Concurrent Engineering für komplexe technische Systeme

Unter den Bezeichnungen „Space 4.0“ und „New Space“ hat in der Raumfahrt eine völlig neue Dynamik Einzug erhalten, die sich durch eine wachsende Zahl unterschiedlichster Akteure, die zunehmende Vernetzung der Raumfahrt mit anderen Wirtschaftssektoren und die Durchdringung sämtlicher Lebensbereiche auszeichnet. Diese Entwicklungen erzeugen Trends der zukünftigen Missionen hin zu gemeinsamen und verteilten Systemen, autonomen Systemen und hybriden Systemen, welche immer komplexere Anforderungen an die Entwicklung der Systemkomponenten und insbesondere des Bodensegments stellen. Concurrent Engineering stellt eine Methode dar, um diese komplexen technischen Systeme effizient und agil entwickeln zu können. Das FSR entwickelt hierbei Methoden des Concurrent Engineering und Digital Engineering mit dem Ziel Innovation, Effizienz und Agilität bei der Entwicklung von komplexen technischen Systemen unter dem Motto „Industry 4.0 for Space 4.0“ zu steigern.

Das FSR setzt zur Optimierung des Entwicklungsprozesses zudem gezielt Methoden des agilen Projektmanagements sowie Methoden anderer Fachbereiche ein, um den Concurrent Engineering Prozess in den Gesamtkontext des Model Based Systems Engineering (MBSE) zu integrieren und somit eine vollständige Digitalisierung des Entwicklungsprozesses zu erreichen.

Die genannten Methoden werden im ersten Schritt für die Entwicklung von Bodensegmenten angewandt und im weiteren Projektverlauf auch für die Konzeption von Raumfahrtmissionen und anderen komplexen technischen Systemen verwendet.

Aktuelles Projekt: Forschungslabor ESALab@TUDarmstadt

Im Rahmen der Initiative „ESA_LAB@“ entstand 2019 das Concurrent Engineering Lab (CEL) als gemeinsames Forschungslabor des FSR und der Europäischen Weltraumbehörde ESA.

Für die TU Darmstadt bietet das Concurrent Engineering Lab eine moderne Einrichtung mit neuester Ausstattung für Forscher und Studenten zur effizienten, agilen und parallelen Erarbeitung von innovativen Lösungen. Insbesondere können hier weitere Forschungen in den Bereichen Systems Engineering, Digital Engineering, Industrie 4.0 / Space 4.0 und Raumfahrtverkehrsmanagement durchgeführt werden. Darüber hinaus bildet der Concurrent Engineering-Prozess im Bereich der Lehre eine „Hands-On-Erfahrung“ im Rahmen des universitären Curriculums für Studierende. Dies erfolgt durch das Angebot von Tutorien oder Design- und Forschungsprojekten (ADP/ARP) mit dem Ziel, eine raumfahrt- oder luftfahrtspezifische Mission auf der Basis von CE zu lösen. Das Concurrent Engineering Lab geht auch über das Gebiet des Maschinenbaus hinaus und ist für alle anderen Abteilungen der Universität zugänglich. Der entwickelte Aufbau der Einrichtung ermöglicht es jeder Abteilung, das Labor intuitiv für ihre Studien zu nutzen und darin Sitzungen für ihre spezifischen Missionen durchzuführen.

In Bezug auf die Raumfahrt erleichtert das CEL in Übereinstimmung mit neuen Trends wie gemeinsame und verteilte Systeme, autonome Systeme und Hybridsysteme im Bereich Bodensegmente (Ground Segment) und Betrieb (Operations) die Entwicklung innovativer Konzepte. Darüber hinaus kann die Methode für eine Vielzahl von Aufgaben eingesetzt werden, wie zum Beispiel die Analyse und Bewertung neuer Anforderungen, Notfallsituationen und Zielkonflikten oder die Durchführung von Optimierungsprozessen, die Vorbereitung und Unterstützung von technischen Überprüfungen, welche komplexe technische Probleme des Bodensegments enthalten.