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Model-Based Systems Engineering

Komplexität beherrschen. Innovation beschleunigen.

Systemkomplexität wächst. Marktzyklen werden kürzer. Klassische, dokumentenzentrierte Entwicklung stößt an klare Grenzen. Model-Based Systems Engineering (MBSE) ersetzt isolierte Excel-Tabellen durch ein konsistentes, lebendiges Systemmodell und wird damit zum entscheidenden Hebel für schnellere Innovationszyklen und weniger Entwicklungsrisiken.

Grundlagen

Was ist Model-Based Systems Engineering?

Model-Based Systems Engineering (MBSE) ersetzt dokumentenzentrische Entwicklung durch ein konsistentes Systemmodell. Statt Anforderungen in Word-Dokumenten zu pflegen und Architekturentscheidungen in PowerPoint-Präsentationen zu dokumentieren, entsteht ein Modell, das Systemverhalten, Struktur und Anforderungen in einem semantischen Zusammenhang hält.

Die Philosophie dahinter: Das digitale Modell ist die Single Source of Truth, das statische Dokument nicht. Alle Disziplinen arbeiten am selben, vernetzten Abbild des Systems. Änderungen sind sofort für jeden transparent und nachvollziehbar.

MBSE ist ein Mittel, um komplexe Systeme beherrschbar zu machen und Nachweisketten effizienter zu führen.

Compliance vs. Wert

Warum Unternehmen MBSE einführen und wo der echte Nutzen liegt

Unternehmen führen MBSE meist aus zwei verschiedenen Motiven ein.

Compliance-getrieben: Um strenge Branchennormen wie ISO 26262, ASPICE oder DO-178C zu erfüllen. Das Risiko: MBSE verkommt zur reinen bürokratischen Pflichtübung ohne echten Nutzen.

Wertgetrieben: Um Qualität und Effizienz nachhaltig zu steigern. Der Fokus liegt auf früher Modellvalidierung, fehlerfreien Impact-Analysen und der fachübergreifenden Wiederverwendung von Komponenten.

Unsere Empfehlung ist der wertgetriebene Einstieg: Er bringt die eigentliche Rendite und deckt die Compliance-Anforderungen im gleichen Zug ab.

Wirtschaftlicher Nutzen

Wo MBSE Zeit und Geld spart

Der wirtschaftliche Nutzen von MBSE lässt sich in drei klaren Hebeln messen, alle drei realisieren wir regelmäßig in Kundenprojekten.

Kürzere Time-to-Market

Fehler in den Anforderungen werden nicht erst beim teuren Hardware-Prototypen entdeckt, sondern Monate vorher direkt im Modell simuliert und behoben. Klassischer Shift-Left-Ansatz.

Geringere Änderungskosten

Eine Änderungsanforderung? Die digitale Impact-Analyse zeigt auf Knopfdruck, welche Software-Komponenten, Testfälle und Hardware-Schnittstellen betroffen sind, und verhindert teure Folgefehler.

Effiziente Wiederverwendung

Einmal modellierte Systemkomponenten lassen sich nahtlos für die nächste Produktgeneration oder andere Varianten adaptieren. Product Line Engineering auf Basis eines strukturierten Modells.
Aus der Praxis

Zwei Beispiele aus unserer Projektarbeit

Automotive Tier-1: Safety-Analyse automatisiert aus der Systemarchitektur

Für einen führenden Automobilzulieferer haben wir mittels MBSE die entscheidende Brücke zwischen der Systemarchitektur und den Prozessen der funktionalen Sicherheit geschlagen. Auf der Basis einer modellbasierten Systemanalyse und einer lückenlosen Requirements Traceability konnte die System-FMEA nahtlos aus der Systemarchitektur abgeleitet und automatisiert aufgebaut werden.

