Methodik zur interdisziplinären und systemischen Architekturentwicklung von Fahrzeugkonzepten

Mit dynamischen Marktanforderungen, komplexen Nutzerfunktionen und neuen Technologien entwickeln sich Fahrzeuge von mechanik-dominierten zu vernetzten, multidisziplinären Systemen. In der Industriepraxis findet dies nicht ausreichend Berücksichtigung, da sich Entwicklungsprozesse und -denkweisen häufig auf einzelne Bereiche und Disziplinen beschränken. Insbesondere die Konzeptphase, mit dem größten Entwicklungseinfluss, fokussiert sich bislang auf den mechanischen und geometrischen Entwurf des Fahrzeugs und vernachlässigt die gesamtheitliche, interdisziplinäre Betrachtung. Lösungsansätze bietet das Systems Engineering als Entwicklungsphilosophie für multidisziplinäre Systeme, mit der Architektur als zentralen Aspekt in der Konzeptphase. Die Dissertation untersucht die Fragestellung, wie multidisziplinäre Fahrzeugarchitekturen im Kontext des Systems Engineering zu entwickeln sind. Es wird eine Methodik präsentiert, um eine interdisziplinäre, nutzer- und systemorientierte Entwicklung komplexer Fahrzeuge zu ermöglichen. Die Grundlage dafür bildet die Definition der interdisziplinären Fahrzeugarchitektur. Die Methodik gliedert sich in die vier Sichten Anforderungen (R), Funktionen (F), logische (L) sowie physisch-technische Systeme (P) und beschreibt, über mehrere hierarchische Systemebenen, das sogenannte RFLP-Framework. Die Methodik beschreibt das Verständnis, die Rolle und Teilmethoden sowie das Zusammenspiel der jeweiligen Sichten im Framework. Im Hinblick auf mögliche Architekturvarianten wird zudem das Konzept einer Referenzarchitektur vorgeschlagen, welche als Grundlage eine technologieneutrale Architektur in F und L abbildet. Die Umsetzung der Methodik erfolgt modellbasiert mit der Modellierungssprache SysML und einem Metamodell. In der abschließenden Evaluation und Anwendung erfolgt entsprechend den methodischen Schritten der Entwurf einer Architektur des Gesamtfahrzeugs und seinen Subsystemen am Beispiel mehrerer Use Cases und Produktfunktionen.