MBSE-basierte Workflow-Entwicklung für Systemintegratoren
Kunde: Integrator von Industrieautomatisierungssystemen
Kernproblem: Der Kunde sah sich mit häufigen Verzögerungen und unvorhersehbaren Nacharbeitszyklen bei der Ausführung komplexer Arbeitsabläufe konfrontiert, insbesondere bei der Übergabe von Dokumentationen, der Mensch-Maschine-Datenverarbeitung und bei Freigabeschritten mehrerer Rollen. Diese Ineffizienzen waren auf schlecht definierte Teamschnittstellen und inkonsistente Aufgabenzuständigkeiten zurückzuführen, was zu erhöhten Projektkosten und verpassten Inbetriebnahmeterminen führte.
Ziel: Entwurf, Simulation und Validierung eines hocheffizienten Betriebsablaufs über Mensch-System-Schnittstellen für ein komplexes industrielles Automatisierungsprojekt.
Ansatz: Wir haben eine Model-Based Systems Engineering (MBSE)-Methodik angewendet, die durch eine auf SimEvents basierende Workflow-Simulation und leistungsorientierte KPIs erweitert wurde.
1. Definieren Sie das Problem und die Ergebnisse
Wir begannen mit einer engen Zusammenarbeit mit Projektleitern und technischen Teams, um: spezifische Schwachstellen im Workflow zu identifizieren, darunter häufige Klärungszyklen und unklare Rollenübergaben. klare Projektergebnisse festzulegen, die mit Zeit-, Qualitäts- und Produktivitäts-KPIs verknüpft sind. Erwartungen an den Modellumfang und die Validierungskriterien festzulegen. 🔹 Ergebnis: Problemstellung, operative Ziele und Modellierungsumfang.
2. Workflow-Anforderungen entwickeln
Wir führten einen strukturierten Anforderungserfassungsprozess durch, um Folgendes zu dokumentieren: Wichtige Workflow-KPIs (z. B. Aufgabendauer, Anzahl der Klärungen, Ressourcenauslastung). Einschränkungen wie Teamzusammensetzung, Tool-Einschränkungen und Qualifikationsniveaus. Branchenspezifische Leistungserwartungen (z. B. Einhaltung von Inbetriebnahmefristen). 🔹 Ergebnis: SysML-Anforderungsdiagramm und Rollenattributzuordnung.
3. Workflow-Architektur entwickeln
Wir haben die Anforderungen in eine Workflow-Architektur umgesetzt, indem wir: Schlüsselrollen (Techniker, Ingenieur, Manager) den Aufgabenzuständigkeiten zugeordnet haben. Aktivitätsdiagramme und Interaktionspunkte zwischen Teams und Systemtools modelliert haben. Häufige Randfälle wie Missverständnisse oder Feedbackschleifen wurden integriert. 🔹 Lieferumfang: SysML-Aktivitätsdiagramme, Team-Interface-Map und wiederverwendbare Vorlagen.
4. Workflow-Modell erstellen und simulieren
Mit MATLAB SimEvents® erstellten wir ein Simulationsmodell mit folgenden Elementen: Entitäten, die Teammitglieder mit Attributen wie Erfahrung, Verzögerungstoleranz und erwarteter Ausgabequalität repräsentieren. Warteschlangen und Serviceblöcke für Prozessschritte wie Dokumentenprüfungen und Datenvalidierung. Logik zur Messung von Verzögerungen, Durchsatz und Ressourcenauslastung unter verschiedenen Bedingungen. 🔹 Ergebnis: Parametrisches SimEvents-Modell, abgestimmt auf die MBSE-Struktur.
5. Testen und Analysieren des Workflow-Modells
Wir führten szenariobasierte und Monte-Carlo-Simulationen durch, um: das System unter verschiedenen Bedingungen (z. B. plötzliche Aufgabenüberlastung, Rollenverfügbarkeit) einem Stresstest zu unterziehen. Schlüsselparameter wie Übergabeschwellenwerte anzupassen und Puffergrößen zu überprüfen. Ergebnisse anhand der ursprünglichen KPIs zu validieren und die Architektur entsprechend anzupassen. 🔹 Ergebnis: Simulationsstatistiken, Parameteranpassungen und KPI-Compliance-Bericht.
6. Optimierten Workflow validieren und implementieren
Die abschließende Validierung umfasste: Besprechung der Simulationsergebnisse mit den Stakeholdern. Bereitstellung einer finalen MBSE-Vorlage zur fortlaufenden Verwendung in ähnlichen Projekten. Empfehlungen für Prozessänderungen oder Systemkonfigurationsaktualisierungen. 🔹 Ergebnis: Endgültiges Workflow-Paket mit Simulationsdateien, Empfehlungen und teamspezifischen Richtlinien.