Vertiefungsmodul Systems Engineering

Abstract

Intuition und Erfahrung allein reichen nicht aus, um anspruchsvolle, interdisziplinäre Problemstellungen im Technikbereich erfolgreich zu bearbeiten und optimale, vor allem auch im Hinblick auf ihre ökologischen und sozialen Auswirkungen nachhaltige Lösungen zu entwickeln und umzusetzen. Die Vorlesung stellt eine entsprechende Allgemeine Methodik vor.

Objective

Der Kurs "Systems Engineering" (SE) hat zum Ziel, komplexe Sachverhalte mit dem Konzept des "Systemdenkens" (System Dynamics, Systems Thinking) zu erfassen und darzustellen, das "Lebensphasenmodell" und den "Problemlösungszyklus" als eigentliche Kernelemente des SE in der eigenen Arbeit anzuwenden, wichtige Methoden, die im Rahmen des Problemlösungszyklus zur Anwendung kommen können, zu verstehen und korrekt anzuwenden sowie konkrete Anwendungsbeispiele zu analysieren und Verbesserungsvorschläge zu machen.

Content

Beim methodischen Problemlösen geht es zunächst darum, aus ganz verschiedenen Blickwinkeln ein ganzheitliches Bild der Problemsituation zu gewinnen. Dann erst kann die nun festgelegte Ausgangslage in einen optimalen SOLL-Zustand überführt werden. Der Problemlöseprozess, d.h. die Analyse und Abbildung von realen Welten, die Erfassung und Modellierung komplexer Zielvorstellungen, die umsichtige Entwicklung alternativer Lösungskonzepte sowie die Evaluation und multidimensionale Bewertung von Konzepten soll methodisch unterstützt werden. Systems Engineering postuliert eine Reihe von Prinzipien, die bei der Systemgestaltung zu beachten sind): Die erfolgreiche Anwendung von Systems Engineering hängt von bestimmten Voraussetzungen ab. Im Einzelnen ist dies die Fokussierung auf spezifische Anwendungsfelder, die institutionelle Einbettung der SE-Funktion, Methoden des Systemdenkens sowie ein Set von Problemlöseheuristiken. Systems Engineering stützt sich auf zwei methodische Grundkonzeptionen ab: Lebensphasenmodell (LPM): Das Lebensphasenmodell ist ein Grobraster, der den Zweck und die spezifischen Inhalte der einzelnen Lebensphasen von Systemen umschreibt. Problemlösungszyklus (PLZ): Der Problemlösungszyklus beinhaltet mehrere Arbeitsschritte, die notwendig sind, um innerhalb eines beliebigen Fragekomplexes zielgerichtet vom Anstoss zur Lösung zu gelangen. Zentral im Rahmen des Systems Engineering ist das gezielte Zusammenspiel von Lebensphasenmodell und Problemlösungszyklus. Im Weiteren umfasst SE ein Fach übergreifend anwendbares Arsenal von (qualitativen und quantitativen) Methoden zur konkreten Problembearbeitung. Inhalt: In der Vorlseung wird die Methodik Systems Engineering beschrieben. Im Zentrum stehen die wichtigsten methodischen Grundkonzeptionen, die in einem anspruchsvollen Systemgestaltungsprozess zu beachten sind, sowie deren zweckmässige und korrekte Anwendung. Die Ausführungen gliedern sich dabei in zwei Teile: 1. Teil - Systems Engineering im Überblick: Im 1. Teil wird die Methodik Systems Engineering als Ganzes behandelt. Zentral ist hier die Beschreibung der beiden Grundkonzeptionen Lebensphasenmodell und Problemlösungszyklus sowie deren gezieltes Zusammenspiel. Zudem wird aufgezeigt, welche Voraussetzungen für eine erfolgreiche SE-Anwendung notwendig sind und wie Methoden des Managements und des Engineerings in der konkreten Problembearbeitung zur Anwendung kommen. 2. Teil: Problemlösungszyklus: Eine wichtige Grundkonzeption von Systems Engineering ist der Problemlösungszyklus. Im 2. Teil wird deshalb der Problemlösungszyklus im Detail beschrieben. Die Ausführungen fokussieren sich auf die Planungsschritte Situationsanalyse, Zielformulierung, Konzeptsynthese und –analyse, Bewertung und Entscheidung.

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