Die Safety-Analyse ist nun zu jedem Zeitpunkt zu 100 % konsistent zur realen Architektur. Manuelle, fehleranfällige Abgleiche entfallen komplett. Die Entwicklungsaufwände für die ISO 26262-Compliance wurden drastisch verkürzt und die Freigabezyklen massiv beschleunigt. → Zur Referenz: FORVIA HELLA

Maschinen- und Anlagenbau: MBSE-Einführung im Mittelstand

Mit einem mittelständischen Unternehmen im Maschinen- und Anlagenbau haben wir die Einführung einer modellbasierten Entwicklung gemeinsam pilotiert. Der bisherige dokumentenbasierte Ansatz verfolgte keine definierte Methode, um die Problemseite (Stakeholderanforderungen, Gesetze und Normen) von der technischen Lösungsseite zu trennen. Technische Lösungen wurden deshalb oft unreflektiert aus Bestandsprojekten übernommen, was innovative Weiterentwicklungen blockierte.

Durch die Einführung einer mehrschichtigen Architektur konnten wir die Verantwortlichkeiten aller Auftraggeber schärfen, die Compliance zu Gesetzen und Industrienormen sicherstellen und technische Entscheidungen nachvollziehbar dokumentieren. Die Schulung der Mitarbeiter verankerte diese neue Denkweise als langfristiges Erfolgsmuster im Unternehmen.

Ehrliche Einschätzung

Wann passt MBSE nicht?

MBSE ist kein Allheilmittel. Es bringt keinen Nutzen, wenn die Rahmenbedingungen nicht stimmen.

Kleine Projekte mit geringer Komplexität. Bei überschaubaren Schnittstellen, kleinem Team und ohne Varianten übersteigt der Initialaufwand den späteren Nutzen. Ein Unternehmen, das eine isolierte Steuerungseinheit für eine bestehende Maschine entwickelt, ist mit dokumentenbasierten Absprachen schlicht schneller.

Instabile Organisationen. MBSE kann strukturelle Defizite nicht heilen: keine unklaren Zuständigkeiten, keine chaotische Änderungssteuerung. Wenn Anforderungen informell auf Zuruf geändert werden und es kein funktionierendes Konfigurationsmanagement gibt, digitalisiert MBSE das Chaos, ohne es zu lösen.

Fehlendes Commitment. Ohne aktiven Management-Support und die Bereitschaft des Teams, vertraute Dokumenten-Silos zu verlassen, scheitert der methodische Kulturwandel. MBSE braucht Zeit für Einarbeitung, und die muss das Unternehmen bewusst einräumen.

Unsere Erfahrung aus über 18 Jahren Projektpraxis: Ein rein compliance-getriebenes MBSE rechnet sich selten. Erst der wertgetriebene Einstieg holt die echte Rendite und erfüllt die Compliance ganz automatisch nebenbei. Wenn MBSE für Ihren aktuellen Reifegrad noch zu früh ist, sagen wir das auch.

Selbstcheck

Passt MBSE zu Ihrer aktuellen Situation? Fünf Fragen zur ersten Einschätzung

Diese Fragen aus unserer Projekterfahrung helfen Ihnen bei einer ersten Einordnung.

1. Komplexität: Ist unsere Entwicklungsaufgabe hinreichend komplex, sowohl hinsichtlich der Produktstruktur als auch der Vielzahl involvierter Verantwortlichkeiten und Gewerke?

2. Änderungsdynamik: Haben wir eine hohe Dynamik in den Anforderungen und müssen die Auswirkungen von Änderungen über Fachgrenzen hinweg schnell und fehlerfrei analysieren?

3. Management-Support: Zieht die Führungsebene bei diesem Kulturwandel voll mit und blockt aktiv die nötigen Ressourcen und Budgets für die Umstellung frei?

4. Team-Bereitschaft: Ist das Entwicklerteam bereit, vertraute Dokumenten-Silos zu verlassen und sich auf neue, vernetzte Arbeitsweisen einzulassen?

5. Prozess-Fundament: Sind unsere grundlegenden Prozesse und Zuständigkeiten im Unternehmen geklärt, oder müssen wir die Abläufe parallel neu strukturieren?

Warum jetzt?

Drei Wellen, die MBSE zum Standard machen

Regulatorischer Druck

CRA, ISO 26262, ASPICE, DO-178C: neue Gesetzgebungen machen lückenlose Architektur-Nachweise unumgänglich. MBSE liefert die Datenbasis für Safety- und Cybersecurity-Analysen, die ohne konsistentes Modell nicht rechtssicher erstellbar sind. → Functional Safety

Thema

Compliance & Functional Safety

Kosten- und Komplexitätsdruck

Outsourcing und Globalisierung entlasten nicht mehr zuverlässig. Optimierungen müssen intern stattfinden. MBSE macht verdeckte Abhängigkeiten sichtbar und schafft Transparenz für eine effiziente, variantenreduzierte Produktentwicklung.

