An established approach to cost and risk reduction in system development programs is the use of heritage technologies. A heritage technology is defined as a proven technology, reused in a new use context, in an unaltered or adapted form. Heritage technologies are particularly relevant for space systems development programs, as their development costs are usually high and stakeholders risk-averse. Nevertheless, numerous space programs encountered problems linked to improper ‘management’ of heritage technologies when reused, i.e., improper use, implementation or adaptation. Improperly managed heritage technologies can lead to cost and schedule overruns, or even failure in the reuse application. Currently, the applicability of heritage technologies is mostly assessed ad-hoc. The existing assessment approaches are deemed to be insufficient for providing decision-makers and analysts with ample guidance on the applicability of heritage technologies. This thesis presents a methodology for assessing heritage technologies in the early phases of development, taking the new use context of the technology, its necessary adaptations and modifications, as well as technological capabilities of the implementing organization into consideration. For illuminating the relationship between the use of heritage technologies and the performance of space programs empirically, a statistical analysis is performed. The methodology focuses on the early phases, where most of the technology selection takes place. A 3-component framework is developed that serves as the theoretical basis for the statistical analysis and the methodology. The framework consists of a systems architecting framework, a technology framework, and a verification, validation, testing, and operation framework. Based on the concepts developed in the framework, a statistical analysis is performed. Using multiple regression with control variables, a statistically significant relationship between heritage technology and specific development cost / development duration was confirmed. No statistically significant relationship between heritage use and development cost overrun / schedule overrun could be identified. Based on the framework and results from the statistical analysis, a methodology for assessing heritage technologies in the early phases is developed. It allows for identifying potential compliance issues of the heritage technology with respect to changed needs and requirements. Estimating the impact of modifications is performed via design structure matrices and a graph-edit-similarity algorithm. Furthermore, a heritage metric is presented that can be used for measuring heritage with respect to a new application. Finally, the methodology also allows for assessing technological and organizational capabilities. The methodology is validated by three space system case studies: 1) a CubeSat component technology, 2) a high-pressure tank technology for the Ariane 5 launcher, and 3) the Saturn V and Space Launch System technology. From the presented work it can be concluded that the methodology can be systematically applied to various types of space systems at different levels of decomposition. The heritage metric provides a rough estimate of heritage of a technology for a new application and context. The statistical analysis confirmed that in general using heritage technologies significantly reduces specific development cost and development duration. As future work, the developed methodology could be extended to other domains such as automotive engineering, aeronautics, and medical engineering, where heritage also plays an important role.      «

An established approach to cost and risk reduction in system development programs is the use of heritage technologies. A heritage technology is defined as a proven technology, reused in a new use context, in an unaltered or adapted form. Heritage technologies are particularly relevant for space systems development programs, as their development costs are usually high and stakeholders risk-averse. Nevertheless, numerous space programs encountered problems linked to improper ‘management’ of herita...     »

