1 Einleitung Die Idee, dieses Thema zu bearbeiten, entstand bei Gesprächen mit Fachleuten aus den USA anlässlich des INTERNET-Kongresses 1979 in Garmisch, wobei die Bedeutung eines effektiven Systems Engineerings (SE) in frühen Phasen, zur Vermeidung größerer Fehlschläge in der späteren Projektrealisierung, im Vordergrund stand. 2 Systems Engineering und Projektmanagement in einem integrierten Modell 2.1 Begriffe und geschichtliche Entwicklung Die Begriffe (einschl. Übersetzungen) in Verbindung mit System werden außerordentlich unterschiedlich und damit auch missverständlich verwendet. Die Ursachen mögen zum Teil in der sehr allgemeinen Auslegung des Begriffs „System“ liegen, die somit praktisch auf alles, was es gibt, angewandt werden kann. So ist es notwendig, zu Beginn der Ausführungen sich über die Begriffsinhalte Klarheit zu verschaffen. Der Begriff „Systems Engineering“ (SE) wurde zuerst benutzt im Jahre 1950 von den Bell Laboratories für ihre Arbeiten im Zusammenhang mit der Entwicklung neuer Waffensysteme, während die RAND-Corporation 1946 für diesen Problemkreis den Begriff „System Analysis“ anwandte. Im deutschen Sprachraum hat sich nun der Begriff „Systemtechnik“ gebildet, der oft als Übersetzungsbegriff von SE benutzt wird [1]. Auch wird SE mit technischer Systemanalyse übersetzt, vor allem dann, wenn sich auf die Gestaltung technischer Systeme beschränkt wird und Elemente des Handlungsvollzuges, zum Beispiel des Projektmanagements, nicht eingeschlossen sind. Der Begriff Systemtechnik schließt meist den Handlungsablauf mit ein, sodass hier auch oft von System- Management [2] oder Systemführung gesprochen wird. Systemanalyse wird auch als dem SE hierarchisch übergeordnet verstanden, wenn eine Ausdehnung über das reine Sachsystem hinaus auf die Gestaltung sozioökonomischer Systeme gegeben ist [1, 6]. Der Unterordnung des Begriffes „Projektmanagement“ unter den Begriff des SE [5] soll nicht gefolgt werden. Bedeutsamer ist die Einteilung in drei Systemklassen [3, 4], in ❑ das Sachsystem, das mit dem materiellen oder Objektsystem identisch ist, ❑ das Handlungssystem, das als prozessuales System dem Projekt entspricht und damit auch das Projektmanagement umfasst, und <<…>> ❑ das Zielsystem als geordnete Menge der gewünschten Systemeigenschaften. Das Zielsystem kann als Regler des Handlungssystems aufgefasst werden, das wiederum der Regler des Sachsystems sein kann. Systemanalyse soll nun hier mehr als Stufe einer Informationsgewinnung aufgefasst werden [3]. Dagegen ist SE als Planung und Entwurf von Sachsystemen (vor allem technischen Systemen) zu verstehen [1, 6] und damit auch dem Handlungssystem zuzuordnen. Systemtechnik sollte dann sinnvoller mehr als Denkweise verstanden werden. SE gehört somit zu dem gestalterischen Teil des Handlungssystems, während das Projektmanagement den Lenkungsteil des Handlungssystems darstellt. SE-Management ist dann der Teil des Projektmanagements, das den SE-Prozess koordiniert. 