Herausgeber Reinhard Haberfellner Olivier de Weck Ernst Fricke Siegfried Vössner. Grundlagen und Anwendung

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1 Herausgeber Reinhard Haberfellner Olivier de Weck Ernst Fricke Siegfried Vössner Systems Engineering Grundlagen und Anwendung 12., völlig neu bearbeitete und erweiterte Auflage orellfüssli Verlag

2 Inhalt Herausgeber und Autoren 5 Vorwort zur Neubearbeitung Vorwort zur 11. Auflage 2001 (gekürzt) 11 Zum Geleit - Einführung in die Thematik (Vorwort zur 1. Auflage 1976, gekürzt) 12 SE-Konzept und Aufbau des Buches 27 Teil I: SE-Philosophie 31 1 Systemdenken Zweck und Terminologie Systemdenken als Bestandteil des SE-Konzepts Grundbegriffe und Merkmale von Systemen Systeme/Elemente/Beziehungen Systemgrenze/Umfeld Struktur eines Systems Untersysteme/Subsysteme Übersysteme System von Systemen (SvS) Systemhierarchie Blackbox, Greybox und Whitebox Aspekte eines Systems Denkansätze zur Systembetrachtung Systemmodelle als Basis des Systemdenkens Die umfeldorientierte Betrachtungsweise Wirkungsorientierte Betrachtung (Input/Output-Betrachtung) Strukturorientierte Betrachtung Hilfsmittel zur Darstellung von Zusammenhängen bzw. Strukturen Aspekte der Systembetrachtung Anwendung des systemhierarchischen Denkens Abschlussbemerkungen Agilität von Systemen Das Konzept Drei Beispiele für agile Systeme 49

3 1.4 System Dynamics Zusammenfassung Literatur zum Systemdenken 55 2 Das SE-Vorgehensmodell Komponenten des SE-Vorgehensmodells Das Vorgehensprinzip «Vom Groben zum Detail» (Top-down) Grundidee Anwendung auf die Strukturierung der Ausgangssituation (Problemstrukturierung) und den Lösungsentwurf Alternativen zum Vorgehensprinzip «Vom Groben zum Detail» Zusammenfassung Das Prinzip der Variantenbildung Grundidee Prinzipvarianten vs. Detailvarianten Alternativen zum Prinzip der Variantenbildung Zusammenfassung Das Prinzip der Gliederung in Projektphasen als Makro-Logik Grundidee Die einzelnen Projektphasen Andere Phasenmodelle Alternativen zum Prinzip der sequentiellen Phasengliederung Zusammenfassung Der Problemlösungszyklus als Mikro-Logik Grundidee Die einzelnen Schritte im Problemlösungszyklus Alternativen zum Problemlösungszyklus Zusammenfassung Zusammenhänge zwischen den einzelnen Komponenten des Vorgehensmodells Andere Vorgehensmodelle «Plan-driven methods» (pdm) Wasserfallmodell VModell DerSIMILAR-Process Der Wertanalyse-Arbeitsplan 93

4 VDl-Richtlinie Konstruktionsmethodik nach Pahl / Beitz Der Prototyping-Ansatz Das Versionenkonzept Simultaneous Engineering, Concurrent Engineering Agile Prozessmodelle Spiralmodell Agile Manifesto extreme Programming (XP) Feature Driven Development (FDD) Serum Crystal Wann eignen sich «plan-driven», wann eher «agile methods»? Gegenseitige Annäherung möglich? Bereits bestehende Agility im Hall-BWI-SE-Modell Im SE-Modell problemlos anwendbare Agility Agility die schwer mit dem SE-Modell zu vereinbaren ist Offenhalten von Optionen als Vorgehensansatz, der Agilität unterstützt Real-Optionen RO Zusammenfassung und Abrundung Literatur zu den Vorgehensmodellen 126 Teil II: Der Problemlösungsprozess Systemgestaltung ш 3.1 Zur Anwendung des Systemdenkens Exkurs über die Bildung von Elementen und Beziehungen Problemfeld und Lösungssystem Anwendung des Systemdenkens auf die Strukturierung und Analyse des Problemfeldes Abgrenzung des Problemfeldes Systemdenken und Lösungssystem Systemorientiertes Denken und Teamarbeit Systemdenken und Projektmanagement 139