Ein etablierter Ansatz Kosten und Risiko in der Systementwicklungsprogrammen zu senken ist der Einsatz von Heritage Technologien. Eine Heritage Technologie ist definiert als eine erprobte Technologie, welche in unveränderter oder veränderter Form, in einem neuen Kontext wiederverwendet wird. Heritage Technologien sind besonders relevant in Entwicklungsprogrammen für Raumfahrtsysteme, da deren Entwicklungskosten besonders hoch sind und deren Stakeholder besonders risikoscheu. Jedoch traten in zahlreichen Raumfahrtprogrammen Probleme im Zusammenhang mit unangemessener Handhabung von Heritage Technologien auf, einschließlich in deren Übertragung, Implementierung, und Verwendung. Eine unangemessene Handhabung kann zu Budget- und Zeitüberschreitungen, oder sogar zum Ausfall in der neuen Anwendung führen. Derzeit wird die Übertragbarkeit von Heritage Technologien größtenteils ad-hoc bewertet. Es wird festgestellt, dass die existierenden Bewertungsansätze unzureichend sind um Entscheidungsträger und Analysten bei der Bewertung von Heritage Technologien zu unterstützen. Diese Arbeit präsentiert eine Methodologie für die Bewertung von Heritage Technologien in den frühen Phasen der Systementwicklung, unter Berücksichtigung des Kontexts der Technologie, deren notwendigen Anpassungen und Modifikationen, und technologischen Fähigkeiten der Organisation welche die Technologie entwickelt und hergestellt hat. Um den Zusammenhang zwischen der Verwendung von Heritage Technologien und der Performanz von Raumfahrtprogrammen zu beleuchten wird eine statistische Analyse durchgeführt. Die Methodologie zielt auf die frühen Phasen der Systementwicklung ab, in denen die Technologieauswahl stattfindet. Ein aus drei Elementen bestehendes Rahmenwerk wird entwickelt, welches die theoretischen Grundlagen der Methodologie bereitstellt. Das Rahmenwerk besteht aus einem Systemarchitekturrahmenwerk, einem Technologierahmenwerk, und einem Verifikations-, Validierungs-, Test-, und Betriebsrahmenwerk. Auf der Grundlage der Konzepte die in den Rahmenwerken entwickelt wurden, wird eine statistische Analyse durchgeführt. Unter Verwendung multipler Regression und der Einführung von Kontrollvariablen wurde ein statistisch signifikanter Zusammenhang zwischen der Verwendung von Heritage Technologien und den spezifischen Entwicklungskosten, sowie der Entwicklungsdauer festgestellt. Kein statistisch signifikanter Zusammenhang konnte zwischen der Verwendung von Heritage Technologien und der Überschreitung von Entwicklungskosten und Entwicklungsdauer festgestellt werden. Aufbauend auf dem Rahmenwerk und den Resultaten der statistischen Analyse wird eine Methodologie zur Bewertung von Heritage Technologien in den frühen Phasen entwickelt. Diese ermöglicht potentielle Konformitätsprobleme der Heritage Technologie bezüglich veränderter Bedürfnisse und Anforderungen zu erkennen. Den Einfluss von Modifikationen auf die Heritage wird mit Hilfe von Design Struktur Matrizen und einem Graph-Edit-Similarity Algorithmus bewertet. Darüber hinaus wird eine Heritage Metrik eingeführt mit deren Hilfe die Heritage bezüglich einer neuen Anwendung gemessen werden kann. Die Methodologie erlaubt darüber hinaus das Vorhandensein von entsprechenden technologischen und organisatorischen Fähigkeiten abzuschätzen. Die Methodologie wird durch drei Fallstudien unterschiedlicher Raumfahrtsysteme und Komponenten validiert: 1) eine CubeSat Komponententechnologie 2) eine Hochdrucktanktechnologie für die Ariane 5 Trägerrakete, und 3) die Saturn V und die Space Launch System Technologie. Aus den Ergebnissen der Arbeit wird geschlussfolgert, dass die Methodologie systematisch auf verschiedene Typen von Raumfahrtsystemen auf unterschiedlichen Ebenen der Systemhierarchie eingesetzt werden kann. Die Heritage Metrik ermöglicht eine grobe Abschätzung der Heritage einer Technologie in einer neuen Anwendung und einem neuen Kontext. Die statistische Analyse bestätigt, dass im Allgemeinen die Verwendung von Heritage Technologien zu wesentlichen Senkungen der spezifischen Entwicklungskosten und der Entwicklungsdauer führt. Zukünftige Arbeiten könnten darauf abzielen die entwickelte Methodologie auf andere Anwendungsbereiche wie der Automobil-, Luftfahrt-, und Medizintechnik zu übertragen, in denen Heritage Technologien ebenfalls eine wichtige Rolle spielen.     «

Ein etablierter Ansatz Kosten und Risiko in der Systementwicklungsprogrammen zu senken ist der Einsatz von Heritage Technologien. Eine Heritage Technologie ist definiert als eine erprobte Technologie, welche in unveränderter oder veränderter Form, in einem neuen Kontext wiederverwendet wird. Heritage Technologien sind besonders relevant in Entwicklungsprogrammen für Raumfahrtsysteme, da deren Entwicklungskosten besonders hoch sind und deren Stakeholder besonders risikoscheu. Jedoch traten in zah...     »