2.2 Das Verständnis von Systems Engineering und System Analysis in den USA Um die Ursprünglichkeit der Aussagen beizubehalten, werden einige Definitionen im englischen Original wiedergegeben: 2.2.1 Systems Engineering (SE) SE is assured to deal only with physical components; that is, it deals with the integration of components and sub-components into a total product such as a computer or missile … Moreover, Systems Engineering can be defined as making useful an array of components designed to accomplish a particular objective according projekt MA N A G E M E N T aktuell 3/ 2008 l 15 Manfred Saynisch Systems Engineering und Projektmanagement in Deutschland Anmerkungen zu diesem Beitrag Aus den 17 „Beiträgen zur Jahrestagung 1983“ habe ich einen Artikel von Manfred Saynisch ausgewählt und vorsichtig gekürzt. Der Autor hat die Entwicklung der Zeitschrift als Redaktionsbeirat und Redakteur über viele Jahre begleitet und sich dabei an der Schnittstelle zwischen Projektmanagement und „technischem Management“ zum Beispiel im Systems Engineering, Konfigurationsmanagement und Product Data Management über 30 Jahre besonders engagiert. Viele seiner Beiträge sind in dieser Zeitschrift erschienen, sodass hier er, als längjähriger Mitstreiter in der Verbreitung des Projektmanagement-Gedankenguts, an die ersten Anfänge der Zeitschrift und der PM-Foren zurückführt. Dietmar Lange Den ungekürzten Artikel aus 1983 finden Sie auf unserer Website www.pmaktuell.org/ PMAktuell-200803/ Startseite. PM_3-08_9-20: Inhalt 29.04.2008 12: 24 Uhr Seite 15 to plan. This approach implies the interaction of more than equipment. It suggests the development of a manmachine system which could function as a task oriented assemblage [7]. SE is the process of selecting and synthesizing the application of the appropriate scientific and technological knowledge in order to translate system requirements into a system-design, and, subsequently to produce the composite of equipment, skills and techniques and to demonstrate that they can be effectively employed as a coherent whole [8]. SE is the process of translating operational requirements into engineering functional requirements and subsequently expanding these functional requirements into detailed equipment and service end item design requirements. This process involves: ❑ Analysing system performance requirements ❑ Performing system level trade-off studies ❑ Synthesizing alternative system design solutions by employing various combinations of equipment and service end items ❑ Selecting the preferred candidate configuration which best meets performance and cost-effectiveness criteria [8]. Die hier aufgezeigten Tätigkeiten entsprechen dem in der Literatur immer wieder aufgezeigten Generalized Systems Engineering Process (Abb. 5). Systems engineering or the engineering of a total system encompasses the transformation of a specific need of objective into a configuration, descriptions and specification of a system that meets that need … The major output of this process are the hierarchy of specifications, a major portion of the work breakdown structure (WBS) and other technical documentations [9]. 2.2.2 Systems Engineering Management (SEM) SEM is concerned with monitoring and controlling the process of deriving and producing a coherent system design to achieve stated operational requirements. It involves exercising and overview of the engineering design and development process to ensure, that the interrelated roles of all necessary design disciplines and engineering functional areas are effectively utilized for satisfying total design requirements [8]. SEM is the combination of management actions necessary to control and document the engineering-effort directed toward meeting total system requirements. Its basis should be a SEM-plan … of particular importance are the design review program, analysis of design and system impact of changes [9]. <<…>> 2.3 Aufgaben und Verfahren des SE SE ist somit in