5 lhalt 3.2 Zur Anwendung des Vorgehensmodells Anwendung des Vorgehensprinzips «Vom Groben zum Detail» Anwendung des Prinzips der Variantenbildung Anwendungsaspekte des Phasenmodells Konzeptentscheidungen Der Verlauf des Aufwands während der verschiedenen Phasen eines Projekts Integration von Teillösungen Im Projektablauf tendenziell abnehmender Innovationsgrad Dynamik der Gesamtkonzeption Zeitlich überlapptes Vorgehen Sofortmaßnahmen Anwendungsaspekte des Problemlösungszyklus (PLZ) Schwerpunkte der einzelnen Teilschritte des PLZ Informationsfluss zwischen den Teilschritten des PLZ Gedankliche Vor- bzw. Rückgriffe (Wiederholungszyklen, Iterationen) Erweiterter Problemlösungszyklus Projektmanagement Begriff und Übersicht Was ist ein Projekt? Was ist Projektmanagement? Das «Eiserne Dreieck» des Projektmanagements Die Aufgaben des Projektmanagement Die funktionale Dimension des Projektmanagements Ingangsetzungsarbeiten Inganghaltungsarbeiten Abschliessen von Projekten Projektmarketing Institutionelles Projektmanagement Beteiligte Gremien/Instanzen Organisationsformen für Projekte Reine Projektorganisation Einfluss-Projektorganisation (Stabs-Projektorganisation) Matrix-Projektorganisation Eignungsbereiche Mischformen der Projektorganisation 175

6 Inha 4.4 Instrumentelles Projektmanagement Personelle Aspekte des Projektmanagement Anforderungen an den Projektleiter Erfolgreiche Teamarbeit Erfolgskomponenten des Projektmanagements Literatur 179 Teil III: Systemgestaltung als Architektur- und Konzeptgestaltung isi 5 Architekturgestaltung Beispiele für Architekturvarianten von Systemen Verhältnis von Funktion und Form zur Architektur Aufgaben und Bedeutung der Architekturgestaltung Gestaltungsmerkmale guter Architekturen Architektur und Innovation Die Rolle von Systemarchitekten Literatur Konzeptgestaltung Situationsanalyse Zweck und Begriff Leitideen und Grundsätze zur Analyse von Situationen Einflussfaktoren auf das Problemverständnis Handlungsrelevante Problembetrachtung Verschiedene Betrachtungsweisen in der Situationsanalyse Systemorientierte Betrachtungsweise Ursachenorientierte Betrachtungsweise Lösungsorientierte Betrachtungsweise Zeit- bzw. zukunftsorientierte Betrachtungsweise Zur Abgrenzung von Problemfeld, Lösungsfeld und Eingriffsbereich Herausfinden von Randbedingungen und Einschränkungen der gestalterischen Freiräume 208

7 6.1.6 Zieloffenheit, Lösungsneutralität und Nachvollziehbarkeit Techniken für die Situationsanalyse Techniken zur Informationsbeschaffung Techniken zur Informationsaufbereitung und -darstellung Art der Informationsbeschaffung Vorgehensschritte bei der Situationsanalyse Verwendung von Arbeitshypothesen Die Vorgehensschritte Unterschiedlicher Stellenwert der Situationsanalyse im Phasenablauf Zusammenfassung Literatur zur Situationsanalyse Zielformulierung Zweck und Terminologie Zielbegriff Stellung im Problemlösungszyklus Zielformulierung auf verschiedenen Systemebenen Denkansätze, Prinzipien und Leitideen für eine handlungsorientierte Zielformulierung Operationale Zielformulierung Formulierung von erwünschten oder ausdrücklich unerwünschten Wirkungen Unterscheidung zwischen Systemzielen und Projektablauf- (Vorgehens-)zielen Struktur eines Zielkatalogs Anwendung des Ziel-Mittel-Denkens Prinzip der Orientierung von Zielen an Fakten wie auch an Wertvorstellungen Prinzip der Lösungsneutralität Prinzip der Vollständigkeit hinsichtlich der Zielinhalte Prinzip der Prioritätensetzung bei der Zielformulierung Prinzip der Widerspruchfreiheit von Teilzielen Prinzip der Überblickbarkeit eines Zielkatalogs Techniken für die Zielformulierung Vorgehen bei der Zielformulierung Einschränkungen Zusammenfassung Literatur zur Zielformulierung 236

