Systems engineering: Grundlagen und Anwendung
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Zürich
Orell Füssli Verlag
2018
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| Ausgabe: | 14. überarbeitete Auflage |
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| Online-Zugang: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | 487 Seiten Illustrationen, Diagramme |
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Inhalt SE-Philosophie 25 1 Systemdenken 1.1 Zweck und Terminologie.27 27 1.1.1 Systemdenken als Bestandteil des SE-Konzepts. 27 1.1.2 Grundbegriffe und Merkmale von Systemen.27 1.1.2.1 Systeme/Elemente/Beziehungen.28 1.1.2.2 Systemgrenze/Umfeld. 29 1.1.2.3 Struktur eines Systems. 29 1.1.2.4 Untersysteme/Subsysteme.30 1.1.2.5 Übersysteme. 30 1.1.2.6 System von Systemen (SvS).31 1.1.2.7 Systemhierarchie. 32 1.1.2.8 Blackbox, Greybox und Whitebox. 32 1.1.2.9 Aspekte eines Systems/Systemtypen. 33 1.2 1.3 Denkansätze zur Systembetrachtung.35 1.2.1 Systemmodelle als Basis des
Systemdenkens.35 1.2.2 Die umfeldorientierte Betrachtungsweise.36 1.2.3 Wirkungsorientierte Betrachtung (Input/Output-Betrachtung).36 1.2.4 Strukturorientierte Betrachtung. 37 1.2.5 Hilfsmittel zur Darstellung von Zusammenhängen bzw. Strukturen. 38 1.2.6 Aspekte der Systembetrachtung. 39 1.2.7 Anwendung des systemhierarchischen Denkens. 40 1.2.8 Abschlussbemerkungen.42 Agilität von Systemen .42 1.3.1 Das Konzept.42 1.3.2 Drei Beispiele für agile Systeme.43 1.4 System Dynamics . 45 1.5 Zusammenfassung. 48 1.6 Selbsttest Wissen und Verstehen - Systemdenken. 49 1.7
Literatur zum Systemdenken.50
2 Das SE-Vorgehensmodell und andere 2.1 Komponenten des SE-Vorgehensmodells.53 2.1.1 53 Das Vorgehensprinzip «Vom Groben zum Detail» (Top-down).54 2.1.1.1 2.1.1.2 Grundidee.54 Anwendung auf die Strukturierung der Ausgangssituation (Problemstrukturierung) und den Lösungsentwurf.55 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.1.1.3 Alternativen zum Vorgehensprinzip «Vom Groben zum Detail».56 2.1.1.4 Zusammenfassung. 56 Das Prinzip der Variantenbildung.57 2.1.2.1 Grundidee.57 2.1.2.2 Prinzipvarianten vs. Detailvarianten. 59 2.1.2.3 Alternativen zum Prinzip der Variantenbildung. 60 2.1.2.4 Zusammenfassung. 60 Das Prinzip der Gliederung in Projektphasen als Makro-Logik. 61 2.1.3.1 Grundidee. 61 2.1.3.2 Die einzelnen
Projektphasen.62 2.1.3.3 Andere Phasenmodelle. 68 2.1.3.4 Alternativen zum Prinzip der sequentiellen Phasengliederung.69 2.1.3.5 Zusammenfassung. 69 Der Problemlösungszyklus als Mikro-Logik.70 2.1.4.1 Grundidee. 70 2.1.4.2 Die einzelnen Schritte im Problemlösungszyklus. 71 2.1.4.3 Alternativen zum Problemlösungszyklus.77 2.1.4.4 Zusammenfassung. 80 2.1.5 Zusammenhänge zwischen den einzelnen Komponenten des Vorgehensmodells.81 2.2 Andere Vorgehensmodelle.82 2.2.1 «Plan-driven methods» (pdm). 83 2.2.1.1 Wasserfallmodell.83 2.2.1.2 V-Modell (engl. Vee-
model).85 2.2.1.3 Der SIMILAR-Process .87 2.2.1.4 VDI-Richtlinie 2221. 90 2.2.1.5 Konstruktionsmethodik nach Pahl/Beitz. 91 2.2.1.6 Der Prototyping-Ansatz. 92 2.2.1.7 Das Versionenkonzept. 95 2.2.1.8 2.2.2 Simultaneous Engineering, Concurrent Engineering. 96 Agile Prozessmodelle.99
