Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Методы системной инженерии используются в сложных проектах: проектирование космических аппаратов, проектирование компьютерных микросхем, робототехника, интеграция программного обеспечения и строительство мостов. Системная инженерия использует множество инструментов, включая моделирование и симуляцию , анализ требований и планирование для управления сложностью.

Системная инженерия - это междисциплинарная область проектирования и инженерного менеджмента, которая фокусируется на том, как проектировать, интегрировать и управлять сложными системами на протяжении их жизненного цикла . По своей сути, системная инженерия использует принципы системного мышления для организации всей совокупности знаний. Индивидуальный результат таких усилий, спроектированная система , может быть определена как комбинация компонентов, которые работают в синергии для коллективного выполнения полезной функции .

Такие вопросы, как разработка требований , надежность, логистика , координация различных команд, тестирование и оценка, ремонтопригодность и многие другие дисциплины, необходимые для успешного проектирования, разработки, внедрения и окончательного вывода системы из эксплуатации, становятся более сложными при работе с большими или сложными проектами. Системная инженерия занимается рабочими процессами, методами оптимизации и инструментами управления рисками в таких проектах. Он перекрывает технические и ориентированные на человека дисциплины, такие как промышленная инженерия , разработка технологических систем , машиностроение , производственная инженерия ,технология производства , управления инженерной , программная инженерия , электротехника , кибернетика , авиационно - космической техники , организационные исследования , гражданское строительство и управление проектами . Системная инженерия гарантирует, что все возможные аспекты проекта или системы рассмотрены и интегрированы в единое целое.

Процесс системной инженерии - это процесс открытия, который сильно отличается от производственного процесса. Производственный процесс ориентирован на повторяющиеся действия, позволяющие достичь высокого качества продукции с минимальными затратами и временем. Процесс системного проектирования должен начинаться с обнаружения реальных проблем, которые необходимо решить, и выявления наиболее вероятных или наиболее значимых отказов, которые могут произойти - системное проектирование включает поиск решений этих проблем.

История [ править ]

QFD House of Quality for Enterprise Product Development Processes

Термин « системная инженерия» восходит к 1940-м годам в Bell Telephone Laboratories . [1] Необходимость идентифицировать и управлять свойствами системы в целом, которые в сложных инженерных проектах могут сильно отличаться от суммы свойств частей, побудила различные отрасли промышленности, особенно те, которые разрабатывают системы для вооруженных сил США, применять дисциплина. [2]

Когда больше нельзя было полагаться на эволюцию дизайна для улучшения системы, а существующих инструментов было недостаточно для удовлетворения растущих требований, начали разрабатываться новые методы, напрямую решающие эту сложность. [3] Продолжающаяся эволюция системной инженерии включает разработку и идентификацию новых методов и методов моделирования. Эти методы помогают лучше понять проектирование и контроль разработки инженерных систем по мере их усложнения. В это время были разработаны популярные инструменты, которые часто используются в контексте системной инженерии, включая USL , UML , QFD и IDEF 0.

В 1990 году представители ряда корпораций и организаций США основали профессиональное сообщество системной инженерии - Национальный совет по системной инженерии (NCOSE). NCOSE был создан для удовлетворения потребности в улучшении практики системной инженерии и образования. В результате растущего участия системных инженеров за пределами США, название организации было изменено на Международный совет по системной инженерии (INCOSE) в 1995 году. [4] Школы в нескольких странах предлагают программы последипломного образования по системной инженерии и продолжаются. Варианты обучения также доступны для практикующих инженеров. [5]

Концепция [ править ]

Некоторые определения
Саймон Рамо, которого некоторые считают основателем современной системной инженерии, определил эту дисциплину как: «... отрасль инженерии, которая концентрируется на проектировании и применении целого в отличие от частей, рассматривая проблему в целом, принимая во внимание все аспекты и переменные и связывая социальное с технологическим ». [6] - Преодолевая сложность, 2004.
«Междисциплинарный подход и средства, позволяющие реализовать успешные системы» [7] - Справочник INCOSE , 2004.
«Системная инженерия - это надежный подход к проектированию, созданию и эксплуатации систем. Проще говоря, этот подход состоит из идентификации и количественной оценки целей системы, создания альтернативных концепций проектирования систем, выполнения сделок по проектированию, выбора и реализации лучший дизайн, проверка того, что проект правильно построен и интегрирован, и оценка после внедрения того, насколько хорошо система соответствует (или достигла) целей ». [8] - Справочник по системной инженерии НАСА , 1995 г.
«Искусство и наука создания эффективных систем с использованием целостной системы, принципов целостной жизни» ИЛИ «Искусство и наука создания оптимальных систем решения сложных вопросов и проблем» [9] - Дерек Хитчинс, профессор системной инженерии, бывший президент INCOSE (Великобритания), 2007.
«Концепция с инженерной точки зрения - это эволюция ученого-инженера, то есть ученого широкого профиля, который поддерживает широкий кругозор. Метод основан на командном подходе. По проблемам крупномасштабных систем, группы ученых и инженеров, универсалы а также специалисты прилагают совместные усилия для поиска решения и его физической реализации ... Этот метод по-разному называют системным подходом или методом командной разработки ». [10] - Гарри Х. Гуд и Роберт Э. Махол, 1957.
«Метод системной инженерии признает, что каждая система является интегрированным целым, даже если она состоит из разнообразных специализированных структур и подфункций. Он также признает, что любая система имеет ряд целей и что баланс между ними может сильно различаться от системы к системе. Эти методы направлены на оптимизацию общих функций системы в соответствии с взвешенными целями и достижение максимальной совместимости ее частей ». [11] - Инструменты системного проектирования, Гарольд Честнат, 1965.

