Die Zeit der Einheitsprodukte und Massenproduktion ist vorbei. Der Markt hat sich gedreht, der Kunde wird führend und fordert individualisierte Produkte. Für die Hersteller bedeutet es, dass sie zunehmend Varianten ihrer Produkte entwickeln und anbieten müssen. Es ist schon eine Herausforderung, ein einzelnes komplexes System zu beschreiben. Variationen machen aus der Beschreibung eine multidimensionale Herausforderung, deren Komplexität schnell Grenzen erreicht und die Möglichkeiten der Entwicklung einschränkt. Modellierung ist ein wirksames Werkzeug, um Komplexität beherrschen zu können. Ich zeige Ihnen, welche Möglichkeiten es heute gibt, Produktvarianten mit der SysML bzw. UML zu beschreiben. Sie erfahren etwas über die Konzepte der Variantenmodellierung und ihre Umsetzung mit SysML. Wir schauen auch gemeinsam auf die Grenzen der Modellierung und auf zukünftige Lösungsansätze.

1. Produktvarianten mit
SysML/UML modellieren
Abendvortrag mit
Tim Weilkiens

3. Wer bin ich? – Tim Weilkiens
Geschäftsführer von oose
OMG Repräsentant, INCOSE- und GfSE-Mitglied
Mitglied in diversen Arbeitsgruppen der OMG
Mitglied im Deutschen Fachjournalisten-Verband
Privates: verheiratet, 2 Kinder, Marathon, Segeln
Themenschwerpunkte:
Modellierung, Prozesse, Systems Engineering
Buch-Publikationen:
Blog: www.model-based-systems-engineering.com

4. Produktvarianten mit
SysML/UML modellieren
▪ Grundlagen
▪ Alternative Ansätze
▪ Best Practice: Modellstruktur
▪ SYSMOD-Variantenmodellierung▪ SYSMOD-Variantenmodellierung
▪ Herausforderungen
▪ Ausblick

5. Produktvarianten mit
SysML/UML modellieren
▪ Grundlagen
▪ Alternative Ansätze
▪ Best Practice: Modellstruktur
▪ SYSMOD-Variantenmodellierung▪ SYSMOD-Variantenmodellierung
▪ Herausforderungen
▪ Ausblick

6. Produktvarianten
Tendenz steigend
Globalisierung
Kostenreduktion (Plattformentwicklung)
Kundengetriebener Markt
= Produkt mit geringfügiger Abweichung der
Merkmale vom Ausgangsprodukt
Variantenmodellierung wird auch
benötigt für
Trade-off Studies
Verzweigungen im Top-Down-
Entwicklungsansatz
Foto: Luc Viatour

7. OMG Systems Modeling Language (OMG SysML™)
SysML is designed to provide simple but powerful constructs
for modeling a wide range of systems engineering problems.
It is particularly effective in specifying requirements,
structure, behavior, allocations, and constraints on system
properties to support engineering analysis.
(OMG SysML™ 1.3 Specification)
SysMLUML 2
UML
für
SysML
www.model-based-systems-engineering.com

8. Produktvarianten mit
SysML/UML modellieren
▪ Grundlagen
▪ Alternative Ansätze
▪ Best Practice: Modellstruktur
▪ SYSMOD-Variantenmodellierung▪ SYSMOD-Variantenmodellierung
▪ Herausforderungen
▪ Ausblick

9. Common Variability Language
Zukünftiger Standard der OMG
Erfordert M2M-Transformation
Basis Modell
(MOF basiert)
Variabilitäts-Modell
(CVL)
Produkt-Modell
(MOF basiert)

10. pure::variants
Werkzeug zum Variantenmanagement von Pure Systems
Schnittstellen zum Enterprise Architect, DOORS, Rhapsody, Simulink
Quelle: http://www.pure-systems.com

11. Feature Tree
Quelle: http://www.pure-systems.com

12. pure::variants und Modellierung
Quelle: http://www.pure-systems.com/downloads/flash/pv-ea-intro/flash.html

13. Produktvarianten mit
SysML/UML modellieren
▪ Grundlagen
▪ Alternative Ansätze
▪ Best Practice: Modellstruktur
▪ SYSMOD-Variantenmodellierung▪ SYSMOD-Variantenmodellierung
▪ Herausforderungen
▪ Ausblick

14. System model structure Component model
structure
Best Practice: Strukturierung des Modells
Quelle: INCOSE MBSE Challenge Team SE^2 - Telescope Modeling, mbse.gfse.de

15. Produktvarianten mit
SysML/UML modellieren
▪ Grundlagen
▪ Alternative Ansätze
▪ Best Practice: Modellstruktur
▪ SYSMOD-Variantenmodellierung▪ SYSMOD-Variantenmodellierung
▪ Herausforderungen
▪ Ausblick

16. Konzepte
Der Systemkern enthält die Elemente, die in allen Varianten unverändert
bleiben.
Ein Variationspunkt ist ein Systemelement, für das es mehrere Varianten gibt.
Die Variation ist die Menge aller Varianten, die sich auf einen Variationspunkt
beziehen.
Die Variante ist eine Menge von Systemelementen, die gemeinsam eine
vollständige Ergänzung des Systemkerns darstellen.

