Systemteknik

Systemtekniker används i komplexa projekt: rymdfarkostdesign, datorchipdesign, robotik, mjukvaruintegration och brobyggande. Systemteknik använder en mängd verktyg som inkluderar modellering och simulering , kravanalys och schemaläggning för att hantera komplexitet .

Systemteknik är ett tvärvetenskapligt område för ingenjörs- och ingenjörsledning som fokuserar på hur man designar, integrerar och hanterar komplexa system över deras livscykler . I kärnan använder systemteknik för systemtänkande för att organisera denna kunskapsmassa. Det individuella resultatet av sådana ansträngningar, ett konstruerat system , kan definieras som en kombination av komponenter som arbetar i synergi för att tillsammans utföra en användbar funktion .

Frågor som kravteknik , tillförlitlighet, logistik , koordinering av olika team, testning och utvärdering, underhållsbarhet och många andra discipliner som är nödvändiga för framgångsrik systemdesign, utveckling, implementering och slutlig avveckling blir svårare när man hanterar stora eller komplexa projekt. Systemteknik handlar om arbetsprocesser, optimeringsmetoder och verktyg för riskhantering i sådana projekt. Den överlappar tekniska och människocentrerade discipliner som industriteknik , produktionssystemteknik, processsystemteknik , maskinteknik , tillverkningsteknik , produktionsteknik , styrteknik , mjukvaruteknik , elektroteknik , cybernetik , flygteknik , organisationsstudier , civilingenjör och projektledning . Systemteknik säkerställer att alla troliga aspekter av ett projekt eller system beaktas och integreras i en helhet.

Systemteknikprocessen är en upptäcktsprocess som är helt olik en tillverkningsprocess. En tillverkningsprocess är fokuserad på repetitiva aktiviteter som uppnår högkvalitativa resultat med minimal kostnad och tid. Systemteknikprocessen måste börja med att upptäcka de verkliga problemen som måste lösas, och identifiera de mest sannolika eller största störningar som kan uppstå - systemteknik innebär att hitta lösningar på dessa problem.

Historia

QFD House of Quality för Enterprise Product Development Processer

Termen systemteknik kan spåras tillbaka till Bell Telephone Laboratories på 1940-talet. Behovet av att identifiera och manipulera egenskaperna hos ett system som helhet, som i komplexa ingenjörsprojekt kan skilja sig mycket från summan av delarnas egenskaper, motiverade olika industrier, särskilt de som utvecklar system för den amerikanska militären, att tillämpa disciplinen.

När det inte längre var möjligt att förlita sig på designutveckling för att förbättra ett system och de befintliga verktygen inte räckte till för att möta växande krav, började nya metoder utvecklas som åtgärdade komplexiteten direkt. Den fortsatta utvecklingen av systemteknik omfattar utveckling och identifiering av nya metoder och modelleringstekniker. Dessa metoder bidrar till en bättre förståelse av design och utvecklingskontroll av tekniska system när de blir mer komplexa. Populära verktyg som ofta används inom systemteknik utvecklades under dessa tider, inklusive USL , UML , QFD och IDEF .

1990 grundades en professionell förening för systemteknik, National Council on Systems Engineering (NCOSE), av representanter från ett antal amerikanska företag och organisationer. NCOSE skapades för att ta itu med behovet av förbättringar av systemteknik och utbildning. Som ett resultat av ett växande engagemang från systemingenjörer utanför USA ändrades organisationens namn till International Council on Systems Engineering (INCOSE) 1995. Skolor i flera länder erbjuder forskarutbildning i systemteknik, och fortbildningsalternativ är även tillgänglig för praktiserande ingenjörer.

