{"id":14746,"date":"2025-12-16T10:29:10","date_gmt":"2025-12-16T09:29:10","guid":{"rendered":"https:\/\/www.iese.fraunhofer.de\/blog\/?p=14746"},"modified":"2026-01-27T13:28:33","modified_gmt":"2026-01-27T12:28:33","slug":"model-based-systems-engineering-assisted-architecting","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.iese.fraunhofer.de\/blog\/model-based-systems-engineering-assisted-architecting\/","title":{"rendered":"SmartFunctions \u2013 Der modulare Werkzeugkasten zur effizienten Modellierung"},"content":{"rendered":"<p class=\"lead\">Die modellbasierte Systementwicklung (MBSE) gilt als Schl\u00fcsseltechnologie in der digitalen Transformation komplexer Systeme. Wer jedoch mit <em>SPARX Enterprise Architect (EA)<\/em> arbeitet, kennt auch die Grenzen des Werkzeugs: Viele Aufgaben sind wiederkehrend, fehleranf\u00e4llig oder schlicht nicht effizient umsetzbar. Genau hier setzt das SmartFunctions Framework an \u2013 eine leistungsf\u00e4hige L\u00f6sung, die am Fraunhofer IESE entwickelt wurde, um den Arbeitsalltag von Modellierern deutlich zu vereinfachen.<\/p>\n<h2>Was sind die SmartFunctions?<\/h2>\n<p>Die SmartFunctions sind ein modulares Framework zur einfachen und leistungsf\u00e4higen Erweiterung von SPARX Enterprise Architect (EA) durch Add-Ins. Entwickelt vom Fraunhofer IESE seit 2018, erm\u00f6glichen sie die schnelle Umsetzung und Nutzung ma\u00dfgeschneiderter Funktionen.<\/p>\n<h3>Das Prinzip:<\/h3>\n<p>Ein zentrales \u00bbBase Add-In\u00ab dient als Laufzeitumgebung und l\u00e4dt bei Bedarf projektspezifische Module, die direkt in der Benutzeroberfl\u00e4che von EA eingeblendet werden. So lassen sich unterschiedliche Funktionen \u2013 von der Modellanalyse bis zur Modelltransformation \u2013 flexibel und individuell zusammenstellen.<\/p>\n<figure id=\"attachment_14751\" aria-describedby=\"caption-attachment-14751\" style=\"width: 2560px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-14751 size-full\" src=\"https:\/\/www.iese.fraunhofer.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/12\/2b-scaled.png\" alt=\"SmartFunctions Basic Module im \u00dcberblick\" width=\"2560\" height=\"1440\" srcset=\"https:\/\/www.iese.fraunhofer.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/12\/2b-scaled.png 2560w, https:\/\/www.iese.fraunhofer.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/12\/2b-400x225.png 400w, https:\/\/www.iese.fraunhofer.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/12\/2b-698x393.png 698w, https:\/\/www.iese.fraunhofer.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/12\/2b-768x432.png 768w, https:\/\/www.iese.fraunhofer.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/12\/2b-1536x864.png 1536w, https:\/\/www.iese.fraunhofer.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/12\/2b-2048x1152.png 2048w\" sizes=\"auto, (max-width: 2560px) 100vw, 2560px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-14751\" class=\"wp-caption-text\">SmartFunctions Basic Module im \u00dcberblick<\/figcaption><\/figure>\n<h2>Warum SmartFunctions? \u2013 Ihre Vorteile im \u00dcberblick<\/h2>\n<ol>\n<li>\n<h3>\ud83e\udde9\u00a0 Modularit\u00e4t und Wiederverwendbarkeit<\/h3>\n<ul>\n<li>Jedes Modul funktioniert eigenst\u00e4ndig und kann unabh\u00e4ngig entwickelt und aktualisiert werden.<\/li>\n<li>Stellen Sie sich Ihre Werkzeuge flexibel zusammen: Mehrere Module lassen sich parallel einsetzen und exakt an Ihre Bed\u00fcrfnisse anpassen.