In einer Welt der konstanten digitalen Transformation, wird die agile und flexible Anpassungsfähigkeit an Herausforderungen unternehmenskritisch. Die modellbasierte Software- und Systementwicklung (engl. Model-based Software and Systems Engineering, MBSE) bietet die Techniken, Strategien und Werkzeuge, um diese dynamische Landschaft erfolgreich zu navigieren.

Die steigende Komplexität ist eine allgegenwärtige Herausforderung für Software Applikationen, cyberphysische Systeme (z. B. autonome Autos, Roboter, medizinische Geräte oder Flugzeuge), Produktionsanlagen oder auch biologische Systeme (z. B. fortschrittliche Medizin, menschliche Zellen, Organe und sogar ganze Organismen). Die Beherrschung dieser Komplexität im Entwicklungsprozess ist ein essentieller Faktor. Hierbei hilft ein durchgängiger Modellierungsansatz, der es ermöglicht, frühe Anforderungen, Architektur- und Designentscheidungen, Verhaltensspezifikationen sowie prüfbare erwartete Eigenschaften und Testdaten nachhaltig zu integrieren.

Traditionell wurden Systeme dokumentenbasiert entwickelt und die beteiligten Domänen oftmals anhand eines einzelnen, trägen und diktierenden Entwicklungsprozesses koordiniert. Inzwischen, getrieben durch das Vorbild aus der Softwaretechnik, findet eine Transition weg von schwergewichtigen dokumentenorientierten Ansätzen hin zu leichtgewichtigeren agilen Methoden statt. Auch wenn es immer Optimierungspotenzial gibt, haben agile Techniken ein Niveau erreicht, auf dem kosteneffizient, mit relativ vorhersehbaren und kontrollierbaren Prozessen zuverlässige Softwareprodukte hergestellt werden können. In Kombination mit der modellgetriebenen Entwicklung lassen sich somit einerseits Medienbrüche zwischen einzelnen Entwicklungsartefakten und Systemen vermeiden, während gleichzeitig flexibel auf sich ändernde Anforderungen reagiert werden kann.

Die modellgetriebene Entwicklung hat sich bereits als äußerst nützlich in der Softwareentwicklung erwiesen, da sie ermöglicht, große Teile eines Systems durch generative Entwicklungstechniken zu synthetisieren. Durch den Einsatz von MBSE können komplexe Systeme auf einer abstrakten Ebene modelliert werden, was eine präzise Darstellung der Anforderungen und Architektur ermöglicht. Dieser Ansatz erleichtert nicht nur die Entwicklung, sondern fördert auch die Wiederverwendbarkeit von Modulen und die Konsistenz im gesamten Entwicklungsprozess. So können frühzeitig potenzielle Probleme identifiziert und behoben werden, was die Qualität und Zuverlässigkeit des Endprodukts verbessert.

Von klassischer Systementwicklung zur Systemmodellierung

Es gibt viele Herausforderungen bei der Schulung klassischer Ingenieure, um diese neue Form der Projektorganisation einzuführen. Vor allem wird den Entwicklern mehr Verantwortung übertragen, welche akzeptiert und aktiv gelebt werden muss. Diese Denkweise ist jedoch ein konstruktiver und notwendiger Ansatz zur Verbesserung der Innovation. Die Informatik (im Allgemeinen) und die Softwaretechnik (im Speziellen) haben es aktuell noch nicht geschafft, ihr gesamtes Wissen, sowie Techniken und Methoden auf die Systementwicklung zu übertragen. Die durchgängige Anwendung von Modellierungstechniken, die in expliziten Modellierungssprachen definiert und durch eine integrierte Toolchain unterstützt werden, ist hier noch weit entfernt. Etablierte Softwareentwicklungsmethoden wie agile Techniken oder DevOps nehmen neben dem allgemeinen Einsatz von Modellen im Bereich des integrierten Systems Engineering allerdings stetig zu. Viele positive Beispiele in diesen Bereichen geben uns Hoffnung, dass ein Wandel möglich ist. Deshalb ist unser Ziel die Software- und Systementwicklung nachhaltig durch integrierte modellgetriebene Techniken zu verbessern sowie flexibel und resilient gegenüber einer sich stetig ändernden Anforderungen zu gestalten.

