„Bevor Sie überhaupt schreiben können, müssen Sie wissen, wer der Benutzer ist, wie das Produkt verwendet wird, was der Kontext ist und welche Standards gelten.

Trainerin Katarzyna Kot
Jeder, der schon einmal an der Produktentwicklung beteiligt war, weiß, dass Missverständnisse in der Anfangsphase später Zeit und Geld kosten. Dennoch haben viele Projekte immer noch Schwierigkeiten, klar zu definieren, was gebaut werden soll. Katarzyna Kot, Systemingenieurin und Mitglied der INCOSE Requirements Working Group, erlebt das jeden Tag. Sie hat es sich zur Aufgabe gemacht, Fachleuten beizubringen, wie sie Anforderungen besser schreiben und verstehen können.

„Mein Herz schlägt für die Produktentwicklung“, sagt Katarzyna. „Sie wollen etwas Greifbares liefern, aber das funktioniert nur, wenn die Grundlage solide ist. Dafür brauchen Sie klare Anforderungen.“

Katarzyna kam 1998 aus Polen in die Niederlande, um in den Philips ASA-Labors in Eindhoven zu arbeiten. „Ich schrieb Code, entwarf Software, testete Produkte und war fasziniert von dem, was vor all dem passiert.“

Trainer Praktisches Schreiben von Anforderungen, Katarzyna Kot
Katarzyna Kot, Trainerin ‚Praktisches Schreiben von Anforderungen‘.

Nach zwölf Jahren bei Philips und NXP Semiconductors arbeitete sie als Beraterin für Kunden wie BAE Aerospace und ASML. Der Prozess des Verfassens von Anforderungen scheint einfach zu sein: Erheben, Analysieren, Validieren, Dokumentieren. In der Praxis erfordert er jedoch eine Menge Vorbereitung. „Die Leute bleiben oft bei der Frage hängen, was sie eigentlich tun sollen.

Der Workshop

Um Teams dabei zu helfen, ihre Anforderungen zu Papier zu bringen, entwickelte Katarzyna 2017 ihre ersten Workshops. Was als maßgeschneiderte Sitzungen im Unternehmen begann, hat sich zu einem zweitägigen Kurs mit dem Titel„Practical Requirements Writing“ entwickelt, der nun einem breiteren Publikum offensteht.

Der Workshop richtet sich an alle, die mit Anforderungen zu tun haben, wie Produktmanager, Systemarchitekten, QS-Spezialisten und Domänenexperten. „Wir betrachten den gesamten Produktlebenszyklus“, erklärt Katarzyna. „In jeder Phase gibt es unterschiedliche Interessengruppen und damit auch unterschiedliche Arten von Anforderungen.“

'It’s helpful when participants bring their own requirements so we can review and improve them together.'

Die Teilnehmer lernen, wie sie die Bedürfnisse der Stakeholder analysieren, Kontextdiagramme erstellen, Anforderungen strukturieren und deren Qualität in Bezug auf Vollständigkeit, Konsistenz, Machbarkeit, Korrektheit und Überprüfbarkeit bewerten. „Wir arbeiten mit realen Fällen, damit die Teilnehmer das Gelernte sofort anwenden können. Es ist hilfreich, wenn sie ihre eigenen Anforderungen mitbringen, damit wir sie gemeinsam überprüfen und verbessern können.“

Der Workshop ist besonders nützlich für Fachleute mit einigen Jahren Erfahrung. „Sie erkennen die Herausforderungen aus der Praxis und überlegen sofort, wie sie besser damit umgehen können. Sobald sie anfangen, Fragen zu stellen wie ‚Wie wende ich das in meiner Organisation an?‘ oder ‚Wie überzeuge ich meine Kollegen?‘, sehen sie über den Tellerrand hinaus.“

Herausforderungen

Qualitätsanforderungen können schwierig zu definieren sein. Vage Begriffe wie „robust“ oder „benutzerfreundlich“ müssen quantifiziert werden. „Wenn Sie sagen, etwas muss tragbar sein, was bedeutet das? Gewicht, Abmessungen? Sie übersetzen abstrakte Begriffe in messbare Attribute. Auf diese Weise wird Qualität konkret und testbar.“