2.2.2.1 Spiralmodell .99 2.2.2.2 Agile Manifesto.100 2.2.2.3 extreme Programming (XP). 102 2.2.2.4 Feature Driven Development (FDD). 103 2.2.2.5 Serum. 103 2.2.2.6 Crystal.105 2.2.3 Wann eignen sich «plan-driven», wann eher «agile methods»?.105 2.2.3.1 Gegenseitige Annäherung möglich?.105 2.2.3.2 Bereits bestehende Agility im SE-Modell.106 2.2.3.3 Im SE-Modell problemlos anwendbare Agility.108 2.2.3.4 Agility, die schwer mit dem SE-Modell zu vereinbaren ist. 109 2.2.4 Offenhalten von Optionen als Vorgehensansatz, der Agilität unterstützt . 110 2.2.5 Real-Optionen RO.112 2.3 Wie sehen die Vorgehensmodelle der Zukunft aus?. 119 2.4
Zusammenfassung und Abrundung . 122 2.5 Selbsttest Wissen und Verstehen - Vorgehensmodelle . 124 2.6 Literatur zu den Vorgehensmodellen. 125 Der Problemlösungsprozess 127 3 Systemgestaltung 3.1 Zur Anwendung des Systemdenkens. 130 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5 3.1.6 3.1.7 3.2 129 Exkurs über die Bildung von Elementen und Beziehungen. 130 Problemfeld und Lösungssystem. 132 Anwendung des Systemdenkens auf die Strukturierung und Analyse des Problemfeldes. 133 Abgrenzung des Problemfeldes.134 Systemdenken und Lösungssystem. 135 Systemorientiertes Denken und Teamarbeit. 137 Systemdenken und Projektmanagement. 137 Zur Anwendung des Vorgehensmodells. 138 3.2.1 3.2.2 3.2.3 Anwendung des Vorgehensprinzips «Vom Groben zum Detail». 138 Anwendung des Prinzips der
Variantenbildung. 139 Anwendungsaspekte des Phasenmodells. 140 3.2.3.1 Konzeptentscheidungen. 141
3.2.3.2 Der Verlauf des Aufwands während der verschiedenen Phasen eines Projekts.142 3.2.3.3 Integration von Teillösungen.144 3.2.3.4 Im Projektablauf tendenziell abnehmender Innovationsgrad. 145 3.2.3.5 Dynamik der Gesamtkonzeption. 146 3.2.3.6 Zeitlich überlapptes Vorgehen. 148 3.2.3.7 Sofortmaßnahmen. 150 3.2.4 Anwendungsaspekte des Problemlösungszyklus (PLZ). 151 3.2.4.1 Schwerpunkte der einzelnen Teilschritte des PLZ.151 3.2.4.2 Informationsfluss zwischen den Teilschritten des PLZ. 153 3.2.4.3 Gedankliche Vor- bzw. Rückgriffe (Wiederholungszyklen, Iterationen). 153 3.2.4.4 Erweiterter Problemlösungszyklus. 156 3.3 Model-Based Systems Engineering (MBSE).162 3.4 Selbsttest Wissen und Verstehen - Systemgestaltung . 164 3.5 Literatur zur Systemgestaltung . 165 4
Projektmanagement (PM) 4.1 4.2 Begriff und Übersicht. 167 4.1.1 Was ist ein Projekt?. 168 4.1.2 Was ist Projektmanagement?.168 4.1.3 Das «Eiserne Dreieck» des Projektmanagements. 169 4.1.4 Die Aufgaben des Projektmanagements.170 Die funktionale Dimension des Projektmanagements. 171 4.2.1 4.3 m Ingangsetzungsarbeiten. 171 4.2.2 Inganghaltungsarbeiten. 171 4.2.3 Abschließen von Projekten.171 4.2.4 Projektmarketing.172 Institutionelles Projektmanagement. 172 4.3.1 4.3.2 Beteiligte Gremien/Instanzen. 173 Organisationsformen für Projekte.174 4.3.2.1