Thema

Effizienz & Variantenmanagement

Neue technologische Enabler

SysML v2 senkt die Einstiegshürde mit standardisierten APIs und herstellerunabhängiger Umsetzung. LLMs mit Zugriff auf Modell- und Requirements-Daten schaffen den Digital Thread; agentische Workflows reduzieren mechanische Aufgaben auf ein Minimum.

Thema

SysML v2 & KI-Unterstützung

Methodenauswahl

Den richtigen Modellierungsansatz maßschneidern

Es gibt nicht den einen richtigen Modellierungsansatz, es gibt nur den, der zu Ihrem Vorhaben passt. Wir analysieren gemeinsam die konkreten Rahmenbedingungen anhand von vier Schlüsselfragen: Welche Kompetenzen sind bereits vorhanden? Welche Tools und Prozesse sind im Einsatz? Welche Kernprobleme stehen im Vordergrund? Und welche Denkmuster prägen Ihr Team?

Wir unterstützen vollständig herstellerunabhängig, ob technologischer Umstieg von SysML v1 auf SysML v2, Einführung von Capella oder Arcadia, oder Entwicklung eigener Domain-Specific Languages. Die Mitgestaltung von CONSENS für den Maschinenbau und die Entwicklung von ArchE für CARIAD zählen zu unseren Referenzen. → Custom Tooling & Domain-Specific Languages

Der Erfolg hängt an der passgenauen Anwendung der Methode, nicht an der Methode selbst.

Werkzeugauswahl

Die Auswahl der richtigen Werkzeugkette

Die Auswahl der richtigen Werkzeuge entscheidet darüber, ob MBSE in der Praxis effizient gelebt wird. Wir unterstützen Sie herstellerunabhängig bei der Auswahl des passenden Modellierungswerkzeugs, egal ob Sie einen Sprachstandard wie SysML nutzen möchten (CATIA Magic, IBM Rhapsody, Sparx Enterprise Architect, MathWorks SystemComposer), auf einen spezialisierten Ansatz abzielen (Capella, PREEVision, SpicySE, itemis CREATE) oder ein Modellierungswerkzeug individuell von uns entwickelt werden soll.

Wir sind überzeugt von den Vorteilen einer „Best-of-Breed"-Strategie, also der Auswahl des jeweils besten Werkzeugs für eine spezifische Aufgabe. Allerdings bewerten wir diesen Ansatz immer strikt kundenspezifisch: Das vermeintlich beste Requirements-Tool am Markt mit komplexen kollaborativen Workflows bringt keinen Mehrwert, wenn am Ende nur zwei Personen damit arbeiten. In solchen Fällen ist das vermeintlich „schlechtere", aber bereits nahtlos im MBSE-Werkzeug integrierte Standardlösung oft die wirtschaftlichere und effizientere Wahl.

Mindestens ebenso wichtig wie die Werkzeugauswahl ist die nahtlose Integration der Werkzeugkette. Mit itemis ANALYZE bieten wir eine bewährte Plattform zur Anbindung modellbasierter Werkzeuge an übergeordnete ALM- und PLM-Systeme, von IBM ELM, Siemens Polarion, PTC Codebeamer/Integrity über Jama Connect. Wo Standardadapter nicht ausreichen, entwickeln wir individuelle Integrationslösungen. → Referenz: I.G.Bauerhin: 70 % effizienter durch itemis ANALYZE

Mehr zur Toolchain Integration: Toolchain Integration & Werkzeugauswahl

Der konkrete Bedarf und die Methodik bestimmen das Werkzeug, nicht umgekehrt.

Prüfraster

Worauf es bei der Tool-Auswahl wirklich ankommt

Um die für Sie optimale Balance zwischen Spezialisierung und Einfachheit zu finden, bewerten wir Werkzeuge anhand vier strategischer Kriterien.

