MBSE is geen activiteit van de ene dag op de andere, het is een evolutie

Is modelgebaseerde systeemengineering een hype? “MBSE is niet zomaar het nieuwste geweldige idee,” antwoordt Jon Holt, professor in systeem engineering aan Cranfield University. Holt stelt dat het echt nodig is om de manier waarop de technische industrie werkt te verbeteren om concurrerend te blijven. “Om producten en diensten te produceren die we kunnen vertrouwen. Zodat het grote publiek vertrouwen heeft in ons ingenieurs. MBSE is een heel goede manier om dat te bereiken.”

Holt start als trainer voor de MBSE-opleiding bij High Tech Institute in de regio Eindhoven. Ger Schoeber, verantwoordelijk voor het portfolio systeemtrainingen bij High Tech Institute, is blij hem aan boord te hebben. “Jon is door Incose, de International Council on systems engineering, aangewezen als een van de 25 meest invloedrijke system engineers van de afgelopen 25 jaar”, zegt Schoeber. “Hij wordt internationaal erkend als expert op het gebied van modelgebaseerde systeemengineering en heeft 17 boeken over dit onderwerp geschreven.”

Volgens Holt is “MBSE niet echt nieuw of radicaal. Het is gewoon een evolutie van klassieke systems engineering, net zoals onze systemen zijn geëvolueerd. Ze zijn allemaal op de een of andere manier met elkaar verbonden. Bijna elk systeem maakt nu deel uit van een groter systeem van systemen, wat tien tot twintig jaar geleden niet het geval was. Naarmate deze complexiteit toeneemt, moeten we ook de manier waarop we dingen doen in systems engineering verbeteren. Voor mij is MBSE een natuurlijke evolutie van traditionele systems engineering.”

Trainer Jon Holt.

UML en SysML

In 1999 begon Holt voor The Institution of Engineering and Technology les te geven in het gebruik van modellen in engineering. In zijn cursussen gebruikte hij UML (Unified Modellng Language) dat gericht was op de software-industrie – SysML (System Modeling Language) bestond nog niet. Het belangrijkste doel van de training was om mensen ervan te overtuigen dat modelleren een goed idee was. “Pas zo’n vijftien jaar geleden werd modelleren breder geaccepteerd in engineering. De vraag veranderde van waarom moeten we modelleren naar hoe moeten we modelleren? Wat zijn de technieken die we nodig hebben? Hoe modelleren we effectief en efficiënt?”

Ongeveer vijf jaar geleden maakte Holt een andere overgang mee. “Modelleren werd algemeen geaccepteerd en gebruikt in de industrie. De belangrijkste vraag is nu: hoe implementeren we modelgebaseerde systems engineering succesvol in ons bedrijf? Hoe zetten we het in? Aanvankelijk zagen veel mensen het gewoon als de nieuwste modewoorden, maar nu onze systemen complexer worden, is er echt behoefte aan.”

Hoe kunnen bedrijven profiteren van MBSE?

“Het hangt er echt vanaf wat je wilt bereiken. Sommige mensen willen hun ontwikkeltijd verkorten. Sommigen willen de productkwaliteit of hun communicatie verbeteren. Sommigen willen hun relaties met klanten, leveranciers en het aanbestedingsproces verbeteren. Voor sommige organisaties komt het neer op zaken als compliance. In markten zoals die voor medische apparatuur gaat het vooral om naleving van voorschriften en normen. Verschillende organisaties leggen andere accenten. Het hangt echt af van je bedrijfsdoelen.

“Je moet in gedachten houden dat je het hebt over bedrijfsverandering. Daarvoor moet je begrijpen wat de verwachtingen van je belangrijkste stakeholders zijn en hoe succes eruitziet. Wat zijn de problemen die je op dit moment hebt? Wat zijn de voordelen die je wilt bereiken? Je moet weten of MBSE voor jou het verschil maakt. Zou je zonder MBSE net zo succesvol zijn geweest?”

Als MBSE bedrijfsverandering betekent, waar begin je dan als je het wilt implementeren?

