Entwicklung eines ganzheitlichen Obsoleszenzmanagement-Modells für sicherheitskritische Hardware- und Softwarekomponenten

Abstract

Aufgrund der steigenden Anzahl an Abkündigungen und der daraus resultierenden Nichtverfügbarkeit von Komponenten, werden produzierende Unternehmen vor eine große Herausforderung gestellt. Am stärksten von dieser Problematik betroffen sind lebenserhaltungsdominante Systeme, bei denen der Produktlebenszyklus des Systems die Lebensdauer der einzelnen Komponenten um ein Vielfaches übersteigt. Diesen Umstand aufgreifend, wurde in der vorliegenden Arbeit ein ganzheitliches Obsoleszenzmanagement-Modell entwickelt, welches als Basis für die Ermittlung des Obsoleszenzrisikos für sicherheitskritische Hardware- und Softwarekomponenten dient. Im Zuge dessen konnte folgende Forschungsfrage beantwortet werden: Wie muss ein ganzheitliches Obsoleszenzmanagement für den sicherheitskritischen Bereich aufgebaut sein, um eine Optimierung der Lebenszykluskosten zu gewährleisten? Die methodische Basis für die Entwicklung des neu konzipierten Modells stellt das Design-Science-Paradigma von Hevner et al dar. Für die Umsetzung der einzelnen Schritte kommen zwei weitere Forschungsmethoden zum Einsatz. Einerseits wird zur Ableitung von Zielvorgaben sowie Anforderungen eine systematische Literaturanalyse durchgeführt und andererseits Concept Mapping zur Strukturierung sowie logischen Verknüpfung von Schlüsselkonzepten verwendet. Im praktischen Teil der Arbeit wurde das entwickelte Obsoleszenzmanagement-Modell im operativen Kontext im Unternehmen Frequentis AG angewendet und validiert. Wesentliche Punkte im Zuge der praktischen Umsetzung waren die Analyse der bestehenden Prozesse, Erarbeitung von Prozessoptimierungen, Umsetzung der gewonnenen Erkenntnisse in einem neuen Prozessmodell, Auswertung von Obsoleszenzparametern sowie Durchführung von Risikoanalysen. Das Ergebnis dieser Diplomarbeit ist ein generisches Management-Modell zur holistischen Behandlung von Obsoleszenz, welches sich aus induktiv abgeleiteten Elementen aus spezifischen Ansätzen sowie aus deduktiv abgeleiteten Elementen aus literaturbasierten Anforderungen zusammensetzt. Die Anwendung sowie die Bedeutsamkeit des Modells werden durch den Einsatz im sicherheitskritischen Bereich konkret aufgezeigt.

Due to the increasing number of product discontinuations and the resulting unavailability of components, manufacturing companies are faced with a major challenge. The systems most affected by this problem are sustainment-dominated systems, in which the product life cycle of the system exceeds the service life of the individual components by a multiple. Addressing this circumstance, this thesis developed a holistic obsolescence management model that serves as the basis for determining the obsolescence risk for safety-critical hardware and software components. As part of this, the following research question could be answered: How must a holistic obsolescence management for the safety-critical area be structured in order to ensure optimization of lifecycle costs? The methodological basis for the development of the newly designed model is the design science paradigm of Hevner et al. Two additional research methods are used for the implementation of the individual steps. On the one hand, a systematic literature analysis is conducted to derive objectives as well as requirements, and on the other hand, concept mapping is used to structure as well as logically link key concepts. In the course of the practical part of the work, the developed obsolescence management model was applied and validated in the operational context of Frequentis AG. The key elements of the practical implementation were the analysis of existing processes, the development of process optimizations, the implementation of the findings in a new process model, the evaluation of obsolescence parameters, and the performance of risk analyses. The result of this thesis is a generic management model for the holistic treatment of obsolescence, which is composed of inductively derived elements from specific approaches as well as deductively derived elements from literature-based requirements. The application as well as the significance of the model are concretely demonstrated by its use in the safety-critical domain.