Beitrag zu Advanced Systems Engineering in der Sportwagenentwicklung: Spezifizieren von Zielen und Anforderungen anhand von Bedarfen = Contribution to Advanced Systems Engineering in Sports Car Development: Specifying Objec-tives and Requirements based on Stakeholder Needs

Die zu berücksichtigende Bedarfssituation im Rahmen der Entwicklung zukünftiger Fahrzeuggenerationen wird zunehmend komplexer: Megatrends wie Digitalisierung, Globalisierung und Nachhaltigkeit sowie eine verstärkte Berücksichtigung von Wachstumsmärkten mit einer Vielzahl von kulturellen Trends und Prioritäten führen zu einer steigenden Anzahl an Bedarfen seitens der verschiedenen Stakeholder. Gleichzeitig resultiert der Einsatz neuer Schlüsseltechnologien, wie z.B. der Elektromobilität und der digitalen Vernetzung in vielschichtigen Abhängigkeiten. Die konsequente Orientierung an den Bedarfen im Entwicklungsprozess wird demzufolge zum zentralen Erfolgsfaktor für Automobilhersteller. ... mehrUm eine solche Bedarfsorientierung zu realisieren ist ein nachvollziehbares Spezifizieren der Ziele und Anforderungen anhand von Bedarfen essenziell. Zur Unterstützung bieten sich aufgrund der steigenden Entwicklungskomplexität Prozesse und Methoden des Systems Engineerings an. Darüber hinaus können durch Ansätze des Advanced Engineerings, wie z.B. das Modell der SGE – Systemgenerationsentwicklung nach ALBERS, weitere Potenziale gehoben werden. Da es an geeigneter prozessualer und methodischer Unterstützung fehlt stellt sich die folgende Frage: Wie können Produktentwickelnde beim Spezifizieren von Zielen und Anforderungen anhand von Bedarfen vor dem Leitbild Advanced Systems Engineering unterstützt werden?
In der vorliegenden Arbeit wird daher, auf Grundlage der KaSPro – Karlsruher Schule für Produktentwicklung, das Spezifizieren von Zielen und Anforderungen anhand von Bedarfen in Praxis und Literatur untersucht, in einer dreiteiligen Systematik synthetisiert sowie in der Entwicklungspraxis angewandt und evaluiert. Der erste Bestandteil der präskriptiven Systematik fokussiert auf ein (systemgenerationsübergreifendes) Bedarfs-, Ziel- und Anforderungsverständnis. Im Zuge dessen wird eine formale Definition von Stakeholder-Bedarfen in Abgrenzung zu Zielen und Anforderungen eingeführt. Darauf aufbauend wird die Variation von Bedarfen, Zielen und Anforderungen im Modell der SGE beschrieben. Den zweiten Kernbestandteil bildet ein Referenzprozess, der in zwei Phasen das Zusammenspiel von Bedarfen, Zielen und Anforderungen strukturiert. Die Anwendung dieser prozessualen Unterstützung wird durch den sogenannten Spezifizierungs-Steckbrief methodisch unterstützt. Komplettiert wird die Systematik durch einen Referenzprozess, der die Wiederverwendung von Zielen und Anforderungen auf Basis von Bedarfen anhand von vier iterativen Phasen beschreibt. Die Evaluation der prozessualen und methodischen Unterstützung erfolgt sowohl in der Sportwagenentwicklung als auch bei einem Werkzeugmaschinenhersteller und im Rahmen des Live-Labs ProVIL – Produktentwicklung im virtuellen Ideenlabor. Die Evaluationsergebnisse und -erkenntnisse bestätigen die Anwendbarkeit der Systematik und zeigen initial einen Erfolgsbeitrag auf.

The needs situation to be taken into account in the development of future vehicle generations is becoming significantly more complex: Megatrends such as digitalization, globalization and sustainability, as well as an increased consideration of growth markets with a diverse spectrum of trends and interests, are leading to a rising number of needs from various stakeholders. At the same time, the implementation of new key technologies, such as electromobility and digital interconnectivity, results in multi-layered dependencies. Consequently, a consistent orientation towards the needs in the development process is becoming a key success factor for automotive manufacturers. ... mehrIn order to implement such a needs orientation, it is essential to transparently specify the objectives and requirements based on the needs. To support this increasing development complexity, Systems Engineering processes and methods can be applied. In addition, further potential can be leveraged through Advanced Engineering approaches, such as the model of SGE – System Generation Engineering according to ALBERS. Since there is a lack of suitable procedural and methodological support, the following question arises: how can product developers be supported in specifying objectives and requirements based on needs in accordance with the guiding principle of Advanced Systems Engineering?
In the presented research, based on the KaSPro – Karlsruhe School for Product Development, the specifying of objectives and requirements based on needs is analyzed in practice and literature, synthesized in a three-part systematic as well as applied and evaluated in development practice. The first component of the prescriptive systematic focuses on an understanding of needs, objectives and requirements across product generations. For this purpose, a formal definition of stakeholder needs in distinction to objectives and requirements is introduced. Based on this, the variation of needs, objectives, and requirements in the model of SGE is described. The second core component is a reference process that structures the interaction of needs, objectives, and requirements in two phases. The application of this procedural support is methodologically supported by the so-called specifying template. The systematic is completed by a reference process that describes the reuse of objectives and requirements on the basis of needs using four iterative phases. The evaluation of the procedural and methodological support is carried out in sports car development as well as at a machine tool manufacturer and within the live lab ProVIL – Product Development in the Virtual Idea Lab. The evaluation results and findings confirm the applicability of the systematic approach and initially show a contribution to success.