<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li>\n<h3>\ud83d\udda5\ufe0f\u00a0 Modernes und intuitives UI<\/h3>\n<ul>\n<li>Die Benutzeroberfl\u00e4che ist klar strukturiert und modern gestaltet, was eine benutzerfreundliche und verst\u00e4ndliche Bedienung erm\u00f6glicht.<\/li>\n<li>Tabs, Icons, Farben und Layouts k\u00f6nnen individuell angepasst werden \u2013 f\u00fcr eine Nutzererfahrung im Design Ihres Unternehmens.<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li>\n<h3>\u2699\ufe0f Hohe Erweiterbarkeit<\/h3>\n<ul>\n<li>Neue Funktionen und Module lassen sich unkompliziert hinzuf\u00fcgen \u2013 ganz ohne erneute Installation mit Administratorrechten.<\/li>\n<li>Perfekt f\u00fcr den Einsatz in industriellen Szenarien, in denen ma\u00dfgeschneiderte L\u00f6sungen gefragt sind.<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li>\n<h3>\ud83d\ude80\u00a0 Effizienz durch API-Extensions<\/h3>\n<ul>\n<li>Durch eine speziell entwickelte Bibliothek wird die EA-API so erweitert, dass komplexe Operationen direkt auf Datenbankebene und dadurch deutlich schneller durchgef\u00fchrt werden k\u00f6nnen.<\/li>\n<li>Besonders effizient f\u00fcr gro\u00dfe Modelle mit vielen Elementen und Verkn\u00fcpfungen \u2013 ideal f\u00fcr Analyse, Suche und Filterung.<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ol>\n<h2><\/h2>\n<h2>Anwendungsbeispiele aus der Forschung<\/h2>\n<p>Das Framework bildet die Grundlage f\u00fcr mehrere wissenschaftlich fundierte Werkzeuge, die am Fraunhofer IESE entwickelt und bereits in Projekten erprobt wurden.<\/p>\n<h3>Generierung Digitaler Zwillinge aus MBSE-Modellen<\/h3>\n<p>Eine n\u00fctzliche SmartFunction ist die automatische Generierung Digitaler Zwillinge (Digital Twins) auf Basis bestehender MBSE-Modelle. Durch eine gezielte Erweiterung des Modells mit AAS-Metadaten (Asset Administration Shell) und Konnektoren lassen sich komplette Verwaltungsschalen automatisch erzeugen \u2013 kompatibel mit der Open-Source-Middleware Eclipse BaSyx.<\/p>\n<figure id=\"attachment_14753\" aria-describedby=\"caption-attachment-14753\" style=\"width: 2000px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-14753 size-full\" src=\"https:\/\/www.iese.fraunhofer.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/12\/1s.png\" alt=\"Flowchart eines n\u00fctzlichen SmartFunction-Beispiels: automatische Generierung Digitaler Zwillinge (Digital Twins) auf Basis bestehender MBSE-Modelle\" width=\"2000\" height=\"1125\" srcset=\"https:\/\/www.iese.fraunhofer.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/12\/1s.png 2000w, https:\/\/www.iese.fraunhofer.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/12\/1s-400x225.png 400w, https:\/\/www.iese.fraunhofer.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/12\/1s-698x393.png 698w, https:\/\/www.iese.fraunhofer.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/12\/1s-768x432.png 768w, https:\/\/www.iese.fraunhofer.