Begrepp

Några definitioner
Simon Ramo som av vissa ansågs vara en grundare av modern systemteknik definierade disciplinen som: "...en gren av ingenjörskonst som koncentrerar sig på design och tillämpning av helheten som distinkt från delarna, och tittar på ett problem i dess helhet, med hänsyn till alla aspekter och alla variabler och kopplar det sociala till det tekniska." — Conquering Complexity, 2004.
"Ett tvärvetenskapligt tillvägagångssätt och medel för att möjliggöra förverkligandet av framgångsrika system" — INCOSE -handbok, 2004.
"Systemteknik är ett robust tillvägagångssätt för design, skapande och drift av system. Enkelt uttryckt, tillvägagångssättet består av identifiering och kvantifiering av systemmål, skapande av alternativa systemdesignkoncept, utförande av designaffärer, val och implementering av den bästa designen, verifiering av att designen är korrekt byggd och integrerad samt efterimplementering bedömning av hur väl systemet uppfyller (eller nått) målen." — NASA Systems Engineering Handbook, 1995.
"Konsten och vetenskapen att skapa effektiva system, använda hela systemet, principer för hela livet" ELLER "Konsten och vetenskapen att skapa optimala lösningssystem för komplexa problem och problem" — Derek Hitchins, Prof. Systems Engineering, tidigare president för INCOSE (Storbritannien), 2007.
"Konceptet ur ingenjörssynpunkt är utvecklingen av ingenjörsvetaren, dvs. den vetenskapliga generalisten som har en bred syn. Metoden är den från teammetoden. I stort sett -skalsystemproblem, team av vetenskapsmän och ingenjörer, generalister såväl som specialister, anstränger sig gemensamt för att hitta en lösning och fysiskt förverkliga den...Tekniken har på olika sätt kallats systemmetoden eller teamutvecklingsmetoden." — Harry H. Goode & Robert E. Machol, 1957.
"Den systemtekniska metoden erkänner att varje system är en integrerad helhet även om den består av olika, specialiserade strukturer och underfunktioner. Den erkänner vidare att alla system har ett antal mål och att balansen mellan dem kan skilja sig mycket från system till system. Metoderna syftar till att optimera de övergripande systemfunktionerna enligt de viktade målen och att uppnå maximal kompatibilitet mellan dess delar." — Systems Engineering Tools av Harold Chestnut, 1965.

Systemteknik betyder bara ett tillvägagångssätt och, på senare tid, en disciplin inom teknik. Syftet med utbildningen i systemteknik är att på ett enkelt sätt formalisera olika angreppssätt och därigenom identifiera nya metoder och forskningsmöjligheter liknande det som finns inom andra teknikområden. Som ett tillvägagångssätt är systemteknik holistisk och tvärvetenskaplig till sin smak.

Ursprung och traditionell omfattning

Den traditionella omfattningen av ingenjörskonst omfattar utformning, design, utveckling, produktion och drift av fysiska system. Systemteknik, som ursprungligen tänkt, faller inom detta räckvidd. "Systemteknik", i denna mening av termen, syftar på byggandet av ingenjörskoncept.

Utveckling till en bredare räckvidd

Användningen av termen "systemingenjör" har utvecklats över tiden för att omfatta ett bredare, mer holistiskt koncept av "system" och tekniska processer. Denna utveckling av definitionen har varit föremål för pågående kontroverser, och termen fortsätter att gälla för både den snävare och bredare räckvidden.

Traditionell systemteknik sågs som en gren av ingenjörskonsten i klassisk mening, det vill säga tillämpas endast på fysiska system, såsom rymdfarkoster och flygplan. På senare tid har systemteknik utvecklats för att få en bredare betydelse, särskilt när människor sågs som en viktig komponent i ett system. Peter Checkland , till exempel, fångar den bredare innebörden av systemteknik genom att säga att 'ingenjörskonst' "kan läsas i dess allmänna betydelse; du kan utforma ett möte eller en politisk överenskommelse."

I överensstämmelse med den bredare omfattningen av systemteknik har Systems Engineering Body of Knowledge (SEBoK) definierat tre typer av systemteknik: (1) Product Systems Engineering (PSE) är den traditionella systemtekniken fokuserad på design av fysiska system som består av hårdvara och mjukvara. (2) Enterprise Systems Engineering (ESE) avser synen på företag, det vill säga organisationer eller kombinationer av organisationer, som system. (3) Service Systems Engineering (SSE) har att göra med konstruktion av servicesystem. Checkland definierar ett servicesystem som ett system som är tänkt att tjäna ett annat system. De flesta civila infrastruktursystem är servicesystem.