17. Fallbeispiel: Fruchtsalat
Foto: Luc Viatour

18. Kernstruktur des Fruchtsalats

19. Apfel-Variationen

20. SysML Varianten Feature Tree

21. Produktvariante konfigurieren
Juicy Fruit Salad
Quelle: http://allrecipes.com/Recipe/Juicy-Fruit-Salad/Detail.aspx?evt19=1

22. 3 Ebenen der Modellierung: Typ / Anwendung / Laufzeit
Definition der Systemelemente
(Typen)
Anwendung der Systemelemente
Konkrete Objekte

23. Typebene
Definition der Systemelemente
(Typen)
© by oose innovative
Anwendung der Systemelemente
Konkrete Objekte

24. Anwendungsebene
Definition der Systemelemente
(Typen)
Anwendung der Systemelemente
Konkrete Objekte

25. Konkrete Objekte
Definition der Systemelemente
(Typen)
Anwendung der Systemelemente
Konkrete Objekte

26. PAUSE
ca. 20 Minuten für den
Austausch von Flüssigkeiten
und Networking

27. Produktvariante konfigurieren
Juicy Fruit Salad
Quelle: http://allrecipes.com/Recipe/Juicy-Fruit-Salad/Detail.aspx?evt19=1

28. Produktvariante ist ein spezielle Anwendung von Typen

29. Produktvariante definieren

30. Produktvariante definieren
Variantenkonfiguration
Neuen Kontext
definieren

31. Produktvariante definieren

32. Objekt erzeugen

33. Produktvarianten mit
SysML/UML modellieren
▪ Grundlagen
▪ Alternative Ansätze
▪ Best Practice: Modellstruktur
▪ SYSMOD-Variantenmodellierung▪ SYSMOD-Variantenmodellierung
▪ Herausforderungen
▪ Ausblick

34. Problem: Variante wirkt auf allen Ebenen

35. Problem: Variante wirkt auf allen Ebenen

36. Komplexität
Schon sehr einfache Variationen führen zu einem komplexen Konfigurationsraum.
3 Variationen spannen einen 3-
dimensionalen Konfigurationsraum
auf mit einer Vielzahl anauf mit einer Vielzahl an
Konfigurationen.
Eine Konfiguration ist ein Punkt
in diesem Raum.
Foto: Luc Viatour (modifiziert)

37. Model2Model-Transformation
M2M
View- vs. Copy-Strategie:
View Die Transformation erzeugt eine View im Modell.
Copy Die Transformation erstellt ein neues Modell.
Filter vs. Refactoring-Strategie
Filter Nicht verwendete Elemente werden aus dem Modell entfernt.
Refactoring Neue Modellelemente ohne Ballast aus dem
Konfigurationsraum.

38. Beispiel: Filter-Strategie

39. Beispiel: Refactoring-Strategie

40. SysML 1.4: Einschränkende Referenzen

41. SysML 1.4: Einschränkende Referenzen

42. SysML 1.4: Einschränkende Referenzen

43. Varianten von Verhalten

44. Pakete mischen
Eine Paketzusammenführung (package merge) ist eine Beziehung
zwischen zwei Paketen, wobei der Inhalt des Zielpaketes mit dem
Inhalt des Quellpaketes verflochten wird.
Wie die Verflechtung vor sich geht, hängt von der Art der
enthaltenen Modellelemente ab.
P Q
A
A
B
R
«merge»
A C
«merge»
Verflechtung von
Klassen

45. Weitere Beispiele
R (Merge Ergebnis)
y : Integer
x : Integer[1..10]
A
R
A
«merge»
A
B
P
R (Merge Ergebnis)
A
B

46. Package Merge

47. Produktvarianten mit
SysML/UML modellieren
▪ Grundlagen
▪ Alternative Ansätze
▪ Best Practice: Modellstruktur
▪ SYSMOD-Variantenmodellierung▪ SYSMOD-Variantenmodellierung
▪ Herausforderungen
▪ Ausblick

48. Zusammenfassung und Ausblick
Variantenmodellierung ist inhärent komplex
Produktvarianten können mit SysML modelliert werden
Fehlende Standards verhindern Toolunterstützung „out of the box“
Toolerweiterungen sind notwendig
Hoffentlich praktikable Standards in naher Zukunft verfügbar
Ebenso Toolunterstützung basierend auf den Standards oder Quasi-Standards

49. Buch: Variant Modeling with SysML
und Tools?

50. Produktvarianten mit
SysML/UML modellieren
Abendvortrag mit
Tim.Weilkiens@oose.de