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Smart Systems Engineering > Vorlesung 1 > Flashcards

Vorlesung 1 Flashcards

1
Q

Beispiele für mechatronische Teilsysteme im Auto

A

Motormanagement (Start-Stop-Automatik, Schubabschaltung, Abgasrückführsteuerung, …)

Kommunikation (Radio, Bordcomputer, Autotelefon, …)

Sicherheit

Komfort (Zentralverriegelung, Fahrwerkregelung, Heizung, …)

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2
Q

Evolution industrieller Produkte in Richtung Smarter Produkte

A

Mechatronische Produkte (MP) ==> Intelligente Mechatronische Produkte (MP + Intelligenz) ==> Cyber-Physische Systeme (IMP + Kommunikation) ==> Smarte Produkte (CPS + Internet-basierte Services)

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3
Q

Was ist das Internet of Everything (IoX)?

A

IoX = Internet of Data (IoD), Internet of Humans (IoH), Internet of Service (IoS), Internet of Things (IoT)

Hier nicht sicher, ob das überall nicht eher + anstatt Komma sein sollte?!?!

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4
Q

Eigenschaften Smarter Produkte und Produkt-Service Systeme

A

Vernetzung und Konnektivität mit Plattformen und Ecosystemen

Eingebettete Intelligenz über Software, Prozessoren, Aktoren und Sensoren

Individualität und Wandlungsfähigkeit

Intuitive Interaktions- bzw. Benutzerschnittstellen und User Experience

Neue, verfügbarkeits- oder ergebnisorientierte Geschäftsmodelle

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5
Q

Herausforderungen für den durchgängig digitalen Smart Engineering Lifecycle (3 Stück)

A

Lebenszyklusbegleitende Engineering- und Absicherungsprozesse

Neue Engineering-Visualsierungsmethoden und -technologien

Interdisziplinäres, agiles Systems-Engineering der Produkte, Produkt-Servicesysteme und Ecosysteme

Integration von Produkten, Services und Geschäftsmodellen

Durchgänge Modellbildung und -simulation, beginnend in den frühen Engineeringphasen

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6
Q

Lifecycle Management smarter Produkt-Service Systeme?

A

PPT

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7
Q

Zentrale Herausforderungen für das integrierte Lifecycle Management von morgen

A

Informations- und prozesstechnische Integration der Disziplinen, insbesondere Service Engineering

Management virtueller Produktzwillinge und -instanzen

Integriertes Informationsmanagement entlang des gesamten Lifecycles (u.a. IoT)

Modulare, offene und flexible IT-Architekturen

Analytics basierte Assistenz und Services für Produktnutzer und Produktentwickler

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8
Q

Zentrale Herausforderungen bei der Entwicklung smarter Produkte (2 nennen)

A

Produktkomplexität

Heterogenität der Produktentwicklungsdomänen (Denkweisen, Erfahrungen, …)

Langwierige sequenzielle Abläufe verbunden mit “throw-it-over-the-wall”-Mentalität

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9
Q

Woher entstammen die Grundlagen und die Anwendungen des Systemdenkens (System Thinking)?

A

Theoretische Grundlagen kommen von der Systemtheorie

Praktische Anwendung kommt vom Systems Engineering

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10
Q

System Thinking Definition

A

System Thinking is the understanding of a system by examining the linkages and interactions between the components that comprise the entirety of that defined system

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11
Q

Was ist Emergence und wie steht es zu System Thinking?

A

Emergence ist der Wert bzw. Nutzen von Systemdenken

Emergence refers to what appears, materializes, or surfaces when a system operates. Obtaining the desired emergence is why systems are built. Understanding emergence is the goal - and the art - of systems thinking.