Системная инженерия означает только подход, а в последнее время - инженерное дело. Цель обучения системной инженерии - просто формализовать различные подходы и при этом выявить новые методы и исследовательские возможности, аналогичные тем, которые используются в других областях инженерии. Как подход, системная инженерия носит целостный и междисциплинарный характер.

Истоки и традиционные масштабы [ править ]

Традиционная область инжиниринга охватывает концепцию, проектирование, разработку, производство и эксплуатацию физических систем. Системная инженерия, как это изначально задумывалось, входит в эту сферу. «Системная инженерия» в этом смысле означает создание инженерных концепций.

Эволюция к более широким масштабам [ править ]

Использование термина «системный инженер» со временем эволюционировало, чтобы охватить более широкую, более целостную концепцию «систем» и инженерных процессов. Эта эволюция определения была предметом постоянных споров [12], и этот термин продолжает применяться как к более узкому, так и к более широкому охвату.

Традиционная системная инженерия рассматривалась как отрасль инженерии в классическом смысле, то есть применительно только к физическим системам, таким как космические корабли и самолеты. В последнее время системная инженерия приобрела более широкий смысл, особенно когда люди рассматривались как важнейший компонент системы. Checkland, например, улавливает более широкий смысл системной инженерии, заявляя, что «инженерия» «может быть прочитана в ее общем смысле; вы можете спланировать встречу или политическое соглашение». [13] : 10

В соответствии с более широким объемом системной инженерии, свод знаний системной инженерии (SEBoK) [14] определяет три типа системной инженерии: (1) Системная инженерия продукта (PSE) - это традиционная системная инженерия, ориентированная на проектирование физических систем. состоящий из аппаратного и программного обеспечения. (2) Корпоративная системная инженерия (ESE) относится к представлению предприятий, то есть организаций или комбинаций организаций, как систем. (3) Разработка сервисных систем (SSE) связана с проектированием сервисных систем. Checkland [13] определяет систему обслуживания как систему, которая задумана как обслуживающая другую систему. Большинство систем гражданской инфраструктуры - это системы обслуживания.

Целостный взгляд [ править ]

Системная инженерия фокусируется на анализе и выявлении потребностей клиентов и требуемой функциональности на ранних этапах цикла разработки, документировании требований, затем продолжении синтеза проекта и валидации системы с учетом всей проблемы, жизненного цикла системы . Это включает в себя полное понимание всех заинтересованных сторон . Оливер и др. утверждают, что процесс системной инженерии можно разложить на

  • Systems Engineering Технический процесс , и
  • Process Systems Engineering Management .

В модели Оливера целью процесса управления является организация технических усилий в жизненном цикле, в то время как технический процесс включает в себя оценку доступной информации , определение мер эффективности , создание модели поведения , создание модели структуры , выполнение анализа компромиссов , и создать план последовательной сборки и тестирования . [15]

В зависимости от их применения, хотя существует несколько моделей, которые используются в отрасли, все они направлены на определение взаимосвязи между различными этапами, упомянутыми выше, и включение обратной связи. Примеры таких моделей включают модель водопада и модель VEE (также называемый V модель). [16]

Междисциплинарная область [ править ]

Разработка системы часто требует участия различных технических дисциплин. [17] Предоставляя системное ( целостное ) представление об усилиях по разработке, системная инженерия помогает объединить всех технических участников в единую командную работу, формируя структурированный процесс разработки, который переходит от концепции к производству к эксплуатации и, в некоторых случаях, к прекращение и распоряжение. При приобретении целостная интегративная дисциплина объединяет вклады и уравновешивает компромиссы между стоимостью, графиком и производительностью, сохраняя при этом приемлемый уровень риска, охватывающий весь жизненный цикл элемента. [18]

Эта точка зрения часто воспроизводится в образовательных программах, где курсы системной инженерии преподаются преподавателями других инженерных факультетов, что помогает создать междисциплинарную среду. [19] [20]

Управление сложностью [ править ]

Потребность в системном проектировании возникла с увеличением сложности систем и проектов, [21] [22], в свою очередь, экспоненциально увеличивая возможность трения компонентов и, следовательно, ненадежность конструкции. Говоря в этом контексте, сложность включает не только инженерные системы, но и логическую человеческую организацию данных. В то же время система может стать более сложной из-за увеличения размера, а также из-за увеличения количества данных, переменных или количества полей, задействованных в дизайне. Международная космическая станция является примером такой системы.

Международная космическая станция является примером очень сложной системы , требующей инженерно - технических систем.

Разработка более интеллектуальных алгоритмов управления , конструкция микропроцессоров и анализ систем окружающей среды также входят в сферу системной инженерии. Системная инженерия поощряет использование инструментов и методов для лучшего понимания сложности систем и управления ими. Некоторые примеры этих инструментов можно увидеть здесь: [23]

  • Системная архитектура ,
  • Системная модель , моделирование и имитация ,
  • Оптимизация ,
  • Системная динамика ,
  • Системный анализ ,
  • Статистический анализ ,
  • Анализ надежности и
  • Принимать решение

Применение междисциплинарного подхода к инженерным системам по своей сути сложно, поскольку поведение и взаимодействие между компонентами системы не всегда сразу четко определяется или понимается. Определение и характеристика таких систем и подсистем и взаимодействий между ними - одна из целей системной инженерии. При этом успешно устраняется разрыв между неформальными требованиями пользователей, операторов, маркетинговых организаций и техническими спецификациями.