Helhetssyn

Systemteknik fokuserar på att analysera och framkalla kundbehov och nödvändig funktionalitet tidigt i utvecklingscykeln, dokumentera krav och sedan fortsätta med designsyntes och systemvalidering samtidigt som man överväger hela problemet, systemets livscykel . Detta inkluderar fullständig förståelse för alla inblandade intressenter . Oliver et al. hävda att den systemtekniska processen kan brytas ner i

  • en Systems Engineering Technical Process , och
  • en Systems Engineering Management Process .

Inom Olivers modell är målet med förvaltningsprocessen att organisera den tekniska insatsen i livscykeln, medan den tekniska processen inkluderar att bedöma tillgänglig information , definiera effektivitetsmått , skapa en beteendemodell , skapa en strukturmodell , utföra avvägningsanalys , och skapa sekventiell bygg- och testplan .

Beroende på deras tillämpning, även om det finns flera modeller som används i branschen, syftar de alla till att identifiera relationen mellan de olika stegen som nämns ovan och införliva feedback. Exempel på sådana modeller är vattenfallsmodellen och VEE-modellen (även kallad V-modellen).

Tvärvetenskapligt område

Systemutveckling kräver ofta bidrag från olika tekniska discipliner. Genom att tillhandahålla en systemuppfattning ( holistisk ) över utvecklingsinsatsen hjälper systemteknik att forma alla tekniska bidragsgivare till en enhetlig teaminsats, som bildar en strukturerad utvecklingsprocess som går från idé till produktion till drift och, i vissa fall, till uppsägning och avyttring . I ett förvärv kombinerar den holistiska integrerande disciplinen bidrag och balanserar avvägningar mellan kostnad, schema och prestanda samtidigt som en acceptabel risknivå som täcker föremålets hela livscykel bibehålls.

Detta perspektiv replikeras ofta i utbildningsprogram, genom att systemteknikkurser undervisas av fakulteter från andra ingenjörsavdelningar, vilket bidrar till att skapa en tvärvetenskaplig miljö.

Hantera komplexitet

Behovet av systemteknik uppstod med ökad komplexitet hos system och projekt, vilket i sin tur exponentiellt ökade möjligheten för komponentfriktion och därför opålitligheten i designen. När man talar i detta sammanhang innefattar komplexitet inte bara tekniska system, utan också den logiska mänskliga organisationen av data. Samtidigt kan ett system bli mer komplext på grund av en ökning i storlek såväl som med en ökning av mängden data, variabler eller antalet fält som är involverade i designen. Den internationella rymdstationen är ett exempel på ett sådant system.

Den internationella rymdstationen är ett exempel på ett mycket komplext system som kräver systemteknik.

Utvecklingen av smartare styralgoritmer , mikroprocessordesign och analys av miljösystem faller också inom ramen för systemteknik. Systemteknik uppmuntrar användningen av verktyg och metoder för att bättre förstå och hantera komplexitet i system. Några exempel på dessa verktyg kan ses här:

Att ta ett tvärvetenskapligt förhållningssätt till tekniska system är till sin natur komplext eftersom beteendet hos och interaktionen mellan systemkomponenter inte alltid är omedelbart väl definierat eller förstådd. Att definiera och karakterisera sådana system och delsystem och interaktionerna mellan dem är ett av målen för systemteknik. Genom att göra så överbryggas klyftan som finns mellan informella krav från användare, operatörer, marknadsföringsorganisationer och tekniska specifikationer.

Omfattning

Omfattningen av systemteknisk verksamhet

Ett sätt att förstå motivationen bakom systemteknik är att se det som en metod, eller praktik, för att identifiera och förbättra gemensamma regler som finns inom en mängd olika system. [ citat behövs ] Med detta i åtanke, principerna för systemteknik – holism, framväxande beteende, gräns, et al. – kan tillämpas på vilket system som helst, komplext eller annat, förutsatt att systemtänkande används på alla nivåer. Förutom försvar och flyg, kräver många informations- och teknikbaserade företag, mjukvaruutvecklingsföretag och industrier inom området elektronik och kommunikation systemingenjörer som en del av sitt team.