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12
Q

Vier Schritte des Systemdenkens

A

1) Identifiziere das System (Was ist die Form und die Funktion des Systems?)
2) Bestimme die Systemelemente (Was gehört zum System? Wie sieht die Form und die Funktion der Bestandteile aus?)
3) Identifiziere die Beziehungen (Welche Beziehungen bestehen zwischen den Elementen?)
4) Bestimme das Resultat (Verhalten) (Was resultiert aus dem Zusammenschluss der Bestandteile?)

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13
Q

Definition Form

A

Form beschreibt was das System ist, die physikalische oder informationelle Darstellung/Ausgestaltung die existiert bzw. die das Potenzial hat zu existieren. Form beinhaltet die Komposition aller Elemente des Systems (Objekte) und die Struktur, also die Verknüpfung, dieser Elemente und ist gewissermaßen der konkrete Träger der Funktion

FORM = Objekte + Struktur

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14
Q

Definition Funktion (Systemfunktion)

A

Funktion ist, was das System macht; seine Aktionen, Operation, Transformationen und Ergebnisse und somit den Wert/Nutzen des System erzeugt

FUNKTION = Prozess + Operant

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15
Q

Dekomposition (Schritt 2)

A

Dekomposition ist die Zerlegung eines großen Objekts in kleinere Objekte. Z.B. ein System in seine Teilsysteme, ein Teilsystem in seine Baugruppen, eine Baugruppe in seine Bauteile

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16
Q

Systemgrenze (Schritt 2)

A

Die Systemgrenze legt den Kontrollraum des Systems Engineer fest. Sie zeigt, was Teil des Systems ist und was Akteure, Begleitsysteme sind, die in der Systemumgebung/Systemkontext liegen und mit dem System interagieren. Also was ist Teil des Systems und was ist außerhalb.

17
Q

Formale/Physische Beziehung (Schritt 3)

A

Formale/Physische Beziehungen beschreiben eine statische Beziehung. Diese Beziehungen existieren fest über einen gewissen Zeitraum und beschreiben, welche Systemelemente wie physisch miteinander verbunden sind.

18
Q

Funktionale Beziehung (Schritt 3)

A

Funktionale Beziehungen beschreiben eine dynamische Beziehung, hier “passiert” etwas. Sie beschreiben eine Interaktion zwischen den Systemelementen (z.B. Austausch von Blut vom Herzen zur Lunge)

19
Q

Charakteristika des Systemdenkens

A

Interdisziplinärer Ansatz

Denken in Zusammenhängen

Einordnung von Dingen in ein größeres Ganzes

Ansatz zur Beschreibung und Veranschaulichung realer komplexer Systeme

Basis für ein ganzheitliches Handeln zur Lösung komplexer Probleme

20
Q

Nutzungsgebiete des Systemdenkens

A

Entwurf und Aufbau von Systemen

Verständnis und Rückverfolgbarkeit von Änderungen in Produkten

Erlangen von Verständnis über das Verhalten und die Leistung von existierenden Systemen

21
Q

Was beschreibt VPE

A

VPE beschreibt den Einsatz von IT-Lösungen in allen Phasen der Produktentwicklung. Alle Methoden der VPE basieren darauf, die Entwicklungsstufen zu beschreiben, zu dokumentieren, zu optimieren bzw. simulieren und die Informationen der nächsten Entwicklungsstufe zur Verfügung zu stellen.

22
Q

Was ist Systems Engineering

A

… ein interdisziplinärer Ansatz und ein Mittel, die Verwirklichung erfolgreicher Systeme zu ermöglichen. Der Ansatz zielt darauf ab, Kundenbedürfnisse und die nötige Funktionalität früh im Entwicklungsprozess zu definieren, die Anforderungen zu dokumentieren und dann unter Berücksichtigung des Problems in seienr Gesamtheit mit dem Systementwurf und der Abstimmung mit dem Kunden fortzufahren. SE betrachtet sowohl die wirtschaftlichen als auch die technischen Bedürfnisse des Kunden, mit dem Ziel, ein qualitativ hochwertiges Produkt zu erzeugen, das den Bedürfnissen der Nutzer gerecht wird.

