Thales Deutschland - Eine Roadmap für den modellbasierten Entwurf von Bahnsystemen
Thales Deutschland – Transportation Systems Division beauftragte MES zur Unterstützung der modellbasierten Systementwicklung von Eisenbahnsignal und Sicherheitsausrüstung
Thales ist einer der weltweit führenden Anbieter von innovativen Lösungen für die Signalgebung im Fern- und Nahverkehr, die einen sicheren, zuverlässigen, bequemen und effizienten Transport von Personen und Gütern garantieren. Der Unternehmensbereich Thales Deutschland - Transportation Systems umfasst das Entwicklungszentrum für innovative Lösungen für Eisenbahnsignal- und Sicherheitssysteme.
Modellbasierte Systementwicklung im Bahnsektor
Ein umfangreiches Regelwerk in Verbindung mit einer ständig wachsenden Komplexität der Bahnsysteme macht die traditionelle, dokumentenzentrierte Systementwicklung mühsam, unflexibel und teuer. Der Automobilsektor hat sich dieser Herausforderung überwiegend bereits gestellt, indem er die modellbasierte Entwicklung sicherheitskritischer Systeme als die effektivste Lösung etabliert hat. Die modellbasierte Systementwicklung soll sich auch in Zukunft als die beste Lösung im wettbewerbsintensiven Eisenbahnsektor erweisen. Der modellbasierte Entwurf kann die Produktivität der Systementwicklung um 40 Prozent im Vergleich zu dokumentenzentrierten Ansätzen steigern. Darüber hinaus reduziert sie das Auftreten von Konstruktionsfehlern erheblich und erleichtert den Angebotsprozess. Dadurch hilft es, die Komplexität zu beherrschen und die Vorlaufzeit zu reduzieren.
Thales Deutschland - Transportation Systems Division hat in einigen Pilotprojekten bereits mit der Umstellung vom dokumentenzentrierten Systemdesign zur modellbasierten Systementwicklung begonnen. Thales Deutschland - Transportation Systems beauftragte die Model Engineering Solutions GmbH als ausgewiesene:n Expert:in für modellbasierte Entwurfsprozesse für sicherheitskritische Systeme mit der Analyse der Fähigkeiten von Transport-Systemen im Hinblick auf die modellbasierte Systementwicklung von Eisenbahnsignal- und Sicherheitseinrichtungen. Es wurde eine Analyse mit folgenden Schwerpunkten durchgeführt:
- Der spezifische Systementwicklungsprozess für Verkehrssystem
- Die Thalesweite Methodik ARCADIA zur Systementwicklung
- Systemmodellierung mit Melody Advance, dem Tool für Systemmodellierung bei Thales
Thales Transportation Systems war darauf bedacht, aus dem Fachwissen und der Erfahrung von MES im Automobilsektor zu lernen und Techniken und Prozesse aus diesem Bereich zu adaptieren, um ein schnelles Hochfahren seiner modellbasierten Systementwurfsfähigkeiten zu gewährleisten.
Analyse des Systementwicklungsprozesses von Transportation Systems
In einem ersten Schritt befragte MES wichtige Mitarbeiter:innen von Thales Transportation Systems und analysierte die vorhandene Dokumentation und Prozessbeschreibungen. Eine weitergehende Untersuchung klärte dann, ob die Systementwicklungsmethodik von Thales und ihr Systemmodellierungstool für den Eisenbahnsektor geeignet und implementierungsfähig sind. Eine begleitende Studie sollte zeigen, wie der modellbasierte Entwurf von Eisenbahnsystemen dazu beitragen kann, die bahnspezifischen Anforderungen des CENELEC-Entwicklungsrahmens zu erfüllen. Schließlich wurden modellbasierte Entwurfsrichtlinien aus dem Automobilsektor analysiert und hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit als Modellierungsrichtlinien für Systemmodelle im Eisenbahnsektor bewertet.
Eine Lösung für Thales Transportation Systems
MES konnte nachweisen, dass die Thales Transportation Systems bereits viele Anforderungen für eine erfolgreiche Einführung des modellbasierten Designs erfüllt. Es gibt bereits ein hohes Engagement seitens des Managements und der Ingenieur:innen für den Übergang zur modellbasierten Systementwicklung. Die Wirksamkeit des modellbasierten Systementwurfs wurde bereits in Pilotprojekten gezeigt. Die allgemeine ARCADIA-Methodik für die Systementwicklung steht ebenso zur Verfügung wie das allgemein einsetzbare Systemmodellierungswerkzeug Melody Advance. Allerdings müssten sowohl ARCADIA als auch Melody Advance an die Anforderungen und Entwicklungsansätze des Eisenbahnsektors angepasst werden. Die MES-Analyse zeigte, dass der modellbasierte Systementwurf das Potenzial hat, die Produktivität der Systementwicklung erheblich zu steigern, die Zusammenarbeit zu vereinfachen und zur Einhaltung der CENELEC-Vorschriften beizutragen. Auf der Grundlage dieser Ergebnisse entwickelte MES einen Fahrplan, der es Thales Transportation Systems ermöglicht, seine Fähigkeiten zur modellbasierten Systementwicklung innerhalb kurzer Zeit schnell zu steigern.
Eine Roadmap für den modellbasierten Entwurf CENELEC-konformer Bahnsysteme
Die verkehrssystemspezifische Roadmap für den modellbasierten Systementwurf besteht aus verschiedenen Phasen und Schritten, von denen die wichtigsten die folgenden sind:
- Domänenspezifische Anpassung der Systementwurfsmethodik und des Systemmodellierungstools an den Bahnsektor
- Best-Practices-Guide für die Modellierung sicherheitskritischer Bahnsysteme
- Entwurfsrichtlinien für Systemmodelle von Transportsystemen
- Best-Practices-Guide für die Transformation von textlichen Anforderungen in Systemmodelle
- Richtlinien für die Absicherung von Systemmodellen
- Testfallgenerierung aus Systemmodellen
- Automatische Konformitätsprüfung der Systemmodelle
- Automatische Generierung von Produktanforderungen aus Systemmodellen
Weitere Vorgehensweise und nächste Schritte
Mit den Analyseergebnissen und der Roadmap von MES wird Thales Transportation Systems nun in der Lage sein, in relativ kurzer Zeit einen hocheffizienten und produktiven modellbasierten Systementwurfsprozess zu implementieren.
Markus Schwab, Systems Engineering Manager bei Thales Deutschland - Transportation Systems, äußert:
„Eine unserer größten Herausforderungen ist die hohe Wettbewerbsfähigkeit im Bereich der Bahn- und Systemtechnik. Unser Ziel ist es, unsere Wettbewerbsfähigkeit bei allen unseren Projekten deutlich zu verbessern. Die modellbasierte Systementwicklung ist der Schlüssel zur Erreichung dieses Ziels. Wir haben die ausgezeichnete Zusammenarbeit mit MES sehr geschätzt, ihre Fachkompetenz und ihr Engagement für die modellbasierte Entwicklung waren unübertroffen.