Сфера [ править ]

Объем системной инженерной деятельности [24]

Один из способов понять мотивацию системной инженерии - это рассматривать ее как метод или практику для выявления и улучшения общих правил, существующих в самых разных системах. [ необходима цитата ] Помня об этом, принципы системной инженерии - холизм, эмерджентное поведение, границы и др. - могут применяться к любой системе, сложной или иной, при условии, что системное мышление используется на всех уровнях. [25] Помимо обороны и аэрокосмической промышленности, многим компаниям, работающим в сфере информационных и технологических технологий, компаниям по разработке программного обеспечения и отраслям в области электроники и связи, требуются системные инженеры в составе своей команды. [26]

Анализ, проведенный Центром передового опыта системной инженерии INCOSE (SECOE), показывает, что оптимальные усилия, затрачиваемые на системную инженерию, составляют около 15–20% от общих усилий по проекту. [27] В то же время исследования показали, что системная инженерия по существу приводит к снижению затрат среди других преимуществ. [27] Однако до недавнего времени не проводилось крупномасштабных количественных исследований, охватывающих широкий спектр отраслей. Такие исследования проводятся для определения эффективности и количественной оценки преимуществ системной инженерии. [28] [29]

Системная инженерия поощряет использование моделирования и симуляции для проверки предположений или теорий о системах и взаимодействиях внутри них. [30] [31]

Использование методов, позволяющих раннее обнаружение возможных отказов в технике безопасности , интегрировано в процесс проектирования. В то же время решения, принятые в начале проекта, последствия которых не совсем понятны, могут иметь огромное значение в дальнейшем в жизненном цикле системы, и задача современного системного инженера - исследовать эти проблемы и принимать важные решения. Ни один метод не гарантирует, что сегодняшние решения будут по-прежнему действительны, когда система будет введена в эксплуатацию через годы или десятилетия после ее создания. Однако есть методы, поддерживающие процесс системной инженерии. Примеры включают в себя методологию мягких систем, Джей Райт Forrester «s Системная динамика метода, а Unified Modeling Language (UML) - все в настоящее время исследуются, оцениваются и разрабатываются для поддержки процесса принятия инженерных решений.

Образование [ править ]

Основная статья: Список системной инженерии в университетах

Образование в области системной инженерии часто рассматривается как дополнение к обычным инженерным курсам [32], что отражает отношение отрасли к тому, что студентам-инженерам требуется базовая подготовка в одной из традиционных инженерных дисциплин (например, аэрокосмическая инженерия , гражданское строительство , электротехника , машиностроение). инжиниринг , производственная инженерия , промышленная инженерия , химическая инженерия) - плюс практический, реальный опыт, чтобы быть эффективными в качестве системных инженеров. Количество университетских программ бакалавриата, посвященных системной инженерии, растет, но они остаются редкостью: степени, включающие такой материал, чаще всего представлены как степень бакалавра в области промышленной инженерии. Обычно программы (либо сами по себе, либо в сочетании с междисциплинарным обучением) предлагаются, начиная с уровня выпускника, как по академическим, так и по профессиональным направлениям, что приводит к получению степени магистра / ученого или доктора философии. / EngD степень.

INCOSE в сотрудничестве с Исследовательским центром системной инженерии в Технологическом институте Стивенса поддерживает регулярно обновляемый каталог всемирных академических программ в надлежащим образом аккредитованных учреждениях. [5] По состоянию на 2017 год в нем перечислены более 140 университетов в Северной Америке, предлагающих более 400 программ бакалавриата и магистратуры в области системной инженерии. Широко распространенное институциональное признание этой области как отдельной дисциплины появилось совсем недавно; в выпуске того же издания за 2009 год сообщается, что количество таких школ и программ составляет всего 80 и 165 соответственно.

Образование в области системной инженерии можно рассматривать как системно-ориентированное или предметно-ориентированное :

  • Системно-ориентированные программы рассматривают системную инженерию как отдельную дисциплину, и большинство курсов преподаются с упором на принципы и практику системной инженерии.
  • Программы, ориентированные на предметную область , предлагают системную инженерию в качестве опции, которую можно использовать в другой важной области инженерии.

Оба этих паттерна стремятся обучить системного инженера, способного контролировать междисциплинарные проекты с глубиной, необходимой для основного инженера. [33]

Темы системной инженерии [ править ]

Инструменты системной инженерии - это стратегии , процедуры и методы, которые помогают выполнять системную инженерию проекта или продукта . Назначение этих инструментов варьируется от управления базами данных, графического просмотра, моделирования и рассуждений до создания документов, нейтрального импорта / экспорта и многого другого. [34]

Система [ править ]

Есть много определений того, что такое система в области системной инженерии. Ниже приведены несколько авторитетных определений:

  • ANSI / EIA -632-1999: «Совокупность конечных продуктов, позволяющая продуктам достичь поставленной цели». [35]
  • Основы системной инженерии DAU : «интегрированный состав людей, продуктов и процессов, обеспечивающий возможность удовлетворить заявленную потребность или цель». [36]
  • IEEE Std 1220-1998: «Набор или расположение элементов и процессов, которые связаны и поведение которых удовлетворяет потребности клиентов / эксплуатации и обеспечивает поддержание жизненного цикла продуктов». [37]
  • Руководство по системному проектированию INCOSE : «однородный объект, который демонстрирует предопределенное поведение в реальном мире и состоит из разнородных частей, которые индивидуально не проявляют этого поведения, и интегрированной конфигурации компонентов и / или подсистем». [38]
  • INCOSE : «Система - это конструкция или набор различных элементов, которые вместе дают результаты, которые нельзя получить с помощью одних элементов. Элементы или части могут включать людей, оборудование, программное обеспечение, оборудование, политики и документы; то есть все, необходимы для получения результатов на уровне системы. Результаты включают в себя качества, свойства, характеристики, функции, поведение и производительность на уровне системы. Стоимость, добавляемая системой в целом, помимо той, которая вносится независимо от частей, в первую очередь создается отношениями между части, то есть как они взаимосвязаны ». [39]
  • ISO / IEC 15288: 2008: «Комбинация взаимодействующих элементов, организованных для достижения одной или нескольких заявленных целей». [40]
  • Справочник НАСА по системному проектированию: «(1) Комбинация элементов, которые функционируют вместе, чтобы обеспечить способность удовлетворить потребность. Элементы включают в себя все оборудование, программное обеспечение, оборудование, помещения, персонал, процессы и процедуры, необходимые для этой цели. (2) ) Конечный продукт (который выполняет операционные функции) и вспомогательные продукты (которые предоставляют услуги поддержки жизненного цикла для операционных конечных продуктов), составляющие систему ». [41]

Системные инженерные процессы [ править ]

Процессы системного проектирования охватывают все творческие, ручные и технические действия, необходимые для определения продукта и которые необходимо выполнить для преобразования определения системы в достаточно подробную спецификацию проектирования системы для производства и развертывания продукта. Проектирование и разработку системы можно разделить на четыре этапа, каждый из которых имеет разные определения: [42]

  • постановка задачи (информативное определение),
  • концептуальный этап (кардинальное определение),
  • стадия проектирования (формирующее определение), и
  • стадия реализации (определение производства).

В зависимости от области применения инструменты используются на различных этапах процесса системной инженерии: [24]

Использование моделей [ править ]

Модели играют важную и разнообразную роль в системной инженерии. Модель может быть определена несколькими способами, в том числе: [43]

  • Абстракция реальности, призванная ответить на конкретные вопросы о реальном мире.
  • Имитация, аналог или представление реального мирового процесса или структуры; или же
  • Концептуальный, математический или физический инструмент, помогающий лицу, принимающему решение.

Вместе эти определения достаточно широки, чтобы охватить физические инженерные модели, используемые при проверке проекта системы, а также схематические модели, такие как функциональная блок-схема и математические (то есть количественные) модели, используемые в процессе изучения торговли. В этом разделе основное внимание уделяется последнему. [43]

Основная причина использования математических моделей и диаграмм в исследованиях торговли заключается в предоставлении оценок эффективности системы, производительности или технических характеристик, а также стоимости на основе набора известных или поддающихся оценке количеств. Как правило, требуется набор отдельных моделей, чтобы предоставить все эти переменные результата. Суть любой математической модели - это набор значимых количественных соотношений между ее входами и выходами. Эти отношения могут быть такими простыми, как сложение составляющих величин для получения общей суммы, или такими сложными, как набор дифференциальных уравнений, описывающих траекторию космического корабля в гравитационном поле. В идеале отношения выражают причинно-следственную связь, а не только корреляцию. [43]Кроме того, ключом к успешной деятельности по системному проектированию также являются методы, с помощью которых эти модели эффективно и действенно управляются и используются для моделирования систем. Однако различные области часто представляют собой повторяющиеся проблемы моделирования и симуляции для системной инженерии, и новые достижения направлены на перекрестное использование методов среди различных научных и инженерных сообществ под названием «Моделирование и системная инженерия на основе моделирования». [44]

Формализмы моделирования и графические представления [ править ]

Первоначально, когда основной целью системного инженера является понимание сложной проблемы, графические представления системы используются для передачи функциональных требований системы и требований к данным. [45] Общие графические представления включают:

  • Функциональная блок-схема (FFBD)
  • Модельно-ориентированный дизайн
  • Диаграмма потока данных (DFD)
  • График N2
  • Диаграмма IDEF0
  • Диаграмма вариантов использования
  • Схема последовательности
  • Блок-схема
  • График потока сигналов
  • Карты функций и типы USL
  • Фреймворки архитектуры предприятия
  • Системная инженерия на основе моделей

Графическое представление связывает различные подсистемы или части системы через функции, данные или интерфейсы. Любой или каждый из вышеперечисленных методов используется в отрасли в зависимости от требований. Например, диаграмма N2 может использоваться там, где важны интерфейсы между системами. На этапе проектирования создается структурная и поведенческая модели системы.

После того, как требования поняты, теперь ответственность за их уточнение лежит на системном инженере и вместе с другими инженерами определить лучшую технологию для работы. На этом этапе, начиная с исследования торговли, системная инженерия поощряет использование взвешенного выбора для определения наилучшего варианта. Матрица решения , или методы Пью, являются одним из способов ( РКИдругой), чтобы сделать этот выбор с учетом всех важных критериев. Торговое исследование, в свою очередь, информирует дизайн, который снова влияет на графическое представление системы (без изменения требований). В процессе SE этот этап представляет собой итерационный этап, который выполняется до тех пор, пока не будет найдено допустимое решение. Матрица решений часто заполняется с использованием таких методов, как статистический анализ, анализ надежности, системная динамика (управление с обратной связью) и методы оптимизации.