zwei Aspekten definiert: ❑ begrenzt auf ein reales (technisches Produkt) und ❑ erweitert auf Mensch-Maschine-Systeme (sozioökonomisch-technische Systeme). Doch in den meisten Fällen der praktischen Anwendung ist die Begrenzung auf technische Systeme vorherrschend. SE und SA werden als unabhängige Begriffe aufgefasst, die sich ergänzen (Abb. 1). Für das SE wurden Aufgaben und Verfahren entwickelt, die jedoch nur allgemein beschrieben sind und sehr problemabhängig variiert und detailliert werden müssen. ❑ Definition and identification of functional requirements and characteristics identification of performance requirements ❑ Criteria and standards for evaluation ❑ Trade-off-studies ❑ Performance effectiveness (operability, maintainability, safety, reliability) ❑ Flow charting ❑ Schematic block diagrams ❑ Cost effectiveness studies/ life cycle costs ❑ System definition ❑ Integrated test program objectives ❑ System test and evaluation for verification ❑ Test requirement analysis ❑ Technical performance measurement Alle diese Verfahren sind dem Basisprozess (Abb. 5) zugeordnet, ein Problemlösungsprozess, der in den verschiedenen Phasen immer wieder mit unterschiedlichen Schwerpunkten durchlaufen wird [4] (Abb. 1). Die Arbeiten innerhalb des SE-Prozesses müssen geplant, angewiesen und überwacht werden. Die dazu nötigen Techniken und Verfahren ergeben das Konzept des Systems Engineering Managements (SEM). 2.4 Systems Engineering Management als Teil des integrierten Projektmanagementmodells SE-Management ist, wie vorher ausgeführt, als Teil eines umfassenden Projektmanagements anzusehen. Dieses <<…>> <<…>> SONDERTEIL 22 l projekt MA N A G E M E N T aktuell 3/ 2008 16 Abb. 1: Das Umfeld des SE [2] Abb. 5: Basisprozess des Systems Engineerings PM_3-08_9-20: Inhalt 29.04.2008 12: 24 Uhr Seite 16 Projektmanagement überzieht die folgenden Bereiche [9, 13, 14]: ❑ Technisches Management - Engineering und Konstruktion, einschließlich SE - Produktion und Beschaffung - Montage und Baustelle - Versuche, Inbetriebnahme, Abnahme ❑ Projekt-Controlling - Termine, Kapazitäten, Kosten - Arbeitsanweisungen, Auftragswesen ❑ Projekt-/ Produkt-Support-Management - Qualitätssicherung - Wartung, Zuverlässigkeit, Sicherheit ❑ Koordination der technischen Dokumentation - Konfigurationsmanagement - Daten und Dokumentationsmanagement ❑ Koordination des Vertragswesens ❑ etc. die von den Gebieten ❑ Strukturorganisation (Aufbauorganisation) ❑ Projektstrukturplanung (Projektzielplanung) ❑ Projektphasen (ablaufstrategische Gestaltung, Lebensphasen) durchdrungen und in den Funktionen ❑ Planung, Steuerung (Anweisung) und Kontrolle durchgeführt werden. SE und sein Management spielt vor allem in den frühen Phasen eine wichtige Rolle, da es den wesentlichen Teil der technischen Arbeiten überzieht (Abb. 1). 3 Systems Engineering-Ansätze bzw. -Konzepte in Deutschland 3.1 Generelles In den letzten ein bis zwei Jahrzehnten sind im deutschen Sprachraum eine Reihe von Konzepten bzw. Ansätzen zum SE entstanden, manchmal ohne den Begriff oder eine ähnliche Bezeichnung (vgl. 2.1) überhaupt zu benutzen. Dargestellt und analysiert werden die Konzepte ❑ des VDI (Konstruktionsmethodik), ❑ der ETH-Zürich (Systems Engineering), ❑ der TU Berlin (Systemtechnik), ❑ der WIM (Systemanalyse und System-Management), ❑ des Anlagenbaus. 