This thesis is the product of an effort to develop a CubeSat Conceptual Design Tool for the California Polytechnic State University CubeSat Laboratory. Such a tool is necessary due to inefficiencies with the current conceptual design process. It is being developed to increase accessibility, reduce design time, and promote good systems engineering within CubeSat development. The development of the architecture of a conceptual design tool, the core user-interface element, and the completion of a module for the electrical power subsystem is the focus of this thesis. The architecture is built around different modules to design different subsystems that work in conjunction. The module in the tool was developed to allow a user to size an electrical power subsystem, and that is the basis for future subsystem development. Model-based Systems Engineering was also utilized as an endpoint for the tool’s outputs, and a CubeSat Model has been built for this effort. Validation has been successful on the Conceptual Design Tool as implemented at this time, so the tool it is ready to design CubeSat electrical power subsystems and be expanded upon by other tool developers.

Yes / This paper reports on a case study involving a strategic and innovative approach to creation of an in-house multifaceted digital engineering platform (the DEP) in overcoming a number of organisational problems at a multinational engineering company. The DEP was to be used strategically for simplifying the operational complexity and to create and appropriate new work-related mind-set and new organisational discourse to achieve homogenous working across the organisation, which is a huge challenge. The need for this system emerged from the need to resolve many organisational services related problems that carried phenomenal amount of processes, health and safety risks and to regulate, and, control the running of engineering project. Research data were collected using a longitudinal case study approach over a period of six months. In order to make sense of how the DEP helped the organisation, the study used certain elements of Extended Structuration Theory as a lens to assess the case study. This research discovered that the DEP succeeded in creating and appropriating work-related mind-set and organisational discourse. It also had real influence on working processes and employees at all levels while encouraging transparency, responsiveness, agility and accountability. It continues to help the organisation to govern, manage and maintain good standard of service but many barriers still remain.

Wir erleben durch die Ergebnisse der Digitalisierung eine Spaltung der Gesellschaft in Ausprägungen und Dimensionen wie Sie bisher nicht gekannt waren. Die Spaltung der Generationen, die Spaltung der Gestalter und der Bewahrer/Verwalter aber auch der Natur und der Geisteswissenschaften. Die Digitalisierung hat eine globale Durchdringung von Gesellschaft, Technik und Wirtschaft erreicht die uns noch vor wenigen Jahren als nicht vorstellbar erschien. Wobei die Möglichkeiten auch in vielen angrenzenden Wissensbereichen zu neuen Herausforderungen führen. Nebenbei bemerkt die CEBIT fand 2018 zum letzten Mal statt. Damit endet ein Streckenabschnitt der Digitalisierung. Der Nutzen der Computer ist erreicht sie sind ein Teil von Allem? [... aus der Einleitung]

<p>The accelerating digital transformation in the aerospace and defense sectors underlines a pressing need for refined, standardized methodologies for integrating digital tools into mission engineering (ME).  Existing literature reveals a distinct gap in the practical application of Digital Engineering (DE) and Model-Based Systems Engineering (MBSE) within ME, particularly due to the lack of clear guidelines for implementation. Recognizing DE and MBSE's potential to manage complex systems, this thesis puts forth a novel DE framework specifically designed for ME to streamline digital tool integration.