Um dem Wandel zu autonomen, interaktiven und dynamisch vernetzten Produkten mit steigendem Software- und Serviceanteil erfolgreich zu begegnen, müssen sich die Unternehmen den verändernden Marktbedingungen anpassen. Die Digitalisierung, der globale Wettbewerb und der Wandel der Arbeitsstrukturen stellen Organisationen immer wieder vor neue Herausforderungen. Damit Produkte, Software und Dienstleistungen weiterhin profitabel entwickelt werden können, sind neue Anstrengungen im Engineering erforderlich. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat deswegen den neuen Forschungsschwerpunkt »Beherrschung der Komplexität soziotechnischer Systeme – ein Beitrag zum Advanced Systems Engineering für die Wertschöpfung von morgen« ins Leben gerufen. Seit 2019 untersucht und strukturiert das Projekt AdWiSE diesen Forschungsschwerpunkt und entwickelt das neue Leitbild für das Engineering von morgen: Advanced Systems Engineering.
In dem Projekt bündeln mehrere Akteure ihre Expertise: die Fraunhofer-Institute für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO, für Entwurfstechnik Mechatronik IEM und für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK sowie das IPEK - Institut für Produktentwicklung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften.
Marktleistungen von morgen, Komplexität managen und Engineering neu denken
Das Leitbild Advanced Systems Engineering soll Unternehmen dazu befähigen, komplexe sozio-technische Systeme modellbasiert und unter Zuhilfenahme innovativer Technologien zu entwerfen. ASE steht damit für eine neue Perspektive in der Planung, der Entwicklung und dem Betrieb von komplexen Systemen sowie deren spätere Entsorgung. »Ziel ist eine im internationalen Wettbewerb herausragende Kompetenz im Bereich des Engineerings von intelligenten vernetzten Produkten, Dienstleistungen und Produktionssystemen. Eine solche strategische Erfolgsposition stellt sicher, dass am Standort Deutschland komplexe Systeme professionell entwickelt und schnell zum nachhaltigen Markterfolg gebracht werden. Das ist der entscheidende Beitrag für Wertschöpfung, Wohlstand und Beschäftigung und zur Sicherung des Innovations- und Produktionsstandorts Deutschland«, so der acatech Vizepräsident Prof. Dr.-Ing. Jürgen Gausemeier.
Das Leitbild Advanced Systems Engineering ist hier ein erster Schritt. Es vereint die drei Handlungsfelder Advanced Systems – Marktleistungen von morgen, Systems Engineering – Komplexität managen und Advanced Engineering – Engineering neu denken. »Es geht darum, die Domänen-Silos aufzubrechen und sowohl in der Produktentstehung als auch in der Produktion die interdisziplinäre Zusammenarbeit zu ermöglichen, also um eine ganzheitliche Betrachtung der Innovationsprozesse«, so Prof. Dr. Oliver Riedel, Institutsleiter des Fraunhofer IAO. Im Rahmen einer Erhebung wurden der aktuelle Leis-tungsstand sowie die bestehenden Herausforderungen in den Handlungsfeldern detailliert untersucht und analysiert (Erscheinungsdatum: voraussichtlich März 2021).
Verbundprojekte nehmen Fahrt auf
Darüber hinaus begleitet und unterstützt die Begleitforschung AdWiSE die neun Verbundprojekte der BMBF-Fördermaßnahme, welche an einem breiten Spektrum an Herausforderungen und Lösungsansätzen rund um das Engineering der Zukunft arbeiten. Während sich das Verbundprojekt EUREKA-Projekt AMeLie zum Ziel gesetzt hat, domänenübergreifende Methoden für ein Advanced Sys-tems Engineering im Bereich der Medizintechnik zu schaffen, entwickelt das Verbundprojekt FuPEP ein Assistenzsystem, das die strukturelle Produkt- und Prozesskomplexität beherrschbar macht. Das Projekt CAM2030 arbeitet an einer innovativen Lösung für das Advanced Systems Engineering der computergestützten Prozessplanung der Zukunft. Darüber hinaus liegt der Forschungsfokus des Verbundprojekts MoSyS auf der menschorientierten Gestaltung komplexer System of Systems und entwickelt Leitfäden zur Gestaltung des Wandels hin zu selbstorganisierten, digitalen und kollaborativen Formen des Engineerings. Gleichzeitig erarbeitet das Verbundprojekt CyberTech geeignete, softwarebasierte Werkzeuge zur Informationsintegration im Entstehungsprozess von Ma-schinen und Anlagen. Im Fokus des Verbundprojekts DiProLeA steht die Entwicklung eines unternehmensinternen und nutzerzentrierten Assistenzsystems für einen durchgängig digitalen Produktentstehungsprozess.
Im März 2021 starteten zudem die Verbundprojekte bi.smart, ConSensE und RePASE.
Alle Verbundprojekte der Fördermaßnahme »Advanced Systems Engineering« starten spätestens im ersten Quartal 2021 und werden auf der Homepage dargestellt.
AdWiSE: Wir gestalten gemeinsam die Zukunft des Engineerings
Das Akronym AdWiSE steht für die »Vernetzung der Akteure zur disziplinübergreifenden Entwicklung komplexer vernetzter soziotechnischer Systeme für die Wertschöpfung von morgen (Advanced Systems Engineering)«. Hier wird die Expertise der Fraunhofer-Institute für Arbeitswissenschaft und Organisation IAO, für Entwurfstechnik Mechatronik IEM und für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK sowie des Instituts für Produktentwicklung am Karlsruher Institut für Technologie IPEK und von acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften gebündelt. Das wissenschaftliche Projekt AdWiSE wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Programm »Innovationen für die Produktion, Dienstleistung und Arbeit von morgen«, Fördermaßnahme »Beherrschung der Komplexität soziotechnischer Systeme – Ein Beitrag zum Advanced Systems Engineering für die Wertschöpfung von morgen (PDA_ASE)« gefördert und vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt bei den Autorinnen und Autoren.
Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO