Systemspezialist

Die Systemspezialisten arbeiten in Projekten, bei denen sie elektrische Komponenten, Geräte, Anlagen und Systeme entwickeln. Dabei entstehen Prototypen oder Sonderanfertigungen.

In diesem Clip erläutern wir Ihnen, welche Arbeitsschritte ein Systemspezialist in dem Qualifizierungsprojekt innerhalb der Weiterbildung übernehmen sollte.

Hier finden Sie die Arbeitsschritte innerhalb des Qualifizierungsprojekts als Übersicht mit entsprechenden Erläuterungen:

Kundenanforderungen auswerten, Kunden beraten und technische Klärungen durchführen
Kundenangaben über die geplante Nutzung der Produkte/Systeme analysieren:
Erwartungen der Nutzer bezüglich der zu erledigenden Aufgaben in unterschiedlichen Verwendungskontexten analysieren

Technische und physikalische Gegebenheiten der Nutzungsumgebung der Kunden analysieren:
Z. B. Arbeitsumgebung, Raumbeschaffenheit, Einbettung in technische Systeme der Kunden

Anforderungen an Funktionalität und Gestaltung ableiten und darstellen:

  • Funktionale Anforderungen ableiten
  • Geforderte nichtfunktionale Anforderungen feststellen; z. B. Verfügbarkeit, Leistungsfähigkeit, Sicherheit, Änderbarkeit, Testbarkeit
  • Technische und organisatorische Schnittstellen zu externen Systemen analysieren
  • Benutzungsoberflächen und Interaktionsdesign festlegen; z. B. Bedienelemente, computergestützte Benutzungsschnittstellen (textorientiert, grafisch, sprachbasiert, natürliche Benutzungsschnittstellen)
  • Anforderung an die Dokumentation feststellen

Anforderungen auf inhaltliche Qualität prüfen, fehlende Angaben
des Kunden ermitteln, widersprüchliche Angaben klären:
Z. B. durch Interviews und Gruppengespräche (Requirements-Engineering Workshops)

Anforderungen strukturieren und priorisieren sowie für Einzelanforderungen den
zeitlichen und Ressourcenaufwand schätzen

Kunden beraten:
Beispielsweise hinsichtlich

  • Rechtlicher Vorgaben
  • Des Wandels der Systemtechnik und der Zukunftssicherheit der technischen Lösung
  • Der Ausbaufähigkeit der technischen Lösung
  • Wirtschaftlichkeit der Lösungsvarianten
    (Zusammenhang zwischen den Anforderungen und dem Aufwand)
Schätzungen des technischen Umfanges, sowie Kosten- und Terminschätzungen durchführen
Technische Machbarkeit, Nutzen und Risiken von Entwicklungsprojekten bewerten:
Beispielsweise

  • Technische, wirtschaftliche und terminliche Risiken aufzeigen
  • Chancen aufzeigen (Attraktivität des Projekts, betrieblicher Nutzen)
  • Prüfen, ob die vom Kunden gewünschten Produkte durch Anpassungen vorhandener Lösungen erstellt werden können oder neu entwickelt werden müssen
  • Prüfen, ob Entwicklungskapazitäten vorhanden sind

Technisch-organisatorische Voraussetzungen, rechtliche Rahmenbedingungen
sowie notwendige und verfügbare Ressourcen klären:
Z. B. Kapazitäten und Potenziale des Entwicklungsteams, Patente

Grobkonzept der technischen Lösung sowie Varianten entwerfen:

  • Grobsystemarchitektur entwerfen
  • System in Segmente aufteilen sowie die Schnittstellen zwischen den Segmenten und nach außen festlegen
  • Hard- und Software-Einheiten sowie externe Elemente für jedes Segment bestimmen
  • Technologische Lösung mit Übersichten und Schnittstellen darstellen

„Make or buy“-Entscheidungsvorlage erarbeiten:

  • Vergabe von Entwicklungsleistungen
  • Einkauf von Hard- und Software-Einheiten

Grobkonzept sowie Varianten in Komponenten und Bauteile umsetzen:
Insbesondere qualitative Anforderungen an Bauteile sowie Komponenten und Systeme laut Mengengerüst nach Liefer- und Leistungsverzeichnissen festlegen

Grobkonzept sowie Varianten der erarbeiteten Lösung in Arbeitspakete umsetzen,
Terminabschätzungen vornehmen

Angebote vorbereiten und die Anforderungen, den
Zeit- und Kostenrahmen festhalten
Aufwand und Kosten berechnen, Termine zusammenstellen

Angebot für den Kunden auf Basis interner Entscheidung vorbereiten,
Abgabe des Angebots veranlassen:

  • Entscheidungen herbeiführen, z. B. über die Abgabe eines Angebots, die anzubietenden Varianten, die beim Preis zu berücksichtigenden Risiken
  • Angebotspreise kalkulieren
Konzepte auch unter dem Gesichtspunkt des Umweltschutzes ausarbeiten, die notwendigen Hard- und Softwarekomponenten festlegen, Komponenten dimensionieren, sowie Kosten und Termine planen
Aus dem Lastenheft, aus den Vergabeunterlagen und Kundenanfragen analysieren, Liefer- und Leistungsbedingungen erfassen:
Beispielsweise

  • Aufgaben und Funktionen der Komponenten/Anlagen, Anforderungen an die Systemtechnik (Hardware, Software, Datenhalterung)
  • Anforderungen an Schnittstellen, Mengengerüst der Datenkommunikation, Spezifikationen, Redundanzen
  • Anforderungen an Bedienoberflächen und -dialoge
  • Umgebungsbedingungen wie Temperaturen, Vibrationen, Staub, Feuchtigkeit
  • Umweltanforderungen wie Energieeffizienz, Emissionen
  • Einhaltung spezifischer Normen und Richtlinien
  • Anforderungen an die Zuverlässigkeit
  • Stückzahlen, Termine

Vorgaben auf Plausibilität prüfen, fehlende oder widersprüchliche Vorgaben
klären, Vorgaben spezifizieren

Technische Lösungen unter Beachtung ressourcenschonender Aspekte auf der
Grundlage der mit Kunden vereinbarten Grobkonzepte entwerfen:
Unter Berücksichtigung von

  • Vorschriften und Normen
  • Qualität, Zuverlässigkeit und Lebensdauer
  • Energieverbräuchen und Emissionen
  • Sicherheit und Ergonomie

Konzept der technischen Lösung ausarbeiten:

  • Systemarchitektur auf der Grundlage des mit dem Kunden vereinbarten Grobkonzeptes ausarbeiten
  • Betriebssysteme, Dienstprogramme, Hilfsprogramme und Programmiersprachen auswählen
  • System in Segmente aufteilen sowie die Schnittstellen zwischen den Segmenten und nach außen festlegen
  • Bedienoberflächen und -dialoge festlegen
  • Hard- und Software-Einheiten sowie externe Elemente für jedes Segment bestimmen und dimensionieren
  • Berücksichtigung von Gleichteilen und Baukastensystemen
  • Technologische Lösung mit Übersichten und Schnittstellen darstellen, Schaltungsunterlagen erstellen
  • Möglichkeiten des Recycling sowie umweltgerechter Entsorgung

Projektstrukturplan erstellen:
Insbesondere organisatorische und technische Voraussetzungen ermitteln, Projektphasen abgrenzen, Meilensteine zur Projektabwicklung festlegen, Varianten der Projektdurchführung bewerten, Projektablaufpläne, einschließlich Termin-, Ressourcen- und Kostenpläne erstellen

Projektrisiken (finanzielle, organisatorische, technische Risiken, Umweltrisiken)
beurteilen:
Insbesondere finanzielle Risiken z. B. durch EMV-Analyse (Expected Monetary Value Analysis), technische Risiken z. B. FMEA (Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse) unter Berücksichtigung von ALARP (As Low As Reasonably Practicable), Umweltrisiken durch Chemikalieneinsatz

Grobkonzept der erarbeiteten Lösung in detaillierte Arbeitspakete umsetzen
Aufwand, Dauer, Abhängigkeiten und Ressourcen der Arbeitspakete festlegen:

  • Aufwand und Kosten berechnen, Gesamtkosten des Projekts zusammenstellen
  • Logisch voneinander abhängige Arbeitspakete ermitteln, logische Abhängigkeiten von Arbeitspaketen in Netzplänen und vernetzten Balkenplänen darstellen
  • Terminpläne erstellen, Procurement-Pläne erarbeiten, Ressourcen- und Terminplan durch Ausnutzung von Pufferzeiten optimieren
  • Varianten der Projektdurchführung bewerten z. B. durch  Kostenvergleichsrechnungen, Nutzwertanalysen
Anforderungen in Spezifikationen umsetzen, Produkte oder Systeme entwerfen und simulieren (Systeme)
Systeme nutzungs-, produktions-, instandhaltungs- und recylinggerecht entwickeln

Schaltanlagen unter Beachtung von Umgebungsbedingungen und EMV planen:
Insbesondere

