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Integration von Anforderungsmanagement in den mechatronischen Entwicklungsprozess
Diss.
Schedl, Sonja

41,00 €

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Produktbeschreibung

Die Produktionstechnik ist für die Weiterentwicklung unserer Industriegesellschaft von zentraler Bedeutung, denn die Leistungsfähigkeit eines Industriebetriebes hängt entscheidend von den eingesetzten Produktionsmitteln, den angewandten Produktionsverfahren und der eingeführten Produktionsorganisation ab. Erst das optimale Zusammenspiel von Mensch, Organisation und Technik erlaubt es, alle Potentiale für den Unternehmenserfolg auszuschöpfen.

Um in dem Spannungsfeld Komplexität, Kosten, Zeit und Qualität bestehen zu können, müssen Produktionsstrukturen ständig neu überdacht und weiterentwickelt werden. Dabei ist es notwendig, die Komplexität von Produkten, Produktionsabläufen und -systemen einerseits zu verringern und andererseits besser zu beherrschen.

Ziel der Forschungsarbeiten des iwb ist die ständige Verbesserung von Produktentwicklungs- und Planungssystemen, von Herstellverfahren sowie von Produktionsanlagen. Betriebsorganisation, Produktions- und Arbeitsstrukturen sowie Systeme zur Auftragsabwicklung werden unter besonderer Berücksichtigung mitarbeiterorientierter Anforderungen entwickelt. Die dabei notwendige Steigerung des Automatisierungsgrades darf jedoch nicht zu einer Verfestigung arbeitsteiliger Strukturen führen. Fragen der optimalen Einbindung des Menschen in den Produktentstehungsprozess spielen deshalb eine sehr wichtige Rolle.

Die im Rahmen dieser Buchreihe erscheinenden Bände stammen thematisch aus den Forschungsbereichen des iwb. Diese reichen von der Entwicklung von Produktionssystemen über deren Planung bis hin zu den eingesetzten Technologien in den Bereichen Fertigung und Montage. Steuerung und Betrieb von Produktionssystemen, Qualitätssicherung, Verfügbarkeit und Autonomie sind Querschnittsthemen hierfür. In den iwb Forschungsberichten werden neue Ergebnisse und Erkenntnisse aus der praxisnahen Forschung des iwb veröffentlicht. Diese Buchreihe soll dazu beitragen, den Wissenstransfer zwischen dem Hochschulbereich und dem Anwender in der Praxis zu verbessern.

2 Stand von Forschung und Technik (S. 21)

2.1 Allgemeines

In diesem Kapitel werden die bereits vorhandenen Ansätze und Erkenntnisse aus den verschiedenen für diese Arbeit relevanten Bereichen dargestellt. Dabei werden insbesondere die Gebiete des Anforderungsmanagements, der mechanischen sowie mechatronischen Entwicklung, der Kostenabschätzung in frühen Projektphasen, der Produktionssysteme bzw. Werkzeugmaschinen, der Automatisierung, der Kundenanforderungen, des Vertragswesens sowie der datentechnischen Durchgängigkeit betrachtet.

2.2 Methoden des Anforderungsmanagements

Während im klassischen Maschinen- und Anlagenbau Lasten- und Pflichtenhefte zur Beschreibung der notwendigen Anforderungen genutzt werden [PAHL & BEITZ 1993], wurde im Bereich der Software-Entwicklung, speziell für die objektorientierten Systeme, das Anforderungsmanagement bzw. das Requirements Engineering entwickelt. Die hierbei beschriebenen und beinhalteten Methoden und Darstellungsformen wurden insbesondere für die Bedürfnisse der Entwicklung von Software angepasst.

Auch die Planung mechatronischer Systeme beginnt mit der Aufnahme des ersten Kundenwunsches. Um eine kontinuierliche Nutzung der Anforderungen schon von diesem Beginn eines Projektes an sicher zu stellen, müssen die Anforderungen an ein mechatronisches Produktionssystem so aufgenommen und festgehalten werden, dass sie konsistent in allen Produktlebensphasen zur Verfügung stehen. Eine frühzeitige Strukturierung und Hierarchisierung der bekannten Informationen und des Gesamtsystems führt dabei zu einer Verkürzung der Projektbearbeitungszeit.

Die Kundenanforderungen an ein neues mechatronisches Produkt wie z. B. eine Produktionsanlage nehmen stetig zu. Dadurch wächst neben der Produktkomplexität auch der Verwaltungsaufwand für die durchgängige Nutzung aller mit der Produktentwicklung zusammenhängenden Informationen. Das in der Software- Entwicklung entstandene Vorgehen des Anforderungsmanagements, bei dem von der Anforderungsaufnahme bis zum Abnahmetest die vorhandenen Informatio- nen einheitlich genutzt werden, gewinnt damit auch für die mechatronische Entwicklung an Bedeutung [WEBER & WEISBROD 2003].

Wegen der sehr unterschiedlichen Spektren an Methoden und Ansätzen, die in jüngeren Veröffentlichungen wie [KOTONYA & SOMMERVILLE 2000, SOMMERVILLE & SAWYER 1997 oder WIEGERS 1999] zu finden sind, beschreibt [DEIFEL 2001] das Requirements Engineering als eine noch unreife Forschungsdisziplin. Dennoch hat das Thema der Anforderungsermittlung und -umsetzung eine umfangreiche Geschichte. Bereits 1952 beschreibt [FRYER 1952] eine Methode, um Anforderungen konsequent zu ermitteln.

Er unterscheidet dabei die drei Phasen der Einarbeitung, der Datensammlung und der Datenanalyse. Die Aufteilung des Requirements Engineering-Prozesses in einzelne miteinander verknüpfte Phasen wird auch von [POHL 1996] dargestellt, der allerdings in der Software-Entwicklung die vier Phasen der Erhebung, der Verhandlung, der Beschreibung und Dokumentation sowie der Verifikation und Validierung unterscheidet. Diese Phasen sind eng miteinander verbunden, weshalb sie nicht scharf voneinander zu trennen sind.

Für die Aufgaben der einzelnen Phasen wurden wiederum verschiedene Methoden und Vorgehensweisen entwickelt, so z. B. die objektorientierte Modellierung der Anforderungen [SHLAER & MELLOR 1988, COAD & YOURDON 1996, RUMBAUGH 1993, BOOCH 2000, JACOBSON 1992] oder die von [FINKELSTEIN ET AL. 1992] dargestellten View Points zur Verhandlung der Anforderungen. Darüber hinaus betrachtet [POHL 1996] drei Dimensionen, innerhalb derer sich der RE-Prozess entwickelt. (vgl. Abbildung 8) Aufbauend auf diesen Überlegungen schlagen [NGUYEN & SWATMAN 2003] die Verwendung einer Entwurfs-Erklärungs-Basis sowie eine kontinuierliche Überprüfung und Verfolgung der Komplexität des Modells, in dem die Anforderungen beschrieben werden, vor

Klappentext



Integration von Anforderungsmanagement in den mechatronischen Entwicklungsprozess