</p> <p><br></p> <p>The research approach includes a thorough literature review, the development and application of a unique framework for an active debris remediation mission, and the examination of case studies. The findings inform the ongoing digital transformation efforts in the defense and aerospace sectors, offering valuable insights into the real-world application of DE and MBSE within ME. This study focuses on the early-stage, holistic-view design processes of mission and system-of-systems, aiming to establish a robust foundation for detailed lower-level engineering design.</p> <p><br></p> <p>By exploring how to leverage current practices to develop a framework that supports digital artifacts and tools, assessing the framework's improvements, and exploring possible quantification of its impact, this thesis charts a path toward the successful execution of complex mission objectives in the digital era.</p>

Yes / Underpinned by a contemporary view of automotive systems as cyber-physical systems, characterised by progressively open architectures increasingly defined by their interaction with the users and the smart environment, this paper provides a critical and up-to-date review of automotive Integrated Vehicle Health Management (IVHM) systems. The paper discusses the challenges with prognostics and intelligent health management of automotive systems, and proposes a high-level framework, referred to as the Automotive Healthcare Analytic Factory, to systematically collect and process heterogeneous data from across the product lifecycle, towards actionable insight for personalised healthcare of systems. / Jaguar Land Rover funded research “Intelligent Personalised Powertrain Healthcare” 2016-2019

Durch eine standardisierte elektronische Übergabe von Planungsdaten können deutliche Effizienzsteigerungen im Planungsprozess von technischen Anlagen erreicht werden. Für das Gewerk der Leit- und Sicherungstechnik (LST) wurde mit dem PlanPro-Datenmodell die Grundlage für eine solche durchgängige digitale Arbeitsweise geschaffen. Neben der Vermeidung von wiederholter manueller Datenerfassung trägt die Nutzung der PlanPro-Schnittstelle selbst bereits zu einer grundlegenden Qualitätssicherung bei. Darüber hinaus bietet die automatisierte Testung von Planungsdaten jedoch weiteres Beschleunigungspotenzial, das genutzt werden muss, um das zukünftig anstehende Projektvolumen bei gleichzeitig begrenzten Planungs- und Prüfressourcen bewältigen zu können. Die vorliegende Arbeit beschreibt einen Ansatz für eine automatisierte Prüfung von LST-Planungsdaten im PlanPro-Format mittels Schematron. Aufbauend auf einer allgemeinen Betrachtung zu den Möglichkeiten der Qualitätssicherung von XML-Daten und der Beschreibung der Schematron-Technologie werden Anforderungen an ein Testwerkzeug für den Einsatz bei der Planung von LST-Anlagen definiert. Thematisiert werden in diesem Kontext die Erstellung und Klassifizierung von Prüfregeln, die nutzergerechte Aufbereitung von Feststellungen sowie die Umsetzung im PlanPro-Werkzeugkoffer. Eine sicherheitsbezogene Bewertung, Erfahrungen aus der praktischen Anwendung und eine Analyse zur Übertragbarkeit des Ansatzes auf andere Datenformate runden die Arbeit ab.:1 Einleitung 1.1 Ausgangssituation 1.2 Zielstellung 1.3 Abgrenzung 1.4 Vorgehen 2 Grundlagen 2.1 Grundsätze des XML-Standards 2.1.1 Struktur des PlanPro-Datenmodells 2.2 Verankerung fachlicher Zusammenhänge im XML-Schema 2.2.1 Einschränkung der Befüllung mit Hilfe von Basistypen 2.2.2 Einschränkung der Befüllung mit Hilfe von Pattern 2.2.3 Pflichteigenschaft und Gruppierung von Attributen 2.2.4 Gegenseitiger Ausschluss von Attributen und Attributgruppen 2.2.5 Sicherstellung der Existenz von Verweiszielen mittels Key/Keyref 2.2.6 Flexibilisierung des Datenmodells für verschiedene Anwendungsfälle 2.3 Semantische Prüfung von XML-Daten 2.3.1 Technische Umsetzungsmöglichkeiten 2.3.2 Allgemeiner Ablauf einer Schematron-Prüfung 2.3.3 Anwendungsgebiete 2.3.4 Inhalt und Aufbau von Schematron-Regeln 2.3.5 Zuordnung von Regeln zu Mustern 2.3.6 Instanziierung von Schematron-Regeln 3 Einsatz von Schematron bei der Digitalen LST-Planung (PlanPro) 3.1 Integration in die funktionale Systemarchitektur PlanPro 3.2 Anforderungsspezifikation PlaZ LST 3.2.1 Allgemeine fachliche Grundsätze 3.2.2 