Bestandsinvestitionen ernst nehmen

Eine Migration ist oft teurer und riskanter als die clevere Anpassung bestehender Systeme. Wir bauen auf dem auf, was Sie haben, und bewerten erst dann, ob ein Wechsel sich wirklich rechnet.

Offene Datenformate priorisieren

Interoperabilität durch Standards wie ReqIF, OSLC und SysML/XMI hält die Werkzeugkette flexibel und verhindert, dass eine Toolentscheidung die nächste erzwingt.

Vendor-Lock-in bewusst steuern

Abhängigkeit von einem einzigen Tool-Hersteller sollte eine bewusste strategische Entscheidung sein, kein Versehen. Wir verdienen keine Tool-Vermittlungsprovisionen.

Lizenzmodell zum Nutzerprofil

Das beste Requirements-Tool am Markt bringt keinen Mehrwert, wenn nur zwei Personen damit arbeiten. Die Lizenzstruktur muss zum tatsächlichen Nutzerprofil passen, das ist oft entscheidender als der Funktionsumfang.
Architekturprinzipien

Die Brücke zur Gesamtarchitektur: Drei Prinzipien

Egal ob All-in-one-Lösung oder eine vernetzte „Best-of-Breed"-Landschaft: um eine durchgängige Gesamtarchitektur zu schaffen, folgen wir drei klaren Prinzipien.

Single Source of Truth pro Datentyp. Jedes Datum (eine Anforderung, ein Architektur-Element) hat genau einen klar definierten Ursprungsort.

Durchgängige Traceability-Schicht. Verbindungen zwischen den Tools müssen lückenlos nachvollziehbar sein. Mit itemis ANALYZE bieten wir hierfür einen herstellerübergreifenden Layer, der Daten über Systemgrenzen hinweg verknüpft. → Requirements Traceability

Synchronisation statt Duplikation. Daten werden zwischen Systemen intelligent synchronisiert oder verlinkt, anstatt sie stumpf zu duplizieren und damit Fehlerquellen zu schaffen.

Unser Vorgehen

MBSE einführen: wie itemis vorgeht

Die erfolgreiche Einführung von Model-Based Systems Engineering ist ein strukturierter, transparenter Prozess.

1. MBSE Maturity Assessment & Zieldefinition. Direkt im Projekt-Kick-off analysieren wir gemeinsam Ihren aktuellen Reifegrad. Wir reviewen den Ist-Zustand Ihrer Entwicklungsprozesse und definieren ein klares, gemeinsames Zielbild, untermauert mit messbaren KPIs, damit der Erfolg von Anfang an steuerbar bleibt.

2. Tool-agnostisches Tailoring der Methodik. Standard-Frameworks wie RFLP liefern ein gutes Grundgerüst, passen aber selten eins zu eins auf Ihre Realität. Wir schneiden die Methodik werkzeugunabhängig exakt auf Ihr Projekt und Ihr Unternehmen zu. Unser Fokus liegt auf empfängerorientierten Outputs, die für Ihre Systementwicklung sofort messbaren Mehrwert stiften.

3. Begleitung im Pilotprojekt. Wir begleiten Sie bei einem passenden Pilotprojekt direkt im Alltag: fachlich bei der konkreten Modellierung und praktisch bei der Einführung und dem korrekten Einsatz neuer Werkzeuge.

4. Skalierung & Roll-out. Nach dem erfolgreichen Piloten weiten wir den Ansatz aus. Den Roll-out in weitere Projekte und Abteilungen unterstützen wir auf Wunsch durch aktive Mitarbeit direkt in Ihrer Architekturentwicklung.

Begleitendes Enablement: Schulung Ihrer Teams. Ein neuer Prozess funktioniert nur, wenn die Menschen ihn beherrschen. Parallel zu allen Schritten schulen wir die beteiligten Mitarbeiter durch gezielte Trainings in den Grundlagen von MBSE, modernem Requirements Engineering und dem Einsatz von KI im Engineering-Alltag.

