfiguration, Verbindung, Automatisierung, Generative Design und Closed-Loop-Optimierung. Die meisten Unternehmen agieren noch in den ersten beiden Phasen. Bei der Konfiguration handelt es sich um den Übergang von dokumentenbasierten Methoden zu modellbasierten Methoden, während es bei der Verbindung um die gemeinsame Nutzung von Daten in verschiedenen Engineering-Bereichen geht. Das SSE-Konzept arbeitet Hand in Hand mit diesen beiden Phasen und nutzt modellbasiertes Systems Engineering und verbundene Domänen, um die Integration von Software zu erleichtern. Rückverfolgbarkeit und domänenübergreifende Verifizierung helfen Entwicklern dabei, Hardware, Software und andere Systeme zu einem funktionalen softwaredefinierten Produkt zusammenzubringen. Für die Berater der Software-Sparte von Siemens kommt im nächsten Schritt die Integration von KI in die Entwicklungsprozesse hinzu. Mit dieser Technologie lassen sich zuerst banale und später komplexere Aufgaben automatisieren. Mit zunehmender Leistungsfähigkeit ließe sich KI etwa für Generative Design einsetzen, um auf der Grundlage der Daten eines Unternehmens automatisch Entwürfe zu erstellen. So könnten Unternehmen eines Tages geschlossene Optimierungsschleifen durchführen, indem sie Konstruktionen generieren, bewerten und iterieren, bis sie die bestmögliche gefunden haben.
Eine Zukunft für Softwaredefinierte Produkte
Die fünf Stufen des Reifegradmodells sollen Unternehmen und ihre Konstrukteure auf ihrem Weg zu künftigen Produktdesign- und Entwicklungsmethoden begleiten. Sie bieten Orientierung, damit die mit SSE-Methoden entwickelten Produkte Software und andere Systeme zuverlässig integrieren und dabei bestmöglich funktionieren. Die Konnektivität für Entwicklungsprozesse und Designtools, die mit dem Engineering-Ansatz verbunden ist, kann entscheidend für künftige Produkte sein und gleichsam eine Grundlage für die Reife der digitalen Transformation schaffen. In dem Maße, in dem Unternehmen diese Prozesse in Richtung Automatisierung, Generierung und Optimierung weiterentwickeln, werden neue Designmethoden entstehen. Diese können es Konstrukteuren ermöglichen, softwaredefinierte Produkte zu entwickeln, die den Kunden schon heute die Zukunft bringen.