Einbindung von PlaZ LST in den LST-Planungsprozess 3.2.3 PlaZ LST als Bestandteil des PlanPro-Werkzeugkoffers 3.2.4 Ablauf einer Prüfung 3.2.5 Ergebnisdarstellung (Ausgabeformate) 3.2.6 Ausgabe LST-fachlicher Bezeichnungen 3.2.7 Statusvergabe 3.2.8 Sortierung und Filterung der Ergebnisse 3.2.9 Gestaltung der Benutzeroberfläche 3.2.10 Technische Umsetzung 3.3 Konzept zur Erstellung und Verwaltung von Prüfregeln 3.3.1 Arbeitsablauf 3.3.2 Datenhaltung 3.4 Erstellung von Prüfregeln 3.4.1 Mindestanforderungen 3.4.2 Schwierigkeitsgrade 3.4.3 Optimierung von Prüfregeln und Modellierung 3.4.4 Optimierung und Verallgemeinerung von Prüfregeln 3.4.5 Statistische Auswertung erfasster Regeln 3.5 Nutzergerechte Aufbereitung von Fehlerausgaben 3.5.1 Visualisierung der Feststellungen 3.5.2 Optimierung von Fehlertexten 3.5.3 Verknüpfung von PlanPro-Werkzeugkoffer und LST-Planungswerkzeugen 3.6 Umsetzung PlaZ LST im PlanPro-Werkzeugkoffer 3.6.1 Vollständiger Feststellungsberichts als PDF 3.6.2 Feststellungsbericht in dynamischer HTML-Anzeige 3.7 Sicherheitsbezogene Bewertung des Schematron-Einsatzes bei der Prüfung von LST-Planungsdaten 3.8 Erfahrungen aus praktischer Anwendung (Fallstudien) 3.8.1 Musterbahnhof P-Hausen 3.8.2 Referenzprojekte 3.8.3 Pilotprojekte – Digitaler Knoten Stuttgart 3.8.4 Erkenntnisse und Erfahrungen aus BIM-Projekten 4 Übertragbarkeit des Ansatzes auf andere Datenformate (EULYNX DataPrep) 4.1.1 Semantische Übertragbarkeit der Prüfregeln 4.1.2 Technologische und technische Übertragbarkeit 5 Zusammenfassung und Ausblick 5.1 Zusammenfassung 5.2 Ausblick Abkürzungsverzeichnis Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Literaturverzeichnis Erklärung Danksagung Anhang A: Spezifikation Plausibilitäts- und Zulässigkeitsprüfung LST (PlaZ LST) Anhang B: Semiformale Definition LST-fachlicher Bezeichner und Sortierkriterien Anhang C: Erweiterter Ablauf für die Erstellung und Änderung von PlaZ-Regeln Anhang D: Regeldokumentation / With a standardized electronic transfer of engineering data, significant increases in efficiency can be achieved in the engineering process of technical facilities. With the PlanPro data model, the basis for such a continuous digital working method has been created for control-command and safety systems (CCS). In addition to avoiding repeated manual data entry, the use of the PlanPro interface itself already contributes to fundamental quality assurance. Beyond that, the automated testing of engineering data offers further acceleration potential, which must be used to be able to cope with the future project volume with simultaneously limited engineering and checking resources. This paper describes an approach for an automated verification of CCS engineering data in PlanPro format using Schematron. Based on a general overview showing the possibilities of quality assurance for XML data and the description of the Schematron technology, requirements for a test tool to be used in the CCS engineering are defined. In this context, the creation and classification of test rules, the user-friendly presentation of findings, and the implementation in the PlanPro toolbox are handled. A safety evaluation, experiences from practical application and an analysis of the transferability of the approach to other data formats complete the work.:1 Einleitung 1.1 Ausgangssituation 1.2 Zielstellung 1.3 Abgrenzung 1.4 Vorgehen 2 Grundlagen 2.1 Grundsätze des XML-Standards 2.1.1 Struktur des PlanPro-Datenmodells 2.2 Verankerung fachlicher Zusammenhänge im XML-Schema 2.2.1 Einschränkung der Befüllung mit Hilfe von Basistypen 2.2.2 Einschränkung der Befüllung mit Hilfe von Pattern 2.2.3 Pflichteigenschaft und Gruppierung von Attributen 2.2.4 Gegenseitiger Ausschluss von Attributen und Attributgruppen 2.2.5 Sicherstellung der Existenz von Verweiszielen mittels Key/Keyref 2.2.6 Flexibilisierung des Datenmodells für verschiedene Anwendungsfälle 2.3 Semantische Prüfung von XML-Daten 2.3.1 Technische Umsetzungsmöglichkeiten 2.3.2 Allgemeiner Ablauf einer Schematron-Prüfung 2.3.3 Anwendungsgebiete 2.3.4 Inhalt und Aufbau von Schematron-Regeln 2.3.5 Zuordnung von Regeln zu Mustern 