3.2 Das Konzept des VDI (Konstruktionsmethodik) [19, 20, 21] 3.2.1 Geschichte 1875 Erster methodischer Ansatz von Releaux in seinem Buch „Theoretische Kinematik - Grundzüge einer Theorie des Maschinenwesens“ 1930/ Weiterführung des Releaux’schen Ansatzes - Aus- 1949 dehnung auf elektrische Bereiche (Kutzbach, Franke) 1951 Kosten in der Konstruktion/ technisch-wirtschaftliches Konstruieren (Kesselring) 1966 Morphologischer Kasten (Zwicky) 1970 Logische Funktionsstruktur/ physikalische Effekte (Rodenacker) 1974 VDI-Richtlinie Nr. 2222 Konstruktionsmethodik [20] <<…>> <<…>> 3.2.2 Grundsätzliche Merkmale ❑ Vorgehensplan für die Produktentwicklung ❑ Funktionsstrukturen (Abb. 8); Elemente: - Stoffbzw. Materialfluss m³/ s, kg/ s - Energiefluss Joule/ s - Signalfluss - Funktion (Blackbox) - Menge und Qualität ❑ Suche nach Lösungsprinzipien zum Erfüllen der Funktionen und Auswahl (z. B. Morphologischer Kasten, Abb. 8) ❑ Erarbeitung von Konzeptvarianten und deren technisch-wissenschaftliche Bewertung 3.2.3 Spezielle Charakteristiken bzw. kritische Wertung ❑ Begrenzt auf Produktentwicklung (d. h. einfache Systeme, wie z. B. Pumpe, Motor etc.). ❑ Verifikation durch Tests (Komponenten- und Systemtest) nicht eindeutig ausgeprägt. ❑ Hauptsächlich maschinenbauorientiert, doch auch Anwendungen in der Nachrichtentechnik bekannt. ❑ Das Konzept der Lebensphasen und der Life Cycle Costs werden nicht berücksichtigt. ❑ Technical Performance Measurement-Konzepte werden nicht berücksichtigt. ❑ Interface-Systematik und Konfigurations-Steuerungs- Gesichtspunkte werden nicht berücksichtigt. 4 Projektmanagement in Deutschland 4.1 Augenblickliche Situation Im deutschen Sprachraum wird bisher, im Gegensatz zu dem in Kapitel 2.3 dargelegten Konzept, Projektmanagement mit beschränkten Begriffsinhalten versehen. Viele Personen identifizieren den Begriff Projektmanagement mit Netzplantechnik und Matrixorganisation. Personen mit fortgeschrittenem Wissen, bzw. die in einem Projektumfeld arbeiten, verstehen unter Projektmanagement vielleicht ❑ das Projekt-Controlling (Termine und Kosten), ❑ die einfachen, projektorientierten Aufbauorganisationsformen (reines PM, Matrixorganisation, Einfluss- PM etc.), ❑ Projektstrukturplanung, ❑ Projektphasen. Beispielsweise wird nicht erkannt, dass das Technische Management, das das SE-Management ja einschließt, eine der Hauptaufgaben des Projektmanagements ist. In vielen Fällen wird dies von den technischen Fachabteilungen selbst durchgeführt, ohne genügend Ausrichtung auf übergeordnete Projektbelange und unter Betonung rein technischer Aspekte. Das Verständnis, dass Projektmanagement als ein integrierter Bereich zu verstehen ist, der das Projekt- Controlling, Technische Management, Qualitätssicherungsmanagement, Konfigurationsmanagement etc. umfasst und damit als eigenständige Wissenschaftsdisziplin innerhalb der Wirtschaftswissenschaften anzusehen ist [13], ist praktisch nicht einmal in den Anfängen entwickelt. <<…>> <<…>> projekt MA N A G E M E N T aktuell 3/ 2008 l 17 PM_3-08_9-20: Inhalt 29.04.2008 12: 24 Uhr Seite 17 4.2 Soziokulturelle Einflussfaktoren Die Ingenieurausbildung in den USA ist weitaus höher spezialisiert als in Europa. Die Ausbildung im deutschen Sprachraum ist auf breites Wissen angelegt. Diese Situation förderte in Deutschland eine Sphäre, in der sich der Ingenieur als Generalist fühlt, der seine Arbeit recht autonom durchführen kann, da er glaubt, seine Nachbargebiete zu beherrschen [29]. So fühlt sich ein deutscher Ingenieur, als Bearbeiter eines speziellen technischen Gebietes, auch in der Lage, seine eigene Arbeit zu