“Het begint allemaal met een heel duidelijk beeld van wat je wilt bereiken. Wat is je huidige positie in systems engineering en wat is je doel? Waar wil je naartoe? Het is net als elke bedrijfsverandering. In de eerste plaats moet je weten waarom je het wilt doen.”

“De nadruk van je bedrijf is een goed uitgangspunt voor de transitie die je wilt bereiken. Dit zal anders zijn voor producenten van medische apparatuur dan voor fabrikanten van halfgeleiderapparatuur.”

Wat is de grootste valkuil?

“Een van de grootste valkuilen is dat mensen technologieën en oplossingen gaan kopen. In wezen kopen ze oplossingen voor een probleem dat ze niet begrijpen. Dat zal nooit een bijzonder goed resultaat opleveren.”

Hoe ontwikkelt de implementatie van MBSE zich?

“Je moet klein beginnen en het laten uitgroeien tot een bedrijf. Het gaat om evolutie. Je begint met een klein deel van een project of misschien een proefproject om de voordelen van de verbeteringen aan te tonen. En dan kun je dat laten doorgroeien naar de rest van het bedrijf.”

“De snelheid hangt natuurlijk af van het investeringsniveau, maar ook de betrokkenheid van de mensen in de organisatie is erg belangrijk. Als ruwe maatstaf geldt: hoe meer senior buy-in je kunt krijgen, hoe soepeler het gaat. Dit betekent vaak dat je de belangrijkste stakeholders erbij betrekt en hen laat zien wat de voordelen zijn.”

Deelnemen aan de cursus is niet genoeg. Je werkgever en je team moeten ook geëngageerd zijn?

“Absoluut. Je moet een strategie hebben en die strategie moet een tijdlijn hebben. Je moet je bewust zijn van de tijd, moeite en geld die je moet investeren. Afhankelijk van je oorspronkelijke doelen kun je de voordelen heel snel realiseren. Soms kan het een jaar duren, maar in veel gevallen kun je elke investering die je doet in het eerste project of de eerste implementatie terugverdienen.”

“Je moet realistisch zijn. Dit gaat niet over één nacht ijs. Het is een evolutie van waar je nu bent naar waar je wilt zijn. Anticiperen op je verwachte doelen en ook hoe je gaat aantonen dat je die doelen hebt gehaald. Je moet weten hoe succes eruit ziet, dus je moet weten hoe je dat gaat meten. Het gaat om de weg ernaartoe.”

Vijf fasen

Holt identificeert vijf stadia op weg naar volledige modelgebaseerde systeemengineering. “We hebben een schaal van vijf volwassenheidsniveaus. Het is een pad van werken met documenten, het verbeteren van de manier waarop mensen werken met behulp van modellen, naar volledige modelgebaseerde systems engineering. Afhankelijk van de organisatie en de investering duurt het vier tot zes maanden om halverwege niveau drie te komen. Dat is het moment waarop je modellen echt goed toepast. Dat is ook het moment waarop je directe en meetbare verbeteringen begint te zien.”

Het kan achttien maanden tot twee jaar duren voordat volledige automatisering met tooling en geavanceerde toepassingen een feit is, denkt Holt. “Maar in dat stadium kun je patronen zien uitrollen over het hele bedrijf, enzovoort. Het is een evolutie. Je kunt elke fase beschouwen als een controlepunt om te zien of je geslaagd bent.”

Het startpunt voor een overgang naar MBSE is begrijpen wat je wilt bereiken. “Daarvoor moeten organisaties naar het grote geheel kijken en prioriteiten stellen in de inspanning die ze willen leveren om de optimale voordelen te behalen,” zegt Holt. Om dat te bereiken, leidt hij mensen in zijn cursus door vijf belangrijke aspecten van MBSE. “Zo kunnen ze zich richten op de aspecten die voor hen het meest interessant zijn. Ze kunnen veel ervaring hebben op sommige gebieden, maar meestal niet op alle.”

Het eerste gebied is het systeem. “Uiteindelijk is het doel van modelgebaseerde systeemengineering niet het produceren van een model, maar het succesvol realiseren van een systeem. De manier om dat te doen is door alle relevante, alle noodzakelijke informatie in het model te verzamelen. Het systeem en het model zijn onze dagtaak. Daar werken we aan.”