Vorteile von MBSE

Der Einsatz von modellbasierten oder modellgetriebenen Praktiken in den Software- und Systementwicklungsprozess verbessert diesen nachhaltig durch:

• Beschleunigte Entwicklung: MBSE ermöglicht eine effiziente Anwendungsentwicklung und Bereitstellung, wodurch sich die Markteinführungszeit drastisch verkürzt und Geschäftsanforderungen rasch erfüllt werden können.
• Kosteneffizienz: Durch die Reduzierung des manuellen Programmieraufwands werden Entwicklungsressourcen geschont und gleichzeitig die Kosten für Training und Einarbeitung gesenkt.
• Effizienzsteigerung und Risikominimierung: Präzise Modelle reduzieren Missverständnisse, unvorhergesehene Fehler und nachfolgende Nacharbeiten drastisch, und schützen somit Investitionen und maximieren die Rendite.
• Skalierbarkeit und Anpassungsfähigkeit: Nahtlose Skalierung und Anpassung von Anwendungen an sich kontinuierlich ändernde technologische und geschäftliche Bedingungen, ohne dass umfangreiche Redesigns erforderlich sind.
• Demokratisierung der Entwicklung: Domänenexperten können Anwendungen mit geringem Aufwand erstellen und anpassen, ohne über tiefgreifende Programmierkenntnisse zu verfügen, und so direkt zur digitalen Transformation beitragen.

SysML v2

Aufgrund seiner jüngsten Einführung befinden sich Modellierungswerkzeuge für SysML v2 größtenteils noch in der Entwicklungsphase. Es ist jedoch absehbar, dass Tool-Anbieter in Kürze die ersten Anwendungen vorstellen werden. Bereits jetzt sind eine Referenzimplementierung des Komitees sowie ein unabhängiger Parser des Lehrstuhls für Software Engineering der RWTH verfügbar. Auf dieser Grundlage unterstützen wir Ihr Unternehmen gerne dabei, die Potenziale von SysML v2 zu erschließen und es nahtlos in Ihre bestehende Werkzeuglandschaft zu integrieren.

Unsere Leistungen

Profitieren Sie von unserer Kompetenz in der modellgetriebenen Entwicklung, um Ihre hochwertigen Produkte schnell, effizient und kostengünstig zu realisieren. Die Softwareentwicklung unterliegt einem ständigen Wandel. Machen Sie sich die neuesten Technologien und Entwicklungstechniken zu eigen, um der Zeit immer einen Schritt voraus zu sein.

• Bewertung: Wir evaluieren den aktuellen Stand Ihres Entwicklungsprozesses oder von konkreten Entwicklungsprojekten (kompakt und prägnant)
• Beratung: Erschließen Sie Potenziale in Ihren Entwicklungsprojekten
• Training: Nutzen Sie unser Training in modellgetriebenen Engineering-Techniken und DevOps, um sich selbst in die Lage zu versetzen, agile, qualitativ hochwertige Software und Software-Produktlinien zu entwickeln.
• Prototyping: Ermittlung der Durchführbarkeit und Praktikabilität neuer Projekte durch schnelles, kostengünstiges Prototyping
• Werkzeuge für MBSE: Wir erstellen maßgeschneiderte Werkzeuge für Ihren individuellen und optimierten Entwicklungsprozess. Unsere Werkzeuge können Produktanforderungen sowohl aus dedizierten MBSE-Tools als auch aus allgemeineren Applikationen wie Microsoft’s Excel extrahieren.
• Effiziente Produktentwicklung: Wir bieten Ihnen eine schnelle Entwicklung von hochwertigen, auf Ihre Ansprüche zugeschnittenen Softwarelösungen