Unsere Experten
Dr. Alexander Nyßen

Executive Vice President Digital Engineering · itemis AG

Dr. Alexander Nyßen ist seit 2003 auf Model-Based Systems Engineering (MBSE), modellbasierte Entwicklung sowie die Integration von Engineering-Werkzeugen spezialisiert. Er unterstützt Unternehmen dabei, modellbasierte Methoden und Werkzeuglandschaften für die Entwicklung komplexer cyber-physischer Systeme erfolgreich einzuführen und nachhaltig zu etablieren. Im strategischen Produktmanagement verantwortet er die Lösungen itemis ANALYZE und itemis SECURE mit Schwerpunkt auf Requirements Traceability, funktionaler Sicherheit und Cybersecurity.
Benjamin Alders

Principal Systems Engineer · itemis AG

Als Principal Systems Engineer bei itemis fokussiert sich Benjamin Alders auf MBSE, Functional Safety, ASPICE und den Einsatz von Agentic AI zur Optimierung von Systems-Engineering-Workflows. Durch seine mehr als 14-jährige Erfahrung auf OEM- und Zuliefererseite begleitet er Unternehmen fundiert bei der Einführung von modellbasiertem Systems Engineering sowie bei der Entwicklung maßgeschneiderter, KI-gestützter Lösungen.
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Häufige Fragen

FAQ zu Model-Based Systems Engineering

Wann rechnet sich MBSE wirklich, und wann ist es zu früh?
MBSE rechnet sich, wenn die Entwicklungsaufgabe hinreichend komplex ist, Anforderungen dynamisch sind und mehrere Gewerke betroffen sind. Compliance-getriebene Einführungen (nur um ISO 26262 oder ASPICE zu erfüllen) rechnen sich selten. Erst der wertgetriebene Einstieg, mit dem Fokus auf früher Validierung, fehlerfreier Impact-Analyse und Wiederverwendung, holt die echte Rendite. Bei kleinen Projekten, instabilen Organisationen oder fehlendem Management-Commitment ist MBSE zu früh.
Welche Modellierungssprache passt zu unserem Vorhaben?
Das hängt von Vorkenntnissen, Bestandssystemen, Modellierungsfokus und der Branchenkultur Ihres Teams ab. SysML ist der verbreitete Standard, Capella und Arcadia sind spezialisierte Alternativen, CONSENS schließt die Lücke zwischen Maschinenbau und Informatik. SysML v2 ist die strategisch richtige Wahl für neue Programme. Wir beraten herstellerunabhängig und schneiden den Ansatz auf Ihr konkretes Vorhaben zu.
Wie wählen wir das richtige MBSE-Werkzeug aus?
Werkzeugentscheidungen hängen von Bestandsinvestitionen, offenen Datenformaten, Vendor-Lock-in-Risiko und dem tatsächlichen Nutzerprofil im Team ab. Das vermeintlich beste Tool am Markt bringt keinen Mehrwert, wenn nur zwei Personen damit arbeiten. Wir bewerten Werkzeuge kundenspezifisch und verdienen keine Provisionen durch Werkzeugvermittlung. Der konkrete Bedarf bestimmt das Werkzeug, nicht umgekehrt.
Wie bindet man MBSE-Werkzeuge an ALM- und PLM-Systeme an?
Mindestens ebenso wichtig wie die Werkzeugauswahl ist die nahtlose Integration der Werkzeugkette. Mit itemis ANALYZE bieten wir eine bewährte Plattform zur Anbindung modellbasierter Werkzeuge an übergeordnete Systeme, von IBM ELM, Siemens Polarion und PTC Codebeamer bis Jama Connect. Wo Standardadapter nicht ausreichen, entwickeln wir individuelle Integrationslösungen.
Wie läuft eine MBSE-Einführung bei itemis konkret ab?
Wir starten mit einem Maturity Assessment und einer gemeinsamen Zieldefinition mit messbaren KPIs. Dann schneiden wir die Methodik werkzeugunabhängig auf Ihr Projekt zu. Anschließend begleiten wir ein Pilotprojekt direkt im Alltag: fachlich bei der Modellierung und praktisch bei der Werkzeugeinführung. Nach dem erfolgreichen Piloten unterstützen wir den Roll-out in weitere Projekte und Abteilungen, begleitet durch gezielte Trainings in MBSE, Requirements Engineering und KI im Engineering.
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