Integration von Anforderungsmanagement in den mechatronischen Entwicklungsprozess

2 Stand von Forschung und Technik (S. 21)

2.1 Allgemeines

In diesem Kapitel werden die bereits vorhandenen Ansätze und Erkenntnisse aus den verschiedenen für diese Arbeit relevanten Bereichen dargestellt. Dabei werden insbesondere die Gebiete des Anforderungsmanagements, der mechanischen sowie mechatronischen Entwicklung, der Kostenabschätzung in frühen Projektphasen, der Produktionssysteme bzw. Werkzeugmaschinen, der Automatisierung, der Kundenanforderungen, des Vertragswesens sowie der datentechnischen Durchgängigkeit betrachtet.

2.2 Methoden des Anforderungsmanagements

Während im klassischen Maschinen- und Anlagenbau Lasten- und Pflichtenhefte zur Beschreibung der notwendigen Anforderungen genutzt werden [PAHL & BEITZ 1993], wurde im Bereich der Software-Entwicklung, speziell für die objektorientierten Systeme, das Anforderungsmanagement bzw. das Requirements Engineering entwickelt. Die hierbei beschriebenen und beinhalteten Methoden und Darstellungsformen wurden insbesondere für die Bedürfnisse der Entwicklung von Software angepasst.

Auch die Planung mechatronischer Systeme beginnt mit der Aufnahme des ersten Kundenwunsches. Um eine kontinuierliche Nutzung der Anforderungen schon von diesem Beginn eines Projektes an sicher zu stellen, müssen die Anforderungen an ein mechatronisches Produktionssystem so aufgenommen und festgehalten werden, dass sie konsistent in allen Produktlebensphasen zur Verfügung stehen. Eine frühzeitige Strukturierung und Hierarchisierung der bekannten Informationen und des Gesamtsystems führt dabei zu einer Verkürzung der Projektbearbeitungszeit.

Die Kundenanforderungen an ein neues mechatronisches Produkt wie z. B. eine Produktionsanlage nehmen stetig zu. Dadurch wächst neben der Produktkomplexität auch der Verwaltungsaufwand für die durchgängige Nutzung aller mit der Produktentwicklung zusammenhängenden Informationen. Das in der Software- Entwicklung entstandene Vorgehen des Anforderungsmanagements, bei dem von der Anforderungsaufnahme bis zum Abnahmetest die vorhandenen Informatio- nen einheitlich genutzt werden, gewinnt damit auch für die mechatronische Entwicklung an Bedeutung [WEBER & WEISBROD 2003].

Wegen der sehr unterschiedlichen Spektren an Methoden und Ansätzen, die in jüngeren Veröffentlichungen wie [KOTONYA & SOMMERVILLE 2000, SOMMERVILLE & SAWYER 1997 oder WIEGERS 1999] zu finden sind, beschreibt [DEIFEL 2001] das Requirements Engineering als eine noch unreife Forschungsdisziplin. Dennoch hat das Thema der Anforderungsermittlung und -umsetzung eine umfangreiche Geschichte. Bereits 1952 beschreibt [FRYER 1952] eine Methode, um Anforderungen konsequent zu ermitteln.

Er unterscheidet dabei die drei Phasen der Einarbeitung, der Datensammlung und der Datenanalyse. Die Aufteilung des Requirements Engineering-Prozesses in einzelne miteinander verknüpfte Phasen wird auch von [POHL 1996] dargestellt, der allerdings in der Software-Entwicklung die vier Phasen der Erhebung, der Verhandlung, der Beschreibung und Dokumentation sowie der Verifikation und Validierung unterscheidet. Diese Phasen sind eng miteinander verbunden, weshalb sie nicht scharf voneinander zu trennen sind.

Für die Aufgaben der einzelnen Phasen wurden wiederum verschiedene Methoden und Vorgehensweisen entwickelt, so z. B. die objektorientierte Modellierung der Anforderungen [SHLAER & MELLOR 1988, COAD & YOURDON 1996, RUMBAUGH 1993, BOOCH 2000, JACOBSON 1992] oder die von [FINKELSTEIN ET AL. 1992] dargestellten View Points zur Verhandlung der Anforderungen. Darüber hinaus betrachtet [POHL 1996] drei Dimensionen, innerhalb derer sich der RE-Prozess entwickelt. (vgl. Abbildung 8) Aufbauend auf diesen Überlegungen schlagen [NGUYEN & SWATMAN 2003] die Verwendung einer Entwurfs-Erklärungs-Basis sowie eine kontinuierliche Überprüfung und Verfolgung der Komplexität des Modells, in dem die Anforderungen beschrieben werden, vor.

Dadurch soll der kreative Prozess des RE für Systementwickler und Projektmanager leichter verständlich werden. Kernidee von [SCHIENMANN 2002] ist, das Anforderungsmanagement aus den drei Sichten Kunde, Produkt und Projekt zu betrachten und damit den Prozess von der Erhebung einer Anforderung bis zur Bereitstellung einer Lösung durchgängig zu gestalten.

Dabei versteht er unter der Kundenorientierung, dass Kunden Anforderungen stellen, um Lösungen für ihre Probleme zu erhalten. Diese Kundenanforderungen müssen sich weder auf konkrete Produkte noch Projekte beziehen. Unter der Produktorientierung wird in diesem Zusammenhang die Tatsache beschrieben, dass Produkte mit Anwendungen Lösungen für die Probleme der Kunden darstellen. Produktanforderungen werden auf Grund der Kundenanforderungen spezifiziert und in Projekten umgesetzt.