Daarnaast moet de informatie gevisualiseerd worden. “We hebben dit nodig om te kunnen communiceren met verschillende belanghebbenden. Dus hier komen dingen als notaties om de hoek kijken – SysML, UML, wiskundige notaties, wat dan ook.”

Ook gereedschap moet worden overwogen. Dat is het derde aspect. “Uiteraard zijn er tools nodig om MBSE te implementeren.”

Het vierde gebied is de aanpak. Hier ontbreekt het mensen meestal aan ervaring. “Historisch gezien, als we het hebben over het definiëren van een aanpak voor systems engineering, gaat het over het definiëren van processen. Dit is nog steeds absoluut cruciaal. Maar we moeten de informatie die we produceren en consumeren in onze processen scheiden van de stappen die we moeten nemen om het proces uit te voeren. Hier komt het framework om de hoek kijken, want het framework geeft ons de blauwdruk voor het model en het model is onze enige bron van waarheid voor de informatie. Dus als we het hebben over de aanpak, is het een combinatie van de processen die we moeten uitvoeren en de informatie die we produceren en consumeren – dit is waar we naar verwijzen als het raamwerk.”

Het vijfde en laatste gebied is naleving. “Aan welke normen moet je voldoen? Welke wetgeving? Wat zijn uw certificeringsvereisten? Voor de lucht- en ruimtevaart, de auto-industrie en de spoorwegen is certificering cruciaal. Als we niet kunnen certificeren dat onze systemen veilig, beveiligd en betrouwbaar zijn, kunnen we ze niet gebruiken.”

Al deze vijf gebieden samen zullen resulteren in modelgebaseerde systeemengineering. Ze geven organisaties de kracht om hun technieken en werkwijzen te maximaliseren. Het startpunt zal van organisatie tot organisatie verschillen. Sommige organisaties zijn sterk in tools of compliance, maar niet zo sterk in de aanpak. “We bekijken deze vijf gebieden vanuit hun huidige positie en hun doelen. Dat geeft ons de belangrijkste input om te begrijpen waar je je bevindt op de evolutionaire MBSE-schaal en wat de beste strategie zou zijn om MBSE te implementeren.”

Niet elke organisatie hoeft het volledige modelgebaseerde volwassenheidsniveau te bereiken. “Volledig modelmatig werken is niet voor iedereen weggelegd. Maar dat betekent niet dat er geen voordelen zitten aan het bereiken van de ‘modelverrijkte’ of ‘modelgerichte’ fase. Het gaat erom dat je begrijpt wat je voordelen zijn. Wat heb je eigenlijk nodig en waar moet je mogelijk ons geld aan uitgeven? Het is een vergissing om te snel te investeren in frameworks, standaarden, tools en notaties. Je moet in de eerste plaats weten waarom. Helaas bestaat de klassieke situatie nog steeds dat mensen honderdduizenden euro’s uitgeven aan tools en oplossingen voor problemen die ze niet begrijpen. Bedrijven kopen tools, geven ze aan de ingenieurs en gaan ervan uit dat alles vanaf dat moment werkt. Dat leidt niet tot optimale voordelen. Je moet eerst je problemen begrijpen. Het is een overgang. Het is die weg afleggen en onderweg de controlepunten hebben.”

Trainingssetting met Jon’s flip-overnotities aan de muur.

Als betrokkenheid van het hoger management zo belangrijk is, zou je dan zeggen dat de cursus ook het hoger management ten goede komt?

“Absoluut. We zien dat allerlei verschillende mensen betrokken raken bij de training. Uiteraard systeemingenieurs en meer traditionele disciplines zoals elektrotechnici, werktuigbouwkundigen, software enzovoort. Maar ook veel managers, zelfs op de allerhoogste niveaus, en mensen die zichzelf niet als ingenieurs beschouwen, zoals wetenschappers, wiskundigen en psychologen. We hebben ook eendaagse cursussen die meer gericht zijn op management of senior mensen. We zijn van plan om die in de toekomst ook samen met High Tech Institute te plannen.”