Reine Projektorganisation .174 4.3.2.2 Einfluss-Projektorganisation (Stabs-Projektorganisation).175 4.3.2.3 Matrix-Projektorganisation.176 4.3.2.4 Eignungsbereiche. 177 4.3.2.5 Mischformen der Projektorganisation. 177
4.4 4.5 Instrumentelles Projektmanagement.179 Personelle Aspekte des Projektmanagements.179 4.5.1 Anforderungen an den Projektleiter.179 4.5.2 Erfolgreiche Teamarbeit.180 4.6 Erfolgskomponenten des Projektmanagements. 181 4.7 Agiles Projektmanagement?. 181 4.8 Selbsttest Wissen und Verstehen - Projektmanagement. 183 4.9 Literatur zum Projektmanagement. 184 Systemgestaltung als Architektur- und Konzeptgestaltung 5 Architekturgestaltung ш ш 5.1 Beispiele für Architekturvarianten von Systemen. 190 5.2 Verhältnis von Funktion und Form zur Architektur.191 5.3 Aufgaben und Bedeutung der Architekturgestaltung.192 5.4 Gestaltungsmerkmale guter Architekturen .194 5.5 Architektur und Innovation.196
5.6 Die Rolle von Systemarchitekten . 198 5.7 Selbsttest Wissen und Verstehen - Architekturgestaltung . 199 5.8 Literatur zur Architekturgestaltung. 200 6 Konzeptgestaltung 6.1 Situationsanalyse.202 201 6.1.1 Zweck und Begriff. 203 6.1.2 Leitideen und Grundsätze zur Analyse von Situationen.203 6.1.2.1 Einflussfaktoren auf das Problemverständnis . 204 6.1.2.2 6.1.3 Handlungsrelevante Problernbetrachtung. 204 Verschiedene Betrachtungsweisen in der Situationsanalyse. 205 6.1.3.1 Systemorientierte Betrachtungsweise. 205 6.1.3.2 Ursachenorientierte Betrachtungsweise. 208 6.1.3.3 Lösungsorientierte Betrachtungsweise.211 6.1.3.4 Zeit- bzw. zukunftsorientierte Betrachtungsweise. 211
6.1.4 Zur Abgrenzung von Problemfeld, Lösungsfeld und Eingriffsbereich. 212 6.1.5 Herausfinden von Randbedingungen und Einschränkungen der gestalterischen Freiräume .214 6.1.6 Zieloffenheit, Lösungsneutralität und Nachvollziehbarkeit. 215 6.1.7 Techniken für die Situationsanalyse. 215 6.1.7.1 Techniken zur Informationsbeschaffung. 215 6.1.7.2 Techniken zur Informationsaufbereitung und -darstellung. 216 6.1.7.3 Art der Informationsbeschaffung. 217 6.1.8 Vorgehensschritte bei der Situationsanalyse. 219 6.1.8.1 Verwendung von Arbeitshypothesen.219 6.1.8.2 Die Vorgehensschritte. 219 6.1.9 Unterschiedlicher Stellenwert der Situationsanalyse im Phasenablauf.221 6.1.10 Zusammenfassung. 223 6.1.11 Selbsttest Wissen und Verstehen - Situationsanalyse. 224 6.1.12 Literatur zur Situationsanalyse . 225
Zielformulierung. 225 6.2.1 Zweck und Terminologie. 225 6.2.1.1 Zielbegriff. 225 6.2.1.2 Stellung im Problemlösungszyklus. 226 6.2.2 Zielformulierung auf verschiedenen Systemebenen. 227 6.2.3 Denkansätze, Prinzipien und Leitideen für eine handlungs orientierte Zielformulierung. 227 6.2.3.1 Operationale Zielformulierung. 228 6.2.3.2 Formulierung von erwünschten oder ausdrücklich unerwünschten Wirkungen. 229 6.2.3.3 Unterscheidung zwischen Systemzielen und Projektablauf(Vorgehens-)zielen.229 6.2.3.4 Struktur eines Zielkatalogs.230 6.2.3.5 Anwendung des Ziel-Mittel-Denkens.231 6.2.3.6 Prinzip der Orientierung von Zielen an Fakten wie an Wertvorstellungen. 233 6.2.3.7 Prinzip der Lösungsneutralität. 234 6.2.3.8 Prinzip der Vollständigkeit