Es ist auch wichtig zu wissen, wann man aufhören muss. „Anforderungen müssen für die Ebene, für die sie bestimmt sind, angemessen sein. Sie sollten nicht zu wenig Details enthalten, aber auch nicht zu detailliert sein.“

Die Teilnehmer sind oft begeistert, wenn sie verstehen, warum Anforderungen so wichtig sind. „Manchen Leuten wurde der Wert noch nie richtig erklärt. Aber sobald sie sehen, wie ihre Arbeit zum großen Ganzen beiträgt, sind sie stolz.“

Nachdenken

Anforderungen definieren, was geliefert werden muss. Sie bilden die Grundlage für Design und Tests und haben sogar einen vertraglichen Wert. In Branchen wie der Luft- und Raumfahrt und der Halbleiterindustrie sind die richtigen Anforderungen eine rechtliche Notwendigkeit.

Dennoch tun sich viele Organisationen immer noch schwer damit. „Die Leute finden es oft langweilig oder wissen nicht, wo sie anfangen sollen“, sagt Katarzyna. „Sie sehen den Wert nicht sofort, weil es sich um wochenlanges Nachdenken ohne sichtbare Ergebnisse handelt.

Sie vergleicht das Schreiben von Anforderungen mit der Planung eines Bauprojekts. „Bevor der Bau beginnt, entscheiden Sie, wo die Steckdosen hinkommen, wo die Lampen hängen und wo die Anschlüsse für Küche und Waschmaschine sein sollen. Sie dokumentieren diese Entscheidungen, damit der Bauunternehmer genau das liefern kann, was Sie erwarten. Das ist es, was Anforderungen bewirken: Sie verhindern Überraschungen für den Kunden und den Lieferanten.“

Bevor Sie überhaupt schreiben können, fügt Katarzyna hinzu, müssen Sie wissen, wer der Benutzer ist, wie das Produkt verwendet wird, was der Kontext ist und welche Standards gelten. „Das sind alles ingenieurwissenschaftliche Fähigkeiten.“

Ein wichtiger Teil des Workshops befasst sich mit Vorlagen und Schreibregeln, wie dem Easy Approach to Requirements Syntax (EARS). „Das hilft, Mehrdeutigkeit zu vermeiden, aber es ist keine Übung zum Ausfüllen von Formularen. Sie müssen verstehen, was Sie da schreiben. Ein Tool kann dabei helfen – aber Sie müssen trotzdem denken.“

Katarzyna sieht auch Potenzial in der künstlichen Intelligenz. „KI versteht den Kontext nicht und kann keine Anforderungen schreiben, aber sie kann helfen, sie zu analysieren – zum Beispiel, indem sie Inkonsistenzen aufdeckt.“

Ihr Rat sowohl für KI als auch für Vorlagen: „Nutzen Sie Technologie als Assistent, nicht als Ersatz für Ihr eigenes Denken.“

Technik

Was Katarzyna besonders hervorheben möchte: „Bei Anforderungen geht es nicht ums Schreiben – es geht um Technik.“

'Good specification isn’t administration — it’s designing with words.'

Sie lächelt. „Das hat ein Kollege aus den USA einmal gesagt, und ich würde es gerne auf eine Fliese drucken lassen. Denn genau das ist es: Eine gute Spezifikation ist keine Verwaltung – sie ist Design mit Worten.“

Dieser Artikel wurde von Marleen Dolman, freie Mitarbeiterin bei High Tech Systems, geschrieben..

„Der thermische Frequenzbereich eröffnet eine neue Art des Denkens“

Für Nobleo Technology gehen Präzision und Innovation Hand in Hand. Der Designer Rik Houwers vertiefte kürzlich sein Fachwissen durch den Kurs ‚Thermische Effekte in mechatronischen Systemen‚. Er gewann neue Erkenntnisse darüber, wie Temperaturschwankungen hochpräzise Maschinen beeinflussen und wie die Modellierung im Frequenzbereich zu intelligenteren, stabileren Designs führen kann.

