Nahtlose Modellintegration mit Flow Engineering

Flow Engineering ist eine moderne Software für modellbasiertes Anforderungsmanagement. Endlich habe ich ein bisschen Zeit gefunden, mich mit diesem browserbasierten Werkzeug zu beschäftigen. Was bei Flow besonders hervor sticht ist die nahtlose Modellintegration. Da es sich um Designmodelle handelt, verfolgt Flow eher Model Driven Development (MDD) als MBSE.

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Flow Engineering

Pari Singh gründete Flow Engineering ursprünglich, um Raketenantriebe effizienter zu entwickeln. Das funktionierte so erfolgreich, dass Flow einen Pivot gemacht hat. Statt Ingenieurdienstleistungen anzubieten wurde Flow Engineering zum Werkzeughersteller.

Flow basiert auf mehreren Kernideen:

• Nahtlose Integration von Modellen und Simulationsergebnissen ins Anforderungsmanagement
• Schnelle und intuitive Dekomposition von Systemen
• Das Werkzeug ist auf Zusammenarbeit ausgelegt, verbunden mit einer hohen Nutzerfreundlichkeit

Am Ende dieses Artikels habe ich ein 5-Minuten-Video eingebunden, dass die Modellintegration zeigt. Insbesondere ist da zu sehen, wie mit einem Klick in Sekunden:

• Flow anhand hinterlegter Modelle Anforderungen verifiziert (Gewicht aus dem CAD-Modell)
• Flow die Abhängigkeiten zwischen Modellen visualisiert,
• Ein neuer Wert die Neuberechung von drei verketteten Modellen triggert,
• Durch diese Kette unter anderem sich die Geometrie im CAD-Modell verändert,
• Flow den neuen Wert (Gewicht) aus dem CAD-Modell extrahiert, um damit die Anforderung erneut zu verifizieren.

We were the fastest design consultancy in the world for rocket engines. (…) The fastest in the world was 8 weeks and we could do it in two. And the reason we could do it so quickly is we basically built tools that automated and accelerated the design process.

Systems Engineering Podcast

Anforderungsmanagement in Flow

Auf den ersten Blick erinnert das Modul für Anforderungsmanagement an die typische tabellarische Sicht eines Anforderungsbaums bei ähnlichen Werkzeugen:

• Links ist die Baumstruktur zu sehen
• Eine Anforderung hat einen Text und verschiedene Felder

Doch beim genaueren Hinschauen fallen ein paar Details auf. Insbesondere Nozzle Mass Flow Rate hat einen farblich hervorgehobenen Wert ≤ 700 kg, der in der Spalte Value noch einmal wiederholt wird.

Was dahinter steckt, zeigt der folgende Screenshot:

• Der obere Bereich zeigt den Editor. Beim Schreiben erkennt Flow den Text „less than 700 kg“.
• Wenn ich den Vorschlag mit Enter übernehme, dann wird der Text in einen aus drei Teilen bestehenden Parameter transformiert: (1) Intervall (kleiner gleich), Intervallgrenze (700) und Einheit (kg).
• Der untere Bereich zeigt das abgespeicherte und überarbeitete Element, in dem der transformierte Text zu sehen ist
• Flow vergleicht den erkannten Wert aus der Anforderung wird mit einem konkreten Wert (Actual Value). Wo dieser herkommt, erkläre ich gleich
• Flow führt eine Verifizierung in Echtzeit durch, was das grüne Häkchen zeigt.
• Flow hat weiterhin erkannt, dass die Maßeinheiten von Value und Actual Value nicht übereinstimmen (kg vs. kg/s) und zeigt eine entsprechende Warnung an.

Wo kommt der „Actual Value“ her?

Flow kann Werte aus den Anforderungen mit Design-Werten vergleichen. Im eben gezeigten Beispiel handelt es sich um einen Target Check und wurde auf 600 kg/s gesetzt. Dieser Wert kann explizit im Projekt unter Design Values festgesetzt werden. Ein Target Check kann auch mit einem Wert aus einem Modell vergleichen, dazu gleich mehr.

Neben Target Check gibt es noch eine Reihe weiterer Optionen, wie im Screenshot links zu sehen ist.

Modelle einbinden

Flow hat zur Zeit eine nahtlose Integration mit den sechs links gezeigten Werkzeugen. Neben diesen Integrationen ermöglicht Flow auch den Import von weiteren Formaten.

Die links gezeigten Integrationen nutzen entweder API Keys oder OAuth, um direkt mit den APIs der entsprechenden Werkzeuge zu kommunizieren. Die Anbindung erfordert in vielen Fällen nur ein paar Klicks.

Ein einfaches Beispiel für eine Modellintegration ist Google Sheets. In einem Spreadsheet lassen sich schnell einfache Modelle erstellen. Die folgende Tabelle zeigt ein einfaches Hebelsystem, das über einen Drehpunkt die Kraft verstärkt. Die Zeilen 2–4 sind die Eingabewerte, aus denen das Spreadsheet die Kraftverstärkung in Zeile 5 mit der Formel =B4/(B3-B4) berechnet.

In Flow muss das Modell einmalig verknüpft und Werte ausgewählt werden. Danach können wir für die oben erwähnten Actual Values Werte aus dem Modell auswählen.

4-Minuten-Video: Feedbackschleifen mit Modellketten

Das folgende kurze Video zeigt, wie das ganze an einem realistischen Beispiel funktioniert. Besonders beeindruckend ist ab Minute 4 zu sehen, wie sich das CAD-Modell anhand der geänderten Parameter verändert:

Fazit

Modellintegration ist nicht neu; Doch allzu häufig ist die Integration nicht im selben Maße Integriert, wie es bei Flow zu sehen ist. Beim Experimentieren mit Flow war zu spüren, dass Usability an erster Stelle gestanden haben muss. Das ist ein entscheidender Vorteil für Teams, bei denen Simulationen einen hohen Stellenwert hat.

Für manche Teams könnte der Cloud-First-Ansatz ein Problem darstellen: Flow läuft im Webbrowser und die nahtlose Integration lässt sich nur mit einer kleinen Anzahl von ebenfalls webbasierten Werkzeugen realisieren. Zwar unterstützt Flow nicht nur Simscale, sondern auch Matlab/Simulink, doch nur Simscale hat eine ähnlich nahtlose Integration.

Man merkt, dass Flow Engineering aus der Raumfahrt kommt, wo nach wie vor ein starkes komponentenbasiertes Denken vorherrscht. Mir ist noch nicht klar, wie gut Schnittstellenmanagement mit Flow funktioniert und ob die funktionales Dekomposition ebenfalls skaliert. Das sind Themen, die ich in der Zukunft weiter untersuchen möchte.

Doch zumindest bei der Verknüpfung von Anforderungen und Designmodellen stellt Flow das beste dar, was ich bisher im Markt gesehen habe. Für Anwender, die sich bei diesem Problem wiedererkennen, ist Flow mit Sicherheit eine der besten Lösungen, die ich kenne.