koordinieren, das heißt mit dem Nachbarbereich abzusprechen und die Übersicht über das Gesamtgebiet (Projekt) zu besitzen. Er braucht dazu keine Formalismen! Diese Situation führte in der Vergangenheit nur zu geringfügigen Nachteilen, vor allem, wenn die Projekte nicht zu komplex waren. Jedoch mit steigendem Trend zu großen Problemen und Projekten wurden dieser autonomen Sphäre deutliche Grenzen gesetzt. Das Prinzip der USA, Spezialisten durch Spezialisten koordinieren zu lassen, das heißt ein streng formalisiertes Koordinationssystem, das wiederum nur Spezialisten dafür überblicken, erwies sich hier als vorteilhafter. Dabei ist dem soziokulturellen Einfluss bei der Anwendung von Projektmanagementtechniken bisher viel zu wenig Aufmerksamkeit gewidmet worden. Beispielsweise erbrachten Untersuchungen, dass Länder bzw. kulturelle Gebiete wie die USA und Skandinavien weitaus bessere Voraussetzungen für Anwendungen des Projektmanagements bieten als der deutschsprachige Raum (mit seinen Neigungen zu feinstgegliederten, strengen, statischen Hierarchien mit Widerstand gegen Querschnittsfunktionen), jedoch hier wiederum bessere Bedingungen bestehen als für den romanischen Sprachraum oder gar Lateinamerika [31]. Das soll nicht heißen, dass Projektmanagement nicht in andere Kulturbereiche übertragen werden kann, sondern im Gegenteil; diese Adaption bietet Gelegenheit zur kulturell-ökonomischen Innovation; das heißt Entwicklung von Managementtechniken, die in Sprache sowie Informations- und Entscheidungseigenheit den Denkweisen im eigenen Raum besser entsprechen und damit bis hoch zu den Nahtstellen von politisch-volkswirtschaftlicher Entscheidungsfindung höhere Transparenz ermöglichen. Dieser Gegensatz zwischen den unterschiedlichen kulturellen Gebieten förderte das unterschiedliche Verständnis von Projektmanagement [30]. 5 Ergebniszusammenfassung und Anforderungen für die Zukunft Es existiert im deutschen Sprachraum eine Anzahl von Ansätzen im Bereich des SE. Der bedeutsamste Ansatz im Hinblick auf praktikable Anwendbarkeit dürfte das VDI-Konzept sein, für das auch genügend Anwendung nachgewiesen werden kann, wenn auch nur im Bereich kleinerer Produkte. Doch dieses Konzept weist kaum Elemente einer Leitungsfunktion bzw. Organisation und Koordinierungsverfahren auf und zeigt keine Nahtstellen zum Projektmanagement. Doch diese Vielseitigkeit verursacht im deutschen Sprachraum, vor allem bei dem unbedarften Neuling, eine Verwirrung, die eine gezielte und wirksame Verbreitung des umfassenden Projektmanagement- und SEM-Konzeptes gewiss nicht fördert. Aufgrund der Ausbildungsart glaubt jeder Konstrukteur auch sein eigener Systemingenieur und Projektmanager zu sein, was das auf Querschnittsaufgaben ausgelegte Konzept des Projektmanagements und SEM unnötig behindert. Dies alles steht der Entwicklung und Anwendung eines einheitlichen und praktikablen Projektmanagements - in dem sich die Teilaspekte unterschiedlicher Disziplinen wie Betriebswirtschaftslehre, technische Wissenschaften, Arbeitswissenschaften, Menschenführung etc. berühren - im Wege, und es müssen Mittel gefunden werden, die in dieser Ausarbeitung nur andeutungsweise wiedergegebene Richtung der Entwicklung eines Projektmanagement- und SEM-Konzeptes zu verwirklichen. Literatur ■ <<…>> <<…>> SONDERTEIL 22 l projekt MA N A G E M E N T aktuell 3/ 2008 18 Abb. 8: Konstruktionsmethodik bei der Entwicklung einer Wasserpumpe [20] PM_3-08_9-20: Inhalt 30.04.2008 12: 10 Uhr Seite 18