En analys från INCOSE Systems Engineering Center of Excellence (SECOE) indikerar att den optimala ansträngningen för systemutveckling är cirka 15–20 % av den totala projektinsatsen. Samtidigt har studier visat att systemteknik i huvudsak leder till kostnadsminskningar bland andra fördelar. Men ingen kvantitativ undersökning i större skala som omfattar en mängd olika branscher har genomförts förrän nyligen. Sådana studier pågår för att fastställa effektiviteten och kvantifiera fördelarna med systemteknik.

Systemteknik uppmuntrar användningen av modellering och simulering för att validera antaganden eller teorier om system och interaktionerna inom dem.

Användning av metoder som möjliggör tidig upptäckt av möjliga fel, inom säkerhetsteknik , är integrerade i designprocessen. Samtidigt kan beslut som tas i början av ett projekt vars konsekvenser inte är tydligt förstås få enorma konsekvenser senare i ett systems liv, och det är den moderna systemingenjörens uppgift att utforska dessa frågor och fatta kritiska beslut. Ingen metod garanterar att dagens beslut fortfarande kommer att vara giltiga när ett system tas i bruk år eller årtionden efter att det först utformats. Det finns dock tekniker som stödjer processen för systemteknik. Exempel inkluderar mjuka systemmetodik, Jay Wright Forresters systemdynamikmetod och Unified Modeling Language (UML) – alla undersöks, utvärderas och utvecklas för att stödja den tekniska beslutsprocessen.

Utbildning

Huvudartikel: Lista över systemteknik vid universitet

Utbildning i systemteknik ses ofta som en förlängning av de vanliga ingenjörskurserna, vilket återspeglar branschens inställning att ingenjörsstudenter behöver en grundläggande bakgrund i en av de traditionella ingenjörsdisciplinerna (t.ex. flygteknik, civilingenjör , elektroteknik , maskinteknik , tillverkning ) . ingenjörskonst , industriteknik , kemiteknik ) – plus praktisk, verklig erfarenhet för att vara effektiv som systemingenjörer. Högskoleutbildningar explicit inom systemteknik växer i antal men är fortfarande ovanliga, examina inkluderar sådant material oftast som en kandidatexamen i industriell teknik. Vanligtvis erbjuds program (antingen för sig själva eller i kombination med tvärvetenskapliga studier) med början på forskarnivå i både akademiska och professionella spår, vilket resulterar i beviljande av antingen en MS / MEng eller Ph.D. / EngD -examen.

INCOSE upprätthåller i samarbete med Systems Engineering Research Center vid Stevens Institute of Technology en regelbundet uppdaterad katalog över världsomspännande akademiska program vid lämpligt ackrediterade institutioner. Från och med 2017 listar den över 140 universitet i Nordamerika som erbjuder mer än 400 grund- och forskarutbildningar inom systemteknik. Ett utbrett institutionellt erkännande av fältet som en distinkt subdisciplin är ganska nyligen; 2009 års upplaga av samma publikation rapporterade antalet sådana skolor och program till endast 80 respektive 165.

Utbildning i systemteknik kan tas som systemcentrerad eller domäncentrerad :

  • Systemcentrerade program behandlar systemteknik som en separat disciplin och de flesta av kurserna lärs ut med fokus på systemtekniska principer och praktik.
  • Domäncentrerade program erbjuder systemteknik som ett alternativ som kan utövas med ett annat stort område inom teknik.

Båda dessa mönster strävar efter att utbilda systemingenjören som kan övervaka tvärvetenskapliga projekt med det djup som krävs av en kärningenjör.

Systemtekniska ämnen

Systemtekniska verktyg är strategier , procedurer och tekniker som hjälper till att utföra systemutveckling på ett projekt eller en produkt . Syftet med dessa verktyg varierar från databashantering, grafisk surfning, simulering och resonemang, till dokumentproduktion, neutral import/export med mera.