Другие инструменты [ править ]

Язык моделирования систем (SysML), язык моделирования, используемый для приложений системной инженерии, поддерживает спецификацию, анализ, проектирование, проверку и валидацию широкого спектра сложных систем. [46]

Язык моделирования жизненного цикла (LML) - это язык моделирования с открытым стандартом, разработанный для системного проектирования, который поддерживает полный жизненный цикл: этапы концептуального, использования, поддержки и вывода из эксплуатации. [47]

Связанные поля и подполя [ править ]

Многие связанные области можно считать тесно связанными с системным проектированием. Следующие области внесли свой вклад в развитие системной инженерии как отдельного объекта:

Когнитивная системная инженерия
Когнитивная системная инженерия (CSE) - это особый подход к описанию и анализу человеко-машинных систем или социотехнических систем . [48] Три основные темы CSE - это то, как люди справляются со сложностями, как работа выполняется с использованием артефактов и как человеко-машинные системы и социотехнические системы могут быть описаны как совместные когнитивные системы. CSE с самого начала стал признанной научной дисциплиной, иногда также называемой когнитивной инженерией . Концепция совместной когнитивной системы (JCS), в частности, стала широко использоваться как способ понимания того, как сложные социотехнические системы могут быть описаны с разной степенью разрешения. Подробно описан более чем 20-летний опыт работы с CSE.[49] [50]
Управление конфигурацией
Как и системная инженерия, управление конфигурациями, практикуемое в оборонной и аэрокосмической промышленности, представляет собой широкую практику системного уровня. Эта область параллельна задачам системной инженерии; где системная инженерия занимается разработкой требований, распределением между элементами разработки и верификацией, управление конфигурацией занимается сбором требований, прослеживаемостью до элемента разработки и аудитом элемента разработки, чтобы гарантировать, что он достиг желаемой функциональности, которую системное проектирование и / или тестирование и Verification Engineering подтверждена объективным тестированием.
Техника управления
Техника управления, ее разработка и внедрение систем управления , широко используемые почти во всех отраслях промышленности, представляют собой обширную область системной инженерии. Круиз-контроль на автомобиле и система наведения баллистической ракеты - два примера. Теория систем управления - активная область прикладной математики, включающая исследование пространств решений и разработку новых методов анализа процесса управления.
Промышленная инженерия
Промышленный инжиниринг - это отрасль инженерии, которая касается разработки, улучшения, внедрения и оценки интегрированных систем людей, денег, знаний, информации, оборудования, энергии, материалов и процессов. Промышленная инженерия опирается на принципы и методы инженерного анализа и синтеза, а также математические, физические и социальные науки вместе с принципами и методами инженерного анализа и проектирования для определения, прогнозирования и оценки результатов, полученных с помощью таких систем.
Дизайн интерфейса
Дизайн интерфейса и его спецификация связаны с обеспечением того, чтобы части системы соединялись и взаимодействовали с другими частями системы и с внешними системами по мере необходимости. Дизайн интерфейса также включает обеспечение того, чтобы системные интерфейсы могли принимать новые функции, включая механические, электрические и логические интерфейсы, включая зарезервированные провода, пространство для разъемов, коды команд и биты в протоколах связи. Это известно как расширяемость . Человеко- машинное взаимодействие (HCI) или человеко-машинный интерфейс (HMI) - это еще один аспект проектирования интерфейсов и важнейший аспект современной системной инженерии. Принципы системной инженерии применяются при разработке сетевых протоколов для локальных сетей.и глобальные сети .
Мехатронная инженерия
Мехатронная инженерия , как и системная инженерия, является междисциплинарной областью инженерии, которая использует моделирование динамических систем для выражения материальных конструкций. В этом отношении он почти неотличим от системной инженерии, но его отличает акцент на более мелких деталях, а не на более крупных обобщениях и взаимосвязях. Таким образом, обе области отличаются масштабом своих проектов, а не методологией своей практики.
Исследование операций
Исследование операций поддерживает системную инженерию. Инструменты исследования операций используются в системном анализе, принятии решений и исследованиях торговли. Несколько школы учат SE курсов в этих операциях поиска или промышленные инженерный отдел, [ править ] выделение системы ролей для инженерно - технической играют в сложных проектах. Вкратце, исследование операций связано с оптимизацией процесса при множественных ограничениях. [51]