8 6.3 Lösungssuche: Synthese/Analyse Zweck und Terminologie Wichtige Denkansätze, Prinzipien Die Bedeutung der Kreativität Arbeiten mit Modellen Generelle Entwurfsprinzipien Variantenkreation und -reduktion Zusammenwirken von Synthese und Analyse im Verlauf der Systementwicklung Strategien zur Lösungsfindung (Synthese) Begrenzung des Lösungsfeldes Unterschiedliche Ausgangspunkte für die Lösungssuche Systematische Suchstrategien Mathematische Methoden des Operations Research Heuristiken als Strategie zur Lösungsfindung Grundsätze zur Analyse von Lösungen Intuitive vs. systematische Analyse Inhalte der systematischen Analyse Techniken für die Synthese/Analyse Vorgehen bei der Synthese/Analyse Zusammenfassung Lösungssuche Literatur zur Lösungssuche Synthese/Analyse Bewertung und Entscheidung Zweck, Begriffe, Grundlagen Verschiedene Entscheidungsarten Methodisch unterstützte Entscheidungen Ablauf von Entscheidungsvorbereitung und Entschluss Bewertungsmethoden Die Argumentenbilanz Die Bewertungsmatrix als Basis für den Variantenvergleich Nutzwertanalyse Kosten-Wirksamkeits-Analyse Andere Bewertungsmethoden Vorgehen bei der Bewertung Teilnehmerkreis bestimmen Festlegung der Kriterien Behandlung von Musszielen Anzahl Teilziele 278

9 Gewichtung der Teilziele Ermittlung der Teilzielerfüllung Plausibilitätsüberlegungen Sensibilitätsanalysen Analyse des Risikos und potenzieller Probleme Zur Objektivität von Bewertungsverfahren Die Wirtschaftlichkeitsrechnung als Ergänzung des Schritts der Entscheidungsvorbereitung Dokumentation des Bewertungsschrittes Entscheidung Zusammenfassung und Abrundung Literatur zu Bewertung und Entscheidung Sonderfälle und situationsbedingte Interpretation Umbauten am «lebenden Objekt» Verbesserungs-(Meliorations-)Vorhaben Vorhaben beschränkten Umfanges Vorhaben außergewöhnlich großen Umfangs Programme Gestaffelte Realisierung von Vorhaben Relative Unerfahrenheit der Beteiligten aufgrund von Pioniersituationen Einstieg in ungeordnet verlaufende Problemlösungsprozesse Stilllegungen und Abbruche Literatur 300 Teil IV: Fallbeispiele Die SE-Basics im Hall/BWI-Konzept зоз 7.1 Basic 1 - Anwendung des Systemansatzes Basic 2 - Anwendung eines erkennbaren und akzeptierten Vorgehensmodells Basic 3 - Anwendung von Methoden, Techniken, Werkzeugen (MTW) Fallbeispiel 1: Hausbau Ausgangssituation Vorstudie 308

10 8.3 Hauptstudie Detailstudien Systembau und Einführung Schlussbemerkungen Fallbeispiel 2: Flughafenplanung 317 Teil V: SE in der Praxis Neun grundsätzliche Empfehlungen Typische Schwachstellen in Projekten (Stolpersteine) Aktivitäten-Checklisten Aktivitäten-Checkliste «Vorstudie» Aktivitäten-Checkliste «Hauptstudie» Aktivitäten-Checkliste «Detailstudien» Aktivitäten-Checkliste «Systembau» Aktivitäten-Checkliste «Systemeinführung» Aktivitäten-Checkliste «Abschluss des Projekts» Erfolgsmerkmale des Projektmanagements 36i Teil VI : Methoden, Techniken und Werkzeuge (MTW) Methoden, Techniken und Werkzeuge (MTW) im Überblick Enzyklopädie / Glossar 373