Systemet

Det finns många definitioner av vad ett system är inom systemteknik. Nedan följer några auktoritativa definitioner:

  • ANSI / EIA -632-1999: "En aggregering av slutprodukter som gör det möjligt för produkter att uppnå ett givet syfte."
  • DAU Systems Engineering Fundamentals: "en integrerad sammansättning av människor, produkter och processer som ger en förmåga att tillfredsställa ett uttalat behov eller mål."
  • IEEE Std 1220-1998: "En uppsättning eller arrangemang av element och processer som är relaterade och vars beteende tillfredsställer kundernas/operativa behov och tillhandahåller livscykelupprätthållande av produkterna."
  • INCOSE Systems Engineering Handbook: "homogen enhet som uppvisar fördefinierat beteende i den verkliga världen och är sammansatt av heterogena delar som inte individuellt uppvisar det beteendet och en integrerad konfiguration av komponenter och/eller delsystem."
  • INCOSE : "Ett system är en konstruktion eller samling av olika element som tillsammans ger resultat som inte kan erhållas av elementen enbart. Elementen eller delarna kan inkludera människor, hårdvara, mjukvara, faciliteter, policyer och dokument; det vill säga allting som krävs för att producera resultat på systemnivå. Resultaten inkluderar kvaliteter, egenskaper, egenskaper, funktioner, beteende och prestanda på systemnivå. Det mervärde som systemet som helhet, utöver det som delarna bidrar med, skapas i första hand av förhållandet mellan delarna, det vill säga hur de är sammankopplade."
  • ISO/IEC 15288:2008: "En kombination av interagerande element organiserade för att uppnå ett eller flera uttalade syften."
  • NASA Systems Engineering Handbook: "(1) Kombinationen av element som fungerar tillsammans för att skapa förmågan att möta ett behov. Elementen inkluderar all hårdvara, mjukvara, utrustning, faciliteter, personal, processer och procedurer som behövs för detta ändamål. (2 ) Slutprodukten (som utför operativa funktioner) och möjliggörande produkter (som tillhandahåller livscykelsupporttjänster till de operativa slutprodukterna) som utgör ett system."

Systemtekniska processer

Systemtekniska processer omfattar alla kreativa, manuella och tekniska aktiviteter som är nödvändiga för att definiera produkten och som behöver utföras för att omvandla en systemdefinition till en tillräckligt detaljerad systemdesignspecifikation för produkttillverkning och driftsättning. Design och utveckling av ett system kan delas in i fyra steg, var och en med olika definitioner:

  • uppgiftsdefinition (informativ definition),
  • konceptuellt stadium (kardinal definition),
  • designstadiet (formativ definition), och
  • genomförandestadiet (tillverkningsdefinition).

Beroende på deras tillämpning används verktyg för olika stadier av systemutvecklingsprocessen:

Systems Engineering Process.jpg

Använder modeller

Modeller spelar viktiga och olika roller inom systemteknik. En modell kan definieras på flera sätt, inklusive:

  • En abstraktion av verkligheten utformad för att svara på specifika frågor om den verkliga världen
  • En imitation, analog eller representation av en verklig världsprocess eller struktur; eller
  • Ett konceptuellt, matematiskt eller fysiskt verktyg för att hjälpa en beslutsfattare.

Tillsammans är dessa definitioner tillräckligt breda för att omfatta fysikaliska ingenjörsmodeller som används i verifieringen av en systemdesign, såväl som schematiska modeller som ett funktionellt flödesblockdiagram och matematiska (dvs kvantitativa) modeller som används i handelsstudieprocessen. Detta avsnitt fokuserar på det sista.

