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Große zivile Flugzeuge umfassen eine hohe Anzahl von komplexen und gekoppelten Subsystemen mit Tausenden von elektronischen Steuergeräten und Software mit Millionen von Codezeilen. Keine einzelne Person kann die komplexen Wechselwirkungen eines solchen Systems von Systemen verstehen. Daher beinhalten geschriebene, nicht ausführbare Spezifikationen einen hohen Grad an Produktunsicherheit. Infolgedessen müssen mehr als zwei Drittel aller Spezifikationen überarbeitet werden. Da die meisten Spezifikationsfehler zu einem späten Zeitpunkt entdeckt und gelöst werden, wenn Aufwände für Überarbeitungen maximal sind, hat der gegenwärtige Entwicklungsansatz eine hohe Wahrscheinlichkeit für Kosten- und Zeitüberschreitungen oder führt zum Fehlschlagen von Projekten. Hierdurch wird das Entwicklungsrisiko maximiert. Es ist das Ziel dieser Arbeit, eine modell- und simulationsbasierte Entwicklungsmethode mit zugehöriger Entwurfs- und Validierungsumgebung zu entwickeln, welche das Risiko der Entwicklung für komplexe Systeme minimiert. Das Entwicklungsrisiko ist minimal, wenn alle Entwicklungsentscheidungen frühzeitig vom Endkunden gegen die Leistungen eines Produktes auf Missionsebene validiert werden. Dazu werden ausführbare Spezifikationen während des Entwurfs erstellt und anhand der Anforderungen auf Missionsebene validiert. Validierte ausführbare Spezifikationen werden für alle Entscheidungen von der Konzeptentwicklung bis zur Implementierung verwendet und aktualisiert. Darüber hinaus werden virtuelle Prototypen entwickelt, welche ausführbare Spezifikationen mit Konzeptmodellen für Mensch-Maschine-Schnittstellen kombinieren, um Usability-Anforderungen in den Gesamtentwurf aufzunehmen. Dies ermöglicht eine interaktive Validierung sowie frühes Endbenutzertraining mittels benutzergesteuerter Systemsimulation. Es werden ausführbare Arbeitsabläufe und Simulation Sets entwickelt, welche die Ausführung von strukturierten und gekoppelten Simulationsmodellen ermöglichen. Anschließend wird ein modell- und simulationsbasiertes Entwicklungs- und Validierungsprozessmodell vom Konzeptdesign bis zur Spezifikationsentwicklung entwickelt. Hierfür werden zwei verschiedene Validierungsprozesse verwendet. Ein automatisierter Validierungsprozess basierend auf ausführbaren Spezifikationen und ein interaktiver Validierungsprozess basierend auf virtuellen Prototypen. Für die Entwicklung von ausführbaren Spezifikationen und virtuellen Prototypen werden Modellkomponenten entwickelt. Die entwickelte Methode wird mithilfe von Beispielen aus der zivilen Flugzeugentwicklung validiert, insbesondere in Hinblick auf Avionik sowie hoch konfigurierbare und anpassbare Kabinensysteme.