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/12\/1s-1536x864.png 1536w\" sizes=\"auto, (max-width: 2000px) 100vw, 2000px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-14753\" class=\"wp-caption-text\">Beispiel SmartFunction: Automatische Generierung Digitaler Zwillinge auf Basis bestehender MBSE-Modelle<\/figcaption><\/figure>\n<h4>Highlights der L\u00f6sung:<\/h4>\n<ul>\n<li>Automatische Erzeugung von Verwaltungsschalen und deren Teilmodellen, abgeleitet aus bestehenden Systemmodellen<\/li>\n<li>Vereinfacht die Integration mit realen Assets wie Sensoren und Aktoren<\/li>\n<li>Einfache Anpassung an System\u00e4nderungen \u00fcber den gesamten Lebenszyklus des Digitalen Zwillings durch MBSE-getriebene Pflege und Dokumentation<\/li>\n<\/ul>\n<h4>Anwendungsnutzen:<\/h4>\n<ul>\n<li>Enorme Zeitersparnis bei der Entwicklung Digitaler Zwillinge<\/li>\n<li>Hohe Pr\u00e4zision und Konsistenz durch modellbasierte Grundlage<\/li>\n<li>Wiederverwendung vorhandener MBSE-Systemmodelle zur nahtlosen Implementierung Digitaler Zwillinge bestehender Legacy-Systeme<\/li>\n<\/ul>\n<h4>Neugierig auf die technischen Details?<\/h4>\n<p>In diesem ausf\u00fchrlichen Fachartikel werden die methodischen Grundlagen sowie die praktische Umsetzung der automatischen Generierung Digitaler Zwillinge aus MBSE-Modellen umfassend beschrieben.<br \/>\nHier finden Sie die Beschreibung des Ansatzes und anschauliche Anwendungsbeispiele:<br \/>\n<a href=\"https:\/\/www.scitepress.org\/Link.aspx?doi=10.5220\/0013190300003896\">Barbie P., Pollom A., Fischer R. and Becker M. (2025). Automated Generation of Standardised Digital Twins Based on MBSE Models. In Proceedings of the 13th International Conference on Model-Based Software and Systems Engineering &#8211; Volume 1: MODELSWARD; SciTePress, pages 75-84. ISBN 978-989-758-729-0; DOI: 10.5220\/0013190300003896<\/a><\/p>\n<h3>InTra \u2013 Interaktionsbasierte Modelltransformation<\/h3>\n<p>Die SmartFunction InTra reduziert die Komplexit\u00e4t von Systemmodellen durch regelbasierte Interaktionsmuster. Anstatt alle Relationen explizit im Modell abzubilden, werden wiederkehrende Interaktionen als Regeln formalisiert. Das macht das Modell nicht nur \u00fcbersichtlicher, sondern reduziert auch Redundanzen und Fehlerrisiken.<\/p>\n<p>Die Relationen im Modell lassen sich jederzeit durch Anwendung oder Deaktivierung der Interaktionsregeln dynamisch erzeugen oder entfernen. Der Informationsgehalt des Modells bleibt vollst\u00e4ndig erhalten, es \u00e4ndert sich lediglich die Art und Weise, wie diese Informationen dargestellt und strukturiert sind.<\/p>\n<p>Die Interaktionsregeln selbst sind integraler Bestandteil des Modells und k\u00f6nnen direkt in Enterprise Architect grafisch erstellt, angepasst und angewendet werden. Das f\u00f6rdert die Transparenz und macht modellbasierte Transformationen intuitiv verst\u00e4ndlich.<\/p>\n<figure id=\"attachment_14752\" aria-describedby=\"caption-attachment-14752\" style=\"width: 2560px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-14752 size-full\" src=\"https:\/\/www.iese.fraunhofer.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/12\/3-scaled.png\" alt=\"Schaubild: SmartFunction InTra reduziert die Komplexit\u00e4t von Systemmodellen durch regelbasierte Interaktionsmuster hier am Beispiel eines Stammbaums\" width=\"2560\" height=\"1440\" srcset=\"https:\/\/www.iese.fraunhofer.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/12\/3-scaled.png 2560w, https:\/\/www.iese.fraunhofer.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/12\/3-400x225.png 400w, https:\/\/www.iese.fraunhofer.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/12\/3-698x393.png 698w, https:\/\/www.iese.fraunhofer.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/12\/3-768x432.png 768w, https:\/\/www.iese.fraunhofer.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/12\/3-1536x864.png 1536w, https:\/\/www.iese.fraunhofer.