Инженерия производительности
Инженерия производительности - это дисциплина, обеспечивающая соответствие системы ожиданиям клиентов в отношении производительности на протяжении всего срока ее службы. Производительность обычно определяется как скорость, с которой выполняется определенная операция, или возможность выполнения ряда таких операций за единицу времени. Производительность может снизиться, если операции, поставленные в очередь на выполнение, регулируются ограниченной емкостью системы. Например, производительность сети с коммутацией пакетов характеризуется задержкой сквозного прохождения пакетов или количеством пакетов, коммутируемых за час. При проектировании высокопроизводительных систем используется аналитическое или имитационное моделирование, тогда как реализация высокопроизводительной реализации требует тщательного тестирования производительности. Инжиниринг производительности во многом опирается на статистику, Теории массового обслуживания и теории вероятностей для ее инструментов и процессов.
Управление программами и проектами
Управление программами (или управление программами) имеет много общего с системной инженерией, но имеет более широкое происхождение, чем инженерное проектирование системной инженерии. Управление проектами также тесно связано как с управлением программами, так и с системным проектированием.
Предложение инжиниринга
Разработка предложений - это применение научных и математических принципов для проектирования, конструирования и эксплуатации рентабельной системы разработки предложений. По сути, разработка предложений использует « процесс системной инженерии » для создания экономически эффективного предложения и увеличения шансов на успешное предложение.
Техника надежности
Инжиниринг надежности - это дисциплина, обеспечивающая соответствие системы ожиданиям потребителей в отношении надежности на протяжении всего срока ее службы; т.е. он не выходит из строя чаще, чем ожидалось. Помимо предсказания отказа, это не менее важно для предотвращения отказа. Техника надежности применяется ко всем аспектам системы. Это тесно связано с ремонтопригодностью , доступностью ( некоторые предпочитают надежность или RAMS ) и логистикой . Инжиниринг надежности всегда является критическим компонентом техники безопасности, как при анализе видов и последствий отказов (FMEA) и анализе дерева отказов, так и при проектировании безопасности..
Управление рисками
Управление рисками , практика оценки и работы с рисками - одна из междисциплинарных частей системной инженерии. При разработке, приобретении или эксплуатационной деятельности включение риска в компромисс со стоимостью, графиком и характеристиками производительности включает в себя итеративное управление сложной конфигурацией, отслеживаемость и оценку, планирование и управление требованиями по доменам и для жизненного цикла системы, который требует междисциплинарный технический подход к системной инженерии. Системное проектирование включает в себя управление рисками, определяющее, адаптирующее, внедряющее и отслеживающее структурированный процесс управления рисками, который интегрирован в общую работу. [52]
Техника безопасности
Техники техники безопасности могут применяться инженерами-неспециалистами при проектировании сложных систем для минимизации вероятности критических для безопасности отказов. Функция «Проектирование безопасности системы» помогает идентифицировать «угрозы безопасности» в разрабатываемых проектах и ​​может помочь с методами «смягчения» последствий (потенциально) опасных условий, которые не могут быть спроектированы вне систем.
Планирование
Планирование - это один из инструментов поддержки системного проектирования как практика и элемент оценки междисциплинарных проблем при управлении конфигурацией. В частности, проблема системной инженерии связана с прямой взаимосвязью ресурсов, характеристик производительности и риска с продолжительностью задачи или связями зависимостей между задачами и воздействиями на протяжении жизненного цикла системы.
Инженерия безопасности
Инжиниринг безопасности можно рассматривать как междисциплинарную область, которая объединяет сообщество специалистов по проектированию систем управления, надежности, безопасности и системному проектированию. Он может включать такие подспециальности, как аутентификация пользователей системы, целей системы и других: людей, объектов и процессов.
Программная инженерия
С самого начала программная инженерия помогла сформировать современную практику системной инженерии. Методы, используемые при управлении сложностями больших программно-интенсивных систем, оказали большое влияние на формирование и изменение инструментов, методов и процессов системного проектирования.