hinsichtlich der Zielinhalte. 234 6.2.3.9 Prinzip der Prioritätensetzung bei der Zielformulierung.236 6.2.3.10 Prinzip der Widerspruchfreiheit von Teilzielen.237 6.2.3.11 Prinzip der Überblickbarkeit eines Zielkatalogs. 239 6.2.4 Techniken für die Zielformulierung.240 6.2.5 Vorgehen bei der Zielformulierung. 240 6.2.6 Einschränkungen.241
6.3 6.2.7 Zusammenfassung.242 6.2.8 Selbsttest Wissen und Verstehen - Zielformulierung. 242 6.2.9 Literatur zur Zielformulierung.243 Lösungssuche: Synthese/Analyse.243 6.3.1 Zweck und Terminologie. 243 6.3.2 Synthese von Lösungen. 245 6.3.2.1 Die Bedeutung der Kreativität.245 6.3.2.2 Arbeiten mit Modellen. 245 6.3.2.3 Generelle Entwurfsprinzipien.246 6.3.2.4 Variantenkreation und -reduktion. 247 6.3.2.5 Zusammenwirken von Synthese und Analyse im Verlauf der System entwicklung .249 6.3.3 Strategien zur Lösungsfindung (Synthese). 250 6.3.3.1 Begrenzung des Lösungsfeldes. 250 6.3.3.2
Unterschiedliche Ausgangspunkte für die Lösungssuche.251 6.3.3.3 Systematische Suchstrategien.253 6.3.3.4 Mathematische Methoden des Operations Research. 256 6.3.3.5 Heuristiken als Strategie zur Lösungsfindung.257 6.3.4 Analyse von Lösungen.257 6.3.4.1 Intuitive vs. systematische Analyse.258 6.3.4.2 Inhalte der systematischen Analyse. 258 6.4 6.3.5 Techniken für die Synthese/Analyse.262 6.3.6 Vorgehen bei der Synthese/Analyse. 262 6.3.7 Zusammenfassung Lösungssuche.266 6.3.8 Selbsttest Wissen und Verstehen - Lösungssuche Synthese/Analyse.268 6.3.9 Literatur zur Lösungssuche Synthese/Analyse . 268 Bewertung und Entscheidung. 269 6.4.1 Zweck, Begriffe, Grundlagen.270 6.4.1.1 Verschiedene
Entscheidungsarten. 271 6.4.1.2 Methodisch unterstützte Entscheidungen.272 6.4.1.3 Ablauf von Entscheidungsvorbereitung und Entschluss. 273 6.4.2 Bewertungsmethoden. 274 6.4.2.1 Die Argumentenbilanz.274 Ö.4.2.2 Die Bewertungsmatrix als Basis für den Variantenvergleich.276 6.4.2.3 Nutzwertanalyse. 278 6.4.2.4 Kosten-Wirksamkeits-Analyse.279 Ö.4.2.5 Andere Bewertungsmethoden. 281
6.4.3 Vorgehen bei der Bewertung. 281 6.4.3.1 Teilnehmerkreis bestimmen. 282 6.4.3.2 Festlegung der Kriterien.282 6.4.3.3 Behandlung von Musszielen. 284 6.4.3.4 Anzahl Teilziele. 285 6.4.3.5 Gewichtung der Teilziele.285 6.4.3.6 Ermittlung der Teilzielerfüllung.287 6.4.3.7 Plausibilitätsüberlegungen.290 6.4.3.8 Sensibilitätsanalysen. 292 6.4.3.9 Analyse des Risikos und potenzieller Probleme. 293 6.4.4 6.4.5 Zur Objektivität von Bewertungsverfahren. 294 Die Wirtschaftlichkeitsrechnung als Ergänzung des Schritts der Entscheidungsvorbereitung. 295 6.4.6 Dokumentation des Bewertungsschritts.295 6.4.7 Entscheidung.296
6.4.8 Zusammenfassung und Abrundung. 296 6.4.9 Selbsttest Wissen und Verstehen - Bewertung und Entscheidung.297 6.4.10 Literatur zu Bewertung und Entscheidung .298 Sonderfälle und situationsbedingte Interpretation.298 6.5.1 6.5.2 6.5.3 6.5.4 6.5.5 6.5.6 6.5.7 6.5.8 6.5.9 6.5.10 Umbauten am «lebenden Objekt» . 299 Verbesserungs-(Meliorations-)Vorhaben.299 Vorhaben beschränkten Umfangs.301 Vorhaben außergewöhnlich großen Umfangs.301 Programme. 302 Gestaffelte Realisierung von Vorhaben.303 Relative Unerfahrenheit der Beteiligten aufgrund von Pioniersituationen. 304 Einstieg in ungeordnet verlaufende Problemlösungsprozesse. 305 Stilllegungen und Abbrüche. 305 Selbsttest Wissen und Verstehen - Sonderfälle und situationsbedingte Inter pretation . 306 6.5.11 Literatur zu
