Systemkonstruktion

Systemkonstruktion bezeichnet den Prozess der Gestaltung der Aufbau- und Funktionsstruktur eines komplexen Systems. Ziel ist es, aus lohnbaren Komponenten, Subsystemen und deren Schnittstellen ein kohärentes Ganzes zu schaffen, das die festgelegten Anforderungen erfüllt. Dabei werden Funktionen, Leistung, Zuverlässigkeit, Sicherheit, Wartbarkeit und Kosten systematisch berücksichtigt. Der Begriff wird in zahlreichen Ingenieurdisziplinen verwendet, darunter Maschinenbau, Elektrotechnik, Informatik und Automobil- sowie Luftfahrttechnik.

Der Arbeitsbereich umfasst die Systemarchitektur, die Zerlegung in Teilbausteine, die Festlegung von Schnittstellen, die Zuweisung von Funktionen an Baugruppen und die Evaluierung alternativer Lösungen. Wichtige Aspekte sind die Interaktion der Komponenten, die Randbedingungen der Produktion, Inbetriebnahme und Stilllegung sowie die Lebenszykluskosten. Ziel ist eine stabile, skalierbare und modulare Struktur, die Weiterentwicklung erlaubt.

Der Prozess folgt typischerweise einem systems engineering-Ansatz: Anforderungsanalyse, funktionale Architektur, physische Architektur, Schnittstellenmanagement, Modellierung und Simulation, Trade-off-Studien, Prototyping, Integration, Verifikation und Validierung sowie Dokumentation. Der Einsatz von Modellbasierter Systementwicklung (MBSE), SysML und computergestützem Engineering unterstützt die Sichtbarkeit von Zusammenhängen und erleichtert die Kommunikation zwischen Fachbereichen.

Standards und Methoden wie ISO/IEC/IEEE 15288, INCOSE-SE-Dokumente und das V-Modell liefern Rahmenbedingungen für Vorgehen, Verifikation und Dokumentation. Risikomanagement, Qualitäts- und Sicherheitsaspekte sowie Nachhaltigkeit spielen ebenfalls eine zentrale Rolle.

Als Ergebnis entsteht eine integrierte Systemarchitektur mit Spezifikationen, Schnittstellendokumenten, Stücklisten und einem Testkonzept, das die Entwicklung, Produktion und Wartung des Systems unterstützt.

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