„Etwas zu bauen, das man selbst entworfen hat, macht immer Spaß“, sagt Rik Houwers, Designer bei Nobleo, „weil man direktes Feedback bekommt. Leider ist das nicht immer möglich.“ Er studierte Maschinenbau an der Technischen Universität Delft und spezialisierte sich auf Biomechanik und Feinmechanik. Er wurde bei Nobleo eingeführt, wo er nun seit neun Jahren arbeitet. Seine Arbeit besteht hauptsächlich aus dem mechanischen Design und der Analyse von mechatronischen Systemen und Messmaschinen.

Aufgrund des multidisziplinären Charakters der Mechatronik ist das Team unverzichtbar. „Wir arbeiten mit Experten aus verschiedenen Bereichen zusammen: Mechanik, Elektronik, Steuerung, Software, Einkauf und manchmal auch Thermik oder Optik. Das Verständnis der Grundlagen der jeweils anderen Disziplinen ermöglicht eine effektive Kommunikation, und das macht den Unterschied aus. Außerdem entstehen die besten innovativen Ideen oft an der Grenze zwischen den verschiedenen Disziplinen.“

'With this tool in my toolkit, I have even more options to develop creative and smart designs for our customers.'

Eine Nische mit großer Wirkung

Herr Houwers nahm kürzlich an dem Kurs„Thermische Effekte in mechatronischen Systemen“ teil, der von der Mechatronics Academy über das High Tech Institute angeboten wurde. Im Rahmen eines früheren Projekts hatte er aus erster Hand erfahren, wie sich Temperaturschwankungen auf die Messgenauigkeit auswirken können. „Bei der Maschine, an der ich arbeitete, stellten sich thermische Störungen als die Hauptursache für Abweichungen bei den Messungen heraus. Seitdem wollte ich diese Mechanismen besser verstehen.“

Der technische Direktor von Nobleo, Frank Sperling, hatte Houwers bereits zuvor auf Kurse am High Tech Institute hingewiesen. Houwers hatte zuvor Kurse wie ‚Passive Dämpfung für High-Tech-Systeme‚ und ‚Angewandte Optik‚ besucht. Das Wissen aus diesen beiden Kursen konnte bereits in Kundenprojekten angewendet werden. Seiner Meinung nach passt diese neue Schulung perfekt zu ihnen. „Mit diesem Werkzeug in meinem Werkzeugkasten habe ich noch mehr Möglichkeiten, kreative und intelligente Designs für unsere Kunden zu entwickeln.“


Houwers zeigt einen Biegemechanismus, ein Testmuster mit viskosem Dämpfungsgummi, das problematische Vibrationen dämpfen sollte

Die Schulung wird für Mechatronik-Designer empfohlen, die sich auf hochpräzise Anwendungen konzentrieren. „Sobald Sie für Genauigkeiten von mehr als zehn Mikrometern entwerfen, können Sie thermische Effekte in der Regel nicht mehr ignorieren.“ Laut Houwers ist das in der Praxis ziemlich genau, aber keine Ausnahme. „Als Referenz müssen die Maschinen bei ASML eine Präzision im Nanometerbereich erreichen.“

Der Kurs passte gut zu seinem Hintergrund in Dynamik. „Das Niveau war genau richtig. Die Dozenten, darunter Theo Ruijl von MI-Partners, erklärten die Theorie klar und verknüpften sie immer mit realen industriellen Beispielen.“

Thermische Effekte verstehen

Der dreitägige Kurs bot eine klare Struktur. Der erste Tag konzentrierte sich auf die Grundlagen der Wärmeübertragung und der thermischen Physik. Am zweiten Tag ging es um Temperaturmessung und praktische Beispiele, und am dritten Tag wurde die Temperaturkontrolle in Systemen behandelt. „Thermische Systeme scheinen einfacher zu sein als dynamische Systeme, weil es bei ihnen keine Resonanzen gibt“, erklärt Houwers. „Aber wenn Sie den Regler falsch einstellen, können Sie trotzdem ein instabiles System erhalten. Mit ein paar einfachen Designregeln können Sie das verhindern.“

Das Tempo war hoch und nicht alle Aufgaben konnten in der zur Verfügung stehenden Zeit vollständig erledigt werden, aber das störte Houwers nicht. Schließlich war es das Ziel des Kurses, in drei Tagen so viel Wissen wie möglich aufzunehmen, und das wurde erreicht.