  • Befehls-, Melde- und Schaltgeräte, Motormanagementsysteme sowie Schutztechnik auswählen
  • Einspeisende Systeme berechnen
  • SPS und dezentrale Peripherie konfigurieren
  • Datenübertragungseinrichtungen und Bussysteme auswählen, Kommunikationsverbindungen strukturieren
  • Embedded Systems konfigurieren
  • Bedien- und Beobachtungssysteme konfigurieren
  • Sensoriksysteme, Aktoriksysteme/Automotivekomponenten bestimmen
  • Energie- und Kommunikationsverkabelung planen
  • Erdungsanlagen sowie Schutz- und Potenzialausgleichsleiter planen, Überspannungsschutzkonzept planen
  • Versorgungssysteme für Elektroenergie mit Übertragungs-, Verteilungs- und Kabelsystemen berechnen
  • Versorgungssysteme für Pneumatische Systeme mit Erzeugungs- und Verteilsystemen auswählen
  • Steuerungssysteme (Verbund) projektieren, industrielle Bussysteme strukturieren und berechnen, Prozessleitebenen strukturieren
  • Antriebssysteme auswählen
  • Safety-Lösungen festlegen
  • Datenverarbeitungssystem definieren, Datenverwaltung festlegen, Maßnahmen zur Einhaltung des Datenschutzes festlegen
  • Betriebssysteme, Dienstprogramme, Hilfsprogramme und Programmiersprachen auswählen, Migration und Visualisierung planen, Spezifikationen für Software erstellen
  • IT-Sicherheit festlegen

Technische Lösungen simulieren

Verfahren zur Überprüfung der Spezifikationen der Produkte und Systeme festlegen:
Insbesondere

  • Funktionsnachweis in allen Betriebsarten, Funktionsnachweis Bedienen und Beobachten, Funktionsnachweis übergeordnete Systeme
  • Überprüfung der Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit, Wartbarkeit und Skalierbarkeit von Hard- und Software
  • Überprüfung leistungsbezogener Spezifikationen
  • Überprüfung sicherheitstechnischer Spezifikationen
  • Überprüfung des nachhaltigen Energie- und Ressourcenmanagements

Prüfverfahren Hardware entwickeln

Spezifikationen für Steuerprogramme und Testsoftware erstellen

Anforderungen in Spezifikationen umsetzen, Produkte oder Systeme entwerfen und simulieren (Produkte)
Produkte (Baugruppen, Geräte und Schaltschränke) nutzungs-, produktions-, instandhaltungs- und recylinggerecht entwickeln

Digitale und analoge Schaltungen entwerfen:
Insbesondere mit Mikroprozessoren und programmierbaren Schaltkreisen (FPGA, CPLD) sowie kundenspezifische IC‘s (ASIC), Sensoren und Aktoren, Bediener-Schnittstellen sowie
Ein- und Ausgangsschnittstellen

Konstruktiven Aufbau entwerfen:

  • Gehäuse auswählen
  • Design, z. B. Farben und Formen, Zugänglichkeit der Bauteile
  • Außen- und Innenabmessungen entsprechend der einzubauenden Bauteile
  • Einsatz der Geräte, z. B. mobil, Wandmontage, Hutschienenmontage, 19“-Einschub, Schaltschrank
    Materialauswahl (Metall, Kunststoff) entsprechend den mechanischen Belastungen und der Umgebungsbedingungen (Korrosion)
  • EMV, Schutzart
  • Wärmeabfuhr durch Lüfter/Kühlkörper
  • Bauteilanordnung festlegen
    unter Berücksichtigung von elektromagnetischen Beeinflussungen und der Wärmeverteilung
  • Innere Unterteilung und Bauteilaufnahmen konstruieren
  • Verdrahtung festlegen

Leiterplatten unter Berücksichtigung der Testbarkeit entwerfen:
Multilayer-Platinen mit bedrahteten Bauteilen und in SMD-Technik, Bauelemente manuell
und automatisch platzieren, Leiterbahnen manuell und automatisch entflechten,
Prüfflächen und Teststecker sowie Testbusse für Boundary-Scan-Tests berücksichtigen

Programmierbare Logik-Bauteile mit Hardwarebeschreibungssprache beschreiben,
Simulationen durchführen

Prüfverfahren Hardware entwickeln

Spezifikationen für programmierbare Bauteile und Software erstellen

Hardwarenahe Software, Testsoftware, Bauteile oder Steuerungen
programmieren
Hardwarenahe Software erstellen