См. Также [ править ]

  • Аркадия (инженерия)
  • Техника управления
  • Обзор дизайна (правительство США)
  • Управление проектированием
  • Разработка корпоративных систем
  • Промышленная инженерия
  • Междисциплинарность
  • Список производственных тем
  • Список системных инженеров
  • Список видов системной инженерии
  • Кибернетика управления
  • Системная инженерия на основе моделей
  • Управление операциями
  • Метод анализа и проектирования структурированных систем
  • Система системной инженерии (SoSE)
  • Системная авария
  • Системная архитектура
  • Жизненный цикл разработки систем
  • Системное мышление (например, теория ограничений , отображение потока создания ценности )
  • Системное информационное моделирование

Ссылки [ править ]

  1. Перейти ↑ Schlager, J. (июль 1956 г.). «Системная инженерия: ключ к современному развитию». Сделки IRE . ЭМ-3 (3): 64–66. DOI : 10,1109 / ИРЭТ-EM.1956.5007383 . S2CID  51635376 .
  2. ↑ Артур Д. Холл (1962). Методология системной инженерии . Ван Ностранд Рейнхольд. ISBN 978-0-442-03046-9.
  3. ↑ Эндрю Патрик Сейдж (1992). Системная инженерия . Wiley IEEE. ISBN 978-0-471-53639-0.
  4. ^ INCOSE Resp Group (11 июня 2004 г.). «Генезис INCOSE» . Проверено 11 июля 2006 года .
  5. ^ a b INCOSE / Ученый совет. «Всемирный справочник академических программ SE и IE» . Архивировано из оригинального 26 декабря 2018 года . Дата обращения 4 февраля 2019 .
  6. ^ Преодоление сложности: уроки приобретения систем защиты, Группа оборонного машиностроения . Университетский колледж Лондона . 2005 г.
  7. ^ Справочник по системному проектированию, версия 2а . INCOSE. 2004 г.
  8. ^ Справочник по системной инженерии НАСА . НАСА . 1995. СП-610С.
  9. ^ "Дерек Хитчинс" . INCOSE UK . Проверено 2 июня 2007 года .
  10. ^ Гуд, Гарри H .; Роберт Э. Махол (1957). Системная инженерия: Введение в проектирование крупномасштабных систем . Макгроу-Хилл. п. 8. LCCN 56011714 . 
  11. ^ Каштан, Гарольд (1965). Инструменты системного проектирования . Вайли. ISBN 978-0-471-15448-8.
  12. ^ Донна Роудс; Дэниел Гастингс (март 2004 г.). «Аргументы в пользу развития системной инженерии как области инженерных систем». Симпозиум MIT по инженерным системам. CiteSeerX 10.1.1.86.7496 .  Cite journal requires |journal= (help)
  13. ^ a b Checkland, Питер (1999). Системное мышление, системная практика . Джон Вили и сыновья.
  14. ^ Checkland, Питер (1999). Системное мышление, системная практика . Джон Вили и сыновья.Пайстер, Артур, изд. 2012. Свод знаний системной инженерии. 1.0 ed: Институт Стивенса и Военно-морская аспирантура.
  15. ^ Оливер, Дэвид В .; Тимоти П. Келлихер, Джеймс Г. Киган младший (1997). Инженерные сложные системы с моделями и объектами . Макгроу-Хилл. стр.  85 -94. ISBN 978-0-07-048188-6.
  16. ^ "ЮВ ВЭЭ" . SEOR, Университет Джорджа Мейсона. Архивировано из оригинального 18 октября 2007 года . Проверено 26 мая 2007 года .
  17. ^ Рамо, Саймон ; Робин К. Сент-Клер (1998). Системный подход: свежие решения сложных проблем путем объединения науки и практического здравого смысла (PDF) . Анахайм, Калифорния: KNI, Inc.
  18. ^ «4. Системная инженерия» (PDF) . Справочник по оборонным закупкам . Университет оборонных закупок . Проверено 12 августа 2015 года .
  19. ^ "Программа системного проектирования в Корнельском университете" . Корнельский университет . Проверено 25 мая 2007 года .
  20. ^ "Преподаватели и преподавательский состав ОУР" . Отдел инженерных систем, Массачусетский технологический институт . Проверено 25 мая 2007 года .
  21. ^ Ясин, А. и Браха, D. (2003). «Комплексное параллельное проектирование и матричный подход к проектированию». Параллельная разработка: исследования и приложения 11 (3): 165–177.
  22. ^ Браха, Д. и Бар-Ям, Y. (июль 2007). «Статистическая механика разработки сложных продуктов: эмпирические и аналитические результаты». Наука управления 53 (7): 1127–1145.
  23. ^ «Основные курсы, системный анализ - архитектура, поведение и оптимизация» . Корнельский университет . Проверено 25 мая 2007 года .
  24. ^ a b Основы системной инженерии. Архивировано 31 января 2017 года в издательстве Wayback Machine Defense Acquisition University Press, 2001.
  25. ^ Рик Адкок. «Принципы и практики системной инженерии» (PDF) . INCOSE, Великобритания. Архивировано из оригинального (PDF) 15 июня 2007 года . Проверено 7 июня 2007 года .
  26. ^ "Системная инженерия, возможности карьерного роста и информация о заработной плате (1994)" . Университет Джорджа Мейсона. Архивировано из оригинального 22 сентября 2007 года . Проверено 7 июня 2007 года .
  27. ^ а б «Понимание ценности системной инженерии» (PDF) . Проверено 7 июня 2007 года .
  28. ^ "Исследование эффективности инженерных систем" (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 15 июня 2007 года . Проверено 7 июня 2007 года .
  29. ^ "Оценка стоимости системного проектирования консенсусом" . Проверено 7 июня 2007 года .
  30. ^ Эндрю П. Сейдж , Стивен Р. Олсон (2001). «Моделирование и имитация в системной инженерии» . Моделирование . 76 (2): 90. DOI : 10,1177 / 003754970107600207 . S2CID 3016918 . Архивировано из оригинального 21 октября 2007 года . Проверено 2 июня 2007 года . 
  31. Перейти ↑ EC Smith Jr. (1962). «Моделирование в системной инженерии» (PDF) . IBM Research . Проверено 2 июня 2007 года . Cite journal requires |journal= (help)
  32. ^ «Дидактические рекомендации для обучения системной инженерии» (PDF) . Проверено 7 июня 2007 года .
  33. ^ "Перспективы аккредитации системотехники" (PDF) . INCOSE . Архивировано из оригинального (PDF) 15 июня 2007 года . Проверено 7 июня 2007 года .