Obwohl er keine direkte Anwendung für das erworbene Wissen hat, sieht Houwers einen klaren Nutzen darin. „Bei Nobleo arbeiten wir ständig an hochmodernen Systemen. Früher oder später werden diese thermischen Fragen auftauchen. Wenn das der Fall ist, ist es großartig, die Physik dahinter zu verstehen.“

'The most valuable insight I gained from the course came from the frequency-domain to thermal problems. This insight is remarkably powerful for us.'

Denken in Frequenzen

Die wertvollste Erkenntnis, die Houwers aus dem Kurs gewonnen hat, stammt aus dem Frequenzbereich-Ansatz für thermische Probleme. „Temperaturschwankungen haben jeweils ihre eigene Frequenz. Der Tag-Nacht-Zyklus ändert sich langsam, die Klimaanlage schaltet sich vielleicht jede halbe Stunde ein und aus, und vorbeigehende Menschen verursachen Luftverschiebungen, die über Minuten hinweg variieren.“

Wie stark sich diese Schwankungen auf die Genauigkeit einer Maschine auswirken, hängt von der Prozessfrequenz ab und davon, wie schnell die verschiedenen Komponenten auf Temperaturänderungen reagieren. Schwere, massive Komponenten erwärmen sich beispielsweise langsamer als leichtere Teile, und Materialien mit geringer Wärmeleitfähigkeit bewirken, dass die Erwärmung langsam und ungleichmäßig erfolgt. Infolgedessen führt eine Erwärmung mit bestimmten Frequenzen oft zu einer nicht synchronisierten Erwärmung, bei der sich ein Teil ausdehnt, während das andere noch kalt ist. Dies führt zu Verformungen und Messabweichungen. Durch die Modellierung des Systems im Frequenzbereich erhalten die Ingenieure einen Einblick, welche Temperaturstörungen für die erforderliche Präzision von Bedeutung sind.

Houwers zufolge ist diese Denkweise bemerkenswert leistungsfähig. „Sie können vorhersagen, wie sich die Wärme in einer Maschine ausbreitet, wie schnell die Teile reagieren und wie sich das auf die Positionierung auswirkt. Dies ist die Grundlage für die Wahl des Materials, der Konstruktion und der Steuerungsstrategie.“

Bei Nobleo Technology dreht sich alles um Hightech-Innovation im weitesten Sinne. Das in Eindhoven ansässige Unternehmen ist in vier sich ergänzenden Bereichen tätig: Autonome Systeme, Intelligenz, eingebettete & elektronische und mechatronische Systeme. Der erste Bereich konzentriert sich auf autonome Fahrzeuge und Roboter, während Intelligence intelligente Algorithmen entwickelt, zum Beispiel für Bilderkennung und Qualitätskontrolle. Embedded & Electronics unterstützt die Entwicklung intelligenter Systeme durch den Entwurf und die Integration von Hardware, Elektronik und eingebetteter Software, die eine präzise Steuerung und intelligente Entscheidungsfindung ermöglichen. Im Bereich Systeme liegt der Schwerpunkt auf Präzision, Geschwindigkeit und berechenbaren Systemen für die Industrie, von komplexen Chipmaschinen bis hin zu Obstsortiermaschinen. In dieser Hinsicht passt die Ausbildung sehr gut zu Houwers‘ Karriereweg in der Mechatronik bei Nobleo.

Dieser Artikel wurde von Marleen Dolman, freie Mitarbeiterin bei High Tech Systems, geschrieben..

Recommendation by former participants

By the end of the training participants are asked to fill out an evaluation form. To the question: 'Would you recommend this training to others?' they responded with a 8.8 out of 10.