(KURZFASSUNG: SE ist ein methodischer, interdisziplinärer Ansatz der Entwicklung, der Realisation, dem technischen Management, dem Betrieb und der Stillegung eines Systems.)

23
Q

Modellbasiertes Systems Engineering (MBSE)

A

MBSE unterstützt die durchgehend rechnerunterstütze, formale Modellbildung und Dokumentation entlang aller entwicklungsrelevanten Phasen des Produktlebenszyklus mit der Zielsetzung der Weitergabe in die nächste Entwicklungsphase sowie der Weiterverwendung dieser Modelle für Simulation, Validierung und Verifikation und Rückverfolgung.

24
Q

Welche Vorgehensmodelle für die Produktentwicklung gibt es?

A

Mechanik-zentriete Vorgehensmodelle

Elektrotechnikzentrierte Vorgehensmodelle

Software-zentrierte Vorgehensmodelle

Disziplinen-übergreifende Vorgehensmodelle

25
Q

Was sind Vorgehensmodelle?

A

Vorgehensmodelle der Produktentwicklung beschreiben Ablaufmuster, die als Hilfsmittel zum Planen und Steuern von Produktentwicklungsprozessen dienen können.

26
Q

Varianten von Plattformen in Kombination mit physischen Assets

A

hoher Asset-Besitz (BMW), geringes Plattform-Ökosystem
mittlerer Asset-besitz (Car2go)
geringer Asset-Besitz (Moovel)
kein Asset-Besitz (Uber)

27
Q

Charakteristika V-Modell VDI 2206 (3 nennen)

A

Interdisziplinarität

Mehrfaches Durchlaufen des V-Modells bei komplexen Produkten

Integrativer Entwurf von Produkt und Produktionssystemen

Flexible, generische Grundausrichtung (wesentliche Teilschritte)

28
Q

Produktlebenszyklus und zugehörige Struktur

A

Produktplanung (Anforderungsstruktur)

Produktentwicklung (Funktionsstruktur, Produktstruktur (as designed))

Fertigungsplanung (Fertigungsstruktur (as should build))

Herstellung (Vertriebsstruktur (as built))

Produktnutzung (Wartungsstruktur (as maintained))

29
Q

Inhalte von Systemmodellen

A

Struktur, Kontext, Verhalten, Parameter, Analyse & Verifikation, Anforderungen

30
Q

Anforderungen an die Erstellung eines Systemmodells (oder: was sind die Hauptpfeiler, aus denen ein Systemmodell erstellt wird?)

A

Eine Sprache .. in der man das System verkörpert

Einen Prozess / eine Methode .. entlang der man das Systemmodell aufbaut

IT-Tool .. mit dessen Hilfe man das Systemmodell generiert

31
Q

Definition Modellierungssprache

A

Eine Modellierungssprache ist eine künstliche Sprache, die zum Darstellen von Informationen, Wissen, oder
verschiedenen Systemen in einer Struktur dient, die durch ein konsistentes Regelwerk definiert wird. Die Regeln dienen
zur Interpretation der Bedeutung einzelner Komponenten in dieser Struktur.

32
Q

Anforderungen an Modellierungssprachen (2)

A 
• Darstellung von Systemanforderung in
Form von Modellen.
• Unterstützung von Analyse und
Evaluation des Systems zur Lösung von
Anforderungs- und Designbelangen.
• Unmissverständliche Kommunikation von
Systeminformationen zwischen
unterschiedlichen Stakeholdern.
33
Q

Arten von Modellierungssprachen

A

prozessspezifische Modellierung

systemspezifische … (hierzuzählt auch OPM und SysML)

disziplinspezifische … (UML)

servicespezifische …

34
Q

Die vier Säulen der SysML erklären

A

Struktur

Verhalten

Parameter

Anforderungen

35
Q

SysML-Diagramme Hierarchie skizzieren

A

PPT

Smart Systems Engineering (12 decks)

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