Sonderfällen.306
Fallbeispiele зо7 7 Die SE-Basics im SE-Konzept 7.1 Basic 1 - Anwendung des Systemansatzes. 309 7.2 Basic 2 - Anwendung eines erkennbaren und akzeptierten Vorgehensmodells . 310 7.3 Basic 3 - Anwendung von Methoden, Techniken, Werkzeugen (MTW) . 312 8 Fallbeispiel 1: Hausbau 8.1 Ausgangssituation. 313 8.2 Vorstudie. 314 8.3 Hauptstudie. 317 309 зіз 8.4 Detailstudien. 319 8.5 Systembau und Einführung. 320 8.6 Schlussbemerkungen. 321 9 Fallbeispiel 2: Flughafenplanung 323 10 Fallbeispiel 3: Smart City und Science Tower Graz 351 10.1 Was ist eine Smart City?. 351 10.2 Ausgangssituation in Graz. 352 10.3 Warum Smart City
Graz?. 353 10.4 Visionen der Stadtentwicklung zur Smart City Graz 2050. 354 10.5 Ziele und Maßnahmen zur smarten Stadtentwicklung bis 2030. 356 10.6 Das Projektgebiet Smart City Graz Waagner-Biro.357 10.7 Rahmenplan Smart City Graz Waagner-Biro. 360 10.8 Architektur- bzw. Gestaltungswettbewerbe . 361 10.9 Leitprojekt Science Tower. 361 10.10 Hinweise auf die SE-Methodik.367 10.10.1 Systemdenken. 367 10.10.2 Vom Groben zum Detail.367 10.10.3 Gliederung in Projektphasen. 368 10.10.4 Anwendung der Logik des Problemlösungszyklus (PLZ) in jeder Phase. 370 10.10.5 Projektmarketing.371 10.10.6 Einfache und effiziente Projektorganisation. 372
SE in der Praxis 373 11 Sieben grundsätzliche Empfehlungen 375 12 Typische Schwachstellen in Projekten (Stolpersteine) 379 13 Aktivitäten-Checklisten Յ80 13.1 Aktivitäten-Checkliste «Vorstudie». 380 13.2 Aktivitäten-Checkliste «Hauptstudie». 384 13.3 Aktivitäten-Checkliste «Detailstudien».386 13.4 Aktivitäten-Checkliste «Systembau».387 13.5 Aktivitäten-Checkliste «Systemeinführung».388 13.6 Aktivitäten-Checkliste «Abschluss des Projekts». 389 14 Erfolgsmerkmale des Projektmanagements Methoden, Techniken und Werkzeuge (MTW) 15 Methoden, Techniken und Werkzeuge (MTW) imÜberblick 16 Enzyklopädie/Glossar Anhang 390 395 397 401 441 17 Selbsttest Wissen und Verstehen - Fragen und Antworten 443 18 Abbildungsverzeichnis 457 19 Literaturverzeichnis 462 20 Index 478 21 Herausgeber und Adressen 485 |
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| discipline | Technik Informatik Mess-/Steuerungs-/Regelungs-/Automatisierungstechnik Wirtschaftswissenschaften |
| edition | 14. überarbeitete Auflage |
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Beschreibung
THWS Schweinfurt Zentralbibliothek Lesesaal
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2000 QP 360 H114(14) |
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| Exemplar 1 | ausleihbar Verfügbar Bestellen |
Sonderstandort Fakultät
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| Exemplar 1 | nicht ausleihbar Checked out – Rückgabe bis: 31.12.2099 Vormerken |