2.3.6 Instanziierung von Schematron-Regeln 3 Einsatz von Schematron bei der Digitalen LST-Planung (PlanPro) 3.1 Integration in die funktionale Systemarchitektur PlanPro 3.2 Anforderungsspezifikation PlaZ LST 3.2.1 Allgemeine fachliche Grundsätze 3.2.2 Einbindung von PlaZ LST in den LST-Planungsprozess 3.2.3 PlaZ LST als Bestandteil des PlanPro-Werkzeugkoffers 3.2.4 Ablauf einer Prüfung 3.2.5 Ergebnisdarstellung (Ausgabeformate) 3.2.6 Ausgabe LST-fachlicher Bezeichnungen 3.2.7 Statusvergabe 3.2.8 Sortierung und Filterung der Ergebnisse 3.2.9 Gestaltung der Benutzeroberfläche 3.2.10 Technische Umsetzung 3.3 Konzept zur Erstellung und Verwaltung von Prüfregeln 3.3.1 Arbeitsablauf 3.3.2 Datenhaltung 3.4 Erstellung von Prüfregeln 3.4.1 Mindestanforderungen 3.4.2 Schwierigkeitsgrade 3.4.3 Optimierung von Prüfregeln und Modellierung 3.4.4 Optimierung und Verallgemeinerung von Prüfregeln 3.4.5 Statistische Auswertung erfasster Regeln 3.5 Nutzergerechte Aufbereitung von Fehlerausgaben 3.5.1 Visualisierung der Feststellungen 3.5.2 Optimierung von Fehlertexten 3.5.3 Verknüpfung von PlanPro-Werkzeugkoffer und LST-Planungswerkzeugen 3.6 Umsetzung PlaZ LST im PlanPro-Werkzeugkoffer 3.6.1 Vollständiger Feststellungsberichts als PDF 3.6.2 Feststellungsbericht in dynamischer HTML-Anzeige 3.7 Sicherheitsbezogene Bewertung des Schematron-Einsatzes bei der Prüfung von LST-Planungsdaten 3.8 Erfahrungen aus praktischer Anwendung (Fallstudien) 3.8.1 Musterbahnhof P-Hausen 3.8.2 Referenzprojekte 3.8.3 Pilotprojekte – Digitaler Knoten Stuttgart 3.8.4 Erkenntnisse und Erfahrungen aus BIM-Projekten 4 Übertragbarkeit des Ansatzes auf andere Datenformate (EULYNX DataPrep) 4.1.1 Semantische Übertragbarkeit der Prüfregeln 4.1.2 Technologische und technische Übertragbarkeit 5 Zusammenfassung und Ausblick 5.1 Zusammenfassung 5.2 Ausblick Abkürzungsverzeichnis Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Literaturverzeichnis Erklärung Danksagung Anhang A: Spezifikation Plausibilitäts- und Zulässigkeitsprüfung LST (PlaZ LST) Anhang B: Semiformale Definition LST-fachlicher Bezeichner und Sortierkriterien Anhang C: Erweiterter Ablauf für die Erstellung und Änderung von PlaZ-Regeln Anhang D: Regeldokumentation

<p>  The world continues to advance at a hastening pace towards a technology enabled, digital-centric future. Legacy organizations, not born in the ‘digital age’ are examining methods to adapt through Digital Transformation (DT). The US Department of Defense (DoD) is one such organization. The DoD emerged their 2018 Digital Engineering Strategy intending on transforming the enterprise from one with ‘engineering process [that] are document-intensive and stove-piped, leading to extended cycle times with systems that are cumbersome to change and sustain’ to one that is ‘transforming its engineering practices to digital engineering, incorporating technological innovations into an integrated, digital, model-based approach’. </p> <p>  The 2018 Strategy acknowledges that the integration of digital engineering will not be exclusive to the engineering communities of the DoD; rather, the integration will impact the ‘research, requirements, acquisition, test, cost, sustainment and intelligence communities’. While the Strategy is designed to explain the ‘what’ necessary to integrate digital engineering, the various DoD Services (and their subordinates) will need to develop the ‘how’ regarding implementation that is culturally appropriate to their commands.</p> <p>  The study sought to examine ‘how’ implementation of digital engineering tenets may be appropriated to the existent culture of one US Special Operations Command subordinate at the Echelon III level (namely Naval Special Warfare Group – FOUR). The results of this study are intended to provide understanding and illuminate meaning behind those themes in Digital Engineering that Subject Matter Experts within Naval Special Warfare view as suitably adaptable to their processes. The intent is to provide themes with utility towards further efforts and research aimed at phasing Digital Transformation initiatives at Naval Special Warfare Group – FOUR.</p>