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/12\/3-2048x1152.png 2048w\" sizes=\"auto, (max-width: 2560px) 100vw, 2560px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-14752\" class=\"wp-caption-text\">SmartFunction InTra reduziert die Komplexit\u00e4t von Systemmodellen durch regelbasierte Interaktionsmuster hier am Beispiel eines Stammbaums<\/figcaption><\/figure>\n<h4>Typische Einsatzbereiche:<\/h4>\n<ul>\n<li>Regelbasiertes Pair-Modeling mit Fachexperten zur Unterst\u00fctzung der fr\u00fchen Modellierungsphasen<\/li>\n<li>Semantikpr\u00fcfung bestehender Modelle (Meta-Modell-Compliance)<\/li>\n<li>Variantenbildung durch regelbasierte Transformation<\/li>\n<\/ul>\n<h4>Ihre Vorteile:<\/h4>\n<ul>\n<li>H\u00f6here Verst\u00e4ndlichkeit f\u00fcr Dom\u00e4nenexperten<\/li>\n<li>Reduktion redundanter Informationen<\/li>\n<li>Flexible Analyse und Validierung bestehender Systeme<\/li>\n<\/ul>\n<h4>Interesse an den wissenschaftlichen Hintergr\u00fcnden?<\/h4>\n<p>Die theoretischen Grundlagen und praktische Anwendung von InTra wurden in diesem wissenschaftlichen Fachartikel detailliert beschrieben:<br \/>\n<a href=\"https:\/\/doi.org\/10.1007\/978-3-031-66339-0_4\">Barbie, P., Becker, M. &amp; Pollom, A., 2023. Abstracting Complexity in MBSE Models: InTra \u2013 A Practical Approach for Rule-Based Model Transformation. In: F.J. Dom\u00ednguez Mayo, L.F. Pires &amp; E. Seidewitz, eds. Model-Driven Engineering and Software Development \u2013 11th International Conference, MODELSWARD 2023, Lisbon, Portugal, February 19\u201321, 2023, Revised Selected Papers. Communications in Computer and Information Science, vol. 2106. Springer, pp. 77\u201394. ISBN: 978-3-031-66338-3; DOI: 10.1007\/978-3-031-66339-0<br \/>\n<\/a><\/p>\n<h2>Fazit: Mehr Potenzial aus Ihren EA-Modellen holen<\/h2>\n<p>Die SmartFunctions des Fraunhofer IESE erweitern Enterprise Architect um zus\u00e4tzliche Funktionen und erh\u00f6hen damit die Flexibilit\u00e4t und Einsatzm\u00f6glichkeiten des Werkzeugs.<\/p>\n<div class=\"info-box\">\n<h3>Sie m\u00f6chten Ihre Modelle einfacher erstellen, analysieren und transformieren?<\/h3>\n<p>Das SmartFunctions-Framework bietet Ihnen die perfekte Grundlage \u2013 und wir begleiten Sie gerne bei der Entwicklung Ihrer individuellen Module.<br \/>\n<a href=\"mailto:anfrage@iese.fraunhofer.de; philippe.barbie@iese.fraunhofer.de; martin.becker@iese.fraunhofer.de\">Kontaktieren Sie uns!<\/a><\/p>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Die modellbasierte Systementwicklung (MBSE) gilt als Schl\u00fcsseltechnologie in der digitalen Transformation komplexer Systeme. 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Seit 2017 ist er am Fraunhofer IESE in Kaiserslautern t\u00e4tig, wo er sowohl als Systemarchitekt als auch als Softwareentwickler an verschiedenen System- und Softwareentwicklungsprojekten mitarbeitet. Er verf\u00fcgt \u00fcber umfangreiche Erfahrungen in der Modellierung mit unterschiedlichen Metamodellen und Frameworks. Seine besondere St\u00e4rke liegt in der Verbindung von Programmierkenntnissen mit Modellierungskompetenz, wodurch er bestehende Modellierungswerkzeuge durch ma\u00dfgeschneiderte Erweiterungen erg\u00e4nzt und einen eigenen regelbasierten Modellierungsansatz entwickelt hat. Derzeit forscht Philippe an der automatischen modellbasierten Generierung Digitaler Zwillinge auf Grundlage von Model-Based Systems Engineering (MBSE). 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