Testsoftware erstellen

Steuerungen programmieren

Prototypen im Labor testen, danach Prototypen integrieren
und testen
Herstellung von Prototypen veranlassen

Testumgebung erstellen

Strukturtests, Funktionstest und Belastungstests von Leiterplatten durchführen:
Z. B. AOI (automatic optical inspection), AXI (automatic X-ray inspection), In-Circuit-Tests, Boundary-Scan-Tests

Inbetriebnehmen und Testen der Baugruppen

Hard- und Softwarekomponenten sowie Geräte zu Systemen integrieren, Systeme
parametrieren, Systemtests durchführen:
Insbesondere Betriebssystem und Programmiersprachen auswählen, technische
Umgebung für den Test der Komponenten simulieren, Tests unter Nenn- und
Grenzbedingen durchführen

Umwelteinflüsse simulieren und Funktionstests durchführen:
Umwelteinflüsse wie Klima, Vibration, Spritzwasser und Staub (IP-Schutzarten),
Störstrahlung (EMV)

Prototypen in Zielsysteme integrieren und testen

Entwürfe optimieren

Schaltungs- und Nutzerdokumentationen sowie Produktionsunterlagen erstellen
Schaltungsunterlagen erstellen

Produktionsunterlagen erstellen:
Beispielsweise

  • Stücklisten aus der CAD generieren
  • Layoutdaten, Bohr-Daten, Bestückungsdaten
  • Installationspläne, Verdrahtungspläne
  • Montageanweisungen

Nutzerunterlagen erstellen:
Beispielsweise Lieferdokumente, Handbücher, Bedienungsanleitungen

Kundenanforderungen auswerten Kunden beraten
Kundenangaben über die geplante Nutzung der Produkte/Systeme analysieren
Die Abnahme der Produkte oder Systeme begleiten, Produkte oder Systeme parametrieren, die Parametrierung optimieren und Schnittstellenprobleme lösen
Inbetriebnahme des Gesamtsystems (mit der technologischen Anlage planen, Anlagen inbetriebsetzen):
Insbesondere Komponenten und Gesamtfunktion prüfen, Prüfprotokolle laut Pflichtenheft
einsetzen, Vorschriften für Errichtung von Anlagen beachten

Anforderungen gemäß Lastenheft prüfen, Hardware einschließlich der Lieferdokumente und Handbücher übergeben, rechtsverbindliche Übergabe protokollieren:
Anforderungen lt. Lastenheft prüfen, z. B. Programmabläufe, Ausgaben, Sensorik, Aktorik, Kommunikation, Safety-Funktionen

Betriebsanleitungen, Richtlinien für die Parametrierung der
Produkte oder Systeme sowie für Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten
erstellen oder dazu Vorleistungen erbringen
Serviceunterlagen erstellen:
Z. B. Ersatzteillisten, Instandsetzungsanleitungen

Parametrierungsdaten von Produkten oder Systemen für unterschiedliche
Anwendungsfälle zusammenstellen

Lösungen für Fehlerbeseitigung in Datenbanken hinterlegen

Schaltungen, Software und Parametrierungen entsprechend den
Informationsrückläufen aus der Produktion, von den Nutzern und vom Service optimieren
Vorschläge zur Verbesserung auswerten:
Z. B. aus dem betrieblichen Vorschlagswesen und aus KVP-Workshops

Fehlerdatenbanken, Fehlerstatistiken und Reklamationen auswerten und auf
systematische Fehlerursachen schließen

Produkte, Lösungen und Entwicklungsprozesse bewerten und evaluieren
Instrumente und methodische Werkzeuge zur Überprüfung von Produkten und Lösungen anwenden:

  • Eignung des Produkts für den geforderten Einsatzzweck feststellen z. B. Funktionstüchtigkeit, Sicherheit, Lebensdauer
  • Testverfahren/-ergebnisse auswerten
  • Nachkalkulation und Wirtschaftlichkeitsrechnungen durchführen

Abweichungen bezüglich Terminen und Kosten sowie der Leistungs- und
Qualitätsmerkmale hinsichtlich ihrer Ursachen erfassen und mögliche Abhilfen
schaffen

Instrumente und methodische Werkzeuge zur Organisation von
Verbesserungsprozessen anwenden:

  • Kontinuierliche Verbesserungsprozesse, z. B. KAIZEN, TPM, KVP
  • Betriebliches Vorschlagswesen

Entwicklungsprojekte bewerten:
Insbesondere Wirtschaftlichkeit, technische und zeitliche Realisierung

Sicherung der Erfahrungen gewährleisten, Verbesserungsvorschläge für künftige
Projekte dokumentieren