“Niet elk aspect van MBSE is gunstig voor iedereen die erbij betrokken is. Door te weten wat je begrijpt, kun je je concentreren. Als consistentie van informatie een groot probleem is, moet je waarschijnlijk naar je raamwerk kijken. Als mensen volwassener zijn in hun manier van werken, komt het soms neer op het verbeteren van de manier waarop ze hun tools of hun notaties gebruiken.”

Moeten deelnemers een technische achtergrond hebben?

“Het helpt, maar we gaan niet uit van enige voorkennis. We beginnen met de absolute basis, geven voorbeelden uit de praktijk en kijken dan naar de problemen die we hebben. Dan gaan we verder met voorbeelden.”

Jon Holt tijdens een van zijn MBSE-trainingen.

Wat nemen de deelnemers mee naar huis?

“Je kunt niet verwachten dat je na een driedaagse training een expert op dit gebied bent. Maar je zult een heel sterk bewustzijn hebben van waar het over gaat, wat je eraan hebt en waar je verder mee kunt. Als je verder wilt met MBSE, weet je wat de volgende stappen zijn.”

“We laten ook verschillende toepassingen zien, hoe je verschillende voordelen en verschillende waarde kunt halen uit het toepassen van verschillende aspecten van het modelleren. Want het gaat niet alleen om producten of systemen. Je kunt MBSE ook gebruiken om je processen, je projecten, je levenscycli en alle verschillende aspecten daarvan te verbeteren.”

“Aan het einde van de cursus kunnen mensen zeggen: ‘Eigenlijk denk ik dat ik op deze gebieden kan profiteren van MBSE’. Het geeft ze een richting voor de volgende stap. In veel gevallen willen ze hun bedrijf verbeteren en daarom bijvoorbeeld hun producten of diensten verbeteren, die ze vervolgens gaan ontwikkelen.”

“Mensen krijgen een heel duidelijk begrip van MBSE uit de training, maar ze zullen ook ontdekken hoe ze het kunnen toepassen in verschillende situaties. Van de basis van modelleren tot zaken als interfaces, requirements modelleren en het begrijpen van bedrijfsveranderingen.”

“Deelnemers gaan niet naar huis als wereldexperts, maar ze zullen MBSE begrijpen en zien wat de voordelen voor hen zijn. Ze weten waar ze nu naartoe moeten.”

Je kunt veel over MBSE zelf uitzoeken door boeken te lezen en op internet te zoeken. Maar meedoen aan de driedaagse cursus van Jon Holt bespaart je maanden onderzoek en geeft je een voorsprong. Hij heeft dertig jaar van zijn carrière besteed aan het in de praktijk brengen van MBSE. Een van de grote voordelen van de training is dat je oog in oog met hem staat. Je kunt direct vragen stellen over MBSE in jouw branche. Je krijgt alle antwoorden. Zijn training is bedoeld om zo interactief mogelijk te zijn. Hij geeft niet alleen een lezing voor de klas, maar zorgt voor een interactieve ervaring en betrekt iedereen erbij – een relatief snelle manier om de basis te leren.

Holt noemt nog een aantal andere voordelen: “Wat interessant is, is dat je andere mensen uit andere sectoren leert kennen. Je krijgt de waardering dat je niet alleen bent. Deze andere mensen hebben een vergelijkbaar probleem. De industrieën verschillen misschien, maar de problemen zijn vergelijkbaar. Het delen van verschillende ervaringen kan heel, heel krachtig zijn. Meer dan eens zul je je realiseren: oh, ik doe niets verkeerd; andere mensen zitten in dezelfde situatie.”

“In elke cursus krijg ik veel vragen die ik al eerder heb gehoord, maar er zijn er ook altijd een paar die ik nog nooit heb gehoord in al die dertig jaar MBSE. Voor mij is dat een deel van het plezier van het geven van de cursussen. Het daagt me ook uit en zorgt ervoor dat ik er bovenop blijf zitten. Dat is spannend, en ik zou natuurlijk niet vooraan moeten staan als ik onverwachte vragen niet kan beantwoorden.”

Dit artikel is geschreven door René Raaijmakers, tech-redacteur van Bits&Chips.