  34. ^ Стивен Дженкинс. «Будущее инструментов системного проектирования» (PDF) . НАСА. п. 15. Архивировано из оригинального (PDF) 26 сентября 2007 года . Проверено 10 июня 2007 года .
  35. ^ "Процессы проектирования системы", ANSI / EIA-632-1999, ANSI / EIA , 1999 [1]
  36. ^ «ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ, январь 2001 г.» (PDF) .
  37. ^ "Стандарт для применения и управления процессом системного проектирования - Описание", IEEE Std 1220-1998, IEEE , 1998 [2]
  38. ^ "Руководство по системному проектированию", v3.1, INCOSE , 2007 [3]
  39. ^ "Консенсус членов INCOSE", INCOSE , 2006 [4]
  40. ^ «Системная и программная инженерия - Процессы жизненного цикла системы», ISO / IEC 15288: 2008, ISO / IEC , 2008 [5]
  41. ^ "Руководство по системному проектированию НАСА", редакция 1, НАСА / SP-2007-6105, НАСА , 2007 [6]
  42. ^ J. Lienig; Х. Брюммер (2017). Основы проектирования электронных систем . Издательство Springer International. С. 6–7. DOI : 10.1007 / 978-3-319-55840-0 . ISBN 978-3-319-55839-4.
  43. ^ а б в НАСА (1995). «Вопросы системного анализа и моделирования». В: Справочник по системной инженерии НАСА. Архивировано 17 декабря 2008 г. на Wayback Machine, июнь 1995 г. с.85.
  44. ^ Джанни, Даниэле; Д'Амброджо, Андреа; Толк, Андреас, ред. (4 декабря 2014 г.). Справочник по моделированию и системной инженерии на основе имитационного моделирования (1-е изд.). CRC Press. п. 513. ISBN 9781466571457.
  45. ^ Лонг, Джим (2002). «Отношения между общими графическими представлениями в системной инженерии» (PDF) . Корпорация Витек . Cite journal requires |journal= (help)
  46. ^ "Спецификация OMG SysML" (PDF) . Проект спецификации с открытым исходным кодом SysML. п. 23 . Проверено 3 июля 2007 года .
  47. ^ «Спецификация LML» (PDF) . Руководящий комитет LML. п. 4 . Дата обращения 5 июня 2014 .
  48. ^ Hollnagel E. & Woods DD (1983). Когнитивная системная инженерия: Новое вино в новых бутылках. Международный журнал человеко-машинных исследований, 18, 583–600.
  49. ^ Hollnagel, E. & Woods, DD (2005) Совместные когнитивные системы: основы инженерии когнитивных систем. Тейлор и Фрэнсис
  50. ^ Woods, DD & Hollnagel, E. (2006). Совместные когнитивные системы: шаблоны в когнитивной системной инженерии. Тейлор и Фрэнсис.
  51. ^ (См статьи для обсуждения: [7] и «архивной копии» Архивировано из. Оригинала 20 сентября 2005 Проверено. +30 ноябрю 2005 .CS1 maint: archived copy as title (link))
  52. ^ «Инструментарий управления рисками» . MITRE, SE Process Office . Проверено 8 сентября 2016 года .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Блокли, Д. Годфри, П. Делая иначе: системы для переосмысления инфраструктуры, второе издание , ICE Publications, Лондон, 2017.
  • Буэде, Д.М., Миллер, В.Д. Инженерное проектирование систем: модели и методы, третье издание , John Wiley and Sons, 2016.
  • Каштан, H. , инженерно - технических систем Методы . Wiley, 1967.
  • Gianni, D. et al. (ред.), Руководство по проектированию систем на основе моделирования и имитации , CRC Press, 2014 г., CRC
  • Гуд, HH , Роберт Э. Махол Системная инженерия: Введение в проектирование крупномасштабных систем , McGraw-Hill, 1957.
  • Хитчинс, Д. (1997) Системная инженерия мирового класса на hitchins.net.
  • Лиениг, Дж., Брюммер, Х., Основы проектирования электронных систем , Springer, 2017 ISBN 978-3-319-55839-4 . 
  • Малакути, Б. (2013). Операционные и производственные системы с множеством целей. Джон Вили и сыновья. ISBN 978-1-118-58537-5 
  • MITER, Руководство по системному проектированию MITER ( pdf )
  • NASA (2007) Справочник по системному проектированию , NASA / SP-2007-6105 Rev1, декабрь 2007 г.
  • НАСА (2013 г.) Процессы и требования системного проектирования НАСА NPR 7123.1B, Апрель 2013 г. Процедурные требования НАСА
  • Оливер, Д.В. и др. Инженерные сложные системы с моделями и объектами. Макгроу-Хилл , 1997.
  • Рамо, С. , Сент-Клер, Р.К. Системный подход: свежие решения сложных проблем путем объединения науки и практического здравого смысла , Анахайм, Калифорния: KNI, Inc, 1998.
  • Сейдж, А. П. , Системная инженерия . Wiley IEEE, 1992. ISBN 0-471-53639-3 . 
  • Сейдж, А.П. , Олсон, С.Р., Моделирование и моделирование в системной инженерии , 2001.
  • SEBOK.org, свод знаний системной инженерии (SEBoK)
  • Шермон, Д. Системное проектирование затрат , издательство Gower , 2009 г.
  • Шишко Р. и др. (2005)Справочник НАСА по системной инженерии . Центр аэрокосмической информации НАСА, 2005 г.
  • Стивенс Р. и др. Системная инженерия: справляться со сложностями . Прентис Холл, 1998.
  • ВВС США, Руководство и руководство по системному проектированию SMC , 2004 г.
  • Колледж системного менеджмента Министерства обороны США (2001 г.), Основы системной инженерии . Издательство Defense Acquisition University Press, 2001 г.
  • Руководство Министерства обороны США по интеграции системного проектирования в контракты Министерства обороны США , 2006 г.
  • Министерство обороны США MIL-STD-499 Управление системным проектированием

Внешние ссылки [ править ]

  • Домашняя страница ICSEng .
  • Домашняя страница INCOSE .
  • Домашняя страница INCOSE UK
  • Домашняя страница PPI SE Goldmine
  • Свод знаний системной инженерии
  • Инструменты системной инженерии Список инструментов системной инженерии
  • AcqNotes Обзор системной инженерии Министерства обороны США
  • Подразделение системного проектирования NDIA
  • Инженерная синергия
Ассоциации
  • INCOSE
  • Институт промышленных и системных инженеров