Det främsta skälet till att använda matematiska modeller och diagram i handelsstudier är att ge uppskattningar av systemets effektivitet, prestanda eller tekniska attribut och kostnader från en uppsättning kända eller uppskattade kvantiteter. Vanligtvis behövs en samling separata modeller för att tillhandahålla alla dessa utfallsvariabler. Hjärtat i varje matematisk modell är en uppsättning meningsfulla kvantitativa samband mellan dess input och output. Dessa samband kan vara så enkla som att lägga samman beståndsdelar för att få en total, eller så komplexa som en uppsättning differentialekvationer som beskriver en rymdfarkosts bana i ett gravitationsfält. Helst uttrycker sambanden kausalitet, inte bara korrelation. Dessutom är nyckeln till framgångsrika systemtekniska aktiviteter också de metoder med vilka dessa modeller effektivt och effektivt hanteras och används för att simulera systemen. Olika domäner uppvisar dock ofta återkommande problem med modellering och simulering för systemteknik, och nya framsteg syftar till att korsbefrukta metoder bland distinkta vetenskaps- och ingenjörsgemenskaper, under titeln "Modellering och simuleringsbaserad systemteknik".

Modellering av formalismer och grafiska representationer

Inledningsvis, när det primära syftet med en systemingenjör är att förstå ett komplext problem, används grafiska representationer av ett system för att kommunicera ett systems funktions- och datakrav. Vanliga grafiska representationer inkluderar:

En grafisk representation relaterar de olika delsystemen eller delarna av ett system genom funktioner, data eller gränssnitt. Någon eller var och en av ovanstående metoder används i en bransch baserat på dess krav. Till exempel kan N2-diagrammet användas där gränssnitt mellan system är viktigt. En del av designfasen är att skapa strukturella och beteendemässiga modeller av systemet.

När kraven väl har förståtts är det nu en systemingenjörs ansvar att förfina dem och att tillsammans med andra ingenjörer bestämma den bästa tekniken för ett jobb. Vid denna tidpunkt börjar med en handelsstudie, systemteknik uppmuntrar användningen av viktade val för att bestämma det bästa alternativet. En beslutsmatris , eller Pugh-metoden, är ett sätt ( QFD är ett annat) att göra detta val samtidigt som man beaktar alla kriterier som är viktiga. Fackstudien i sin tur informerar designen, vilket återigen påverkar grafiska representationer av systemet (utan att ändra kraven). I en SE-process representerar detta steg det iterativa steget som utförs tills en genomförbar lösning hittas. En beslutsmatris fylls ofta i med hjälp av tekniker som statistisk analys, tillförlitlighetsanalys, systemdynamik (feedbackkontroll) och optimeringsmetoder.

Andra verktyg

Systems Modeling Language (SysML), ett modelleringsspråk som används för systemtekniska tillämpningar, stödjer specifikation, analys, design, verifiering och validering av ett brett utbud av komplexa system.

Lifecycle Modeling Language (LML), är ett modelleringsspråk med öppen standard designat för systemteknik som stöder hela livscykeln: konceptuella, användnings-, support- och pensionsstadier.

Relaterade fält och underfält

Många relaterade områden kan anses vara nära kopplade till systemteknik. Följande områden har bidragit till utvecklingen av systemteknik som en distinkt enhet:

Kognitiv systemteknik
Kognitiv systemteknik (CSE) är en specifik metod för beskrivning och analys av människa-maskin-system eller sociotekniska system . De tre huvudteman för CSE är hur människor hanterar komplexitet, hur arbete utförs genom användning av artefakter och hur människa-maskin-system och socio-tekniska system kan beskrivas som gemensamma kognitiva system. CSE har sedan starten blivit en erkänd vetenskaplig disciplin, ibland även kallad kognitiv ingenjörskonst . Särskilt begreppet Joint Cognitive System (JCS) har blivit flitigt använt som ett sätt att förstå hur komplexa sociotekniska system kan beskrivas med varierande upplösningsgrad. De mer än 20 års erfarenhet av CSE har beskrivits utförligt.
Konfigurationshantering
Liksom systemteknik är konfigurationshantering som den tillämpas inom försvars- och flygindustrin en bred praxis på systemnivå. Fältet liknar systemteknikens uppgifter; där systemteknik handlar om kravutveckling, allokering till utvecklingsobjekt och verifiering, konfigurationshantering handlar om kravfångst, spårbarhet till utvecklingsobjektet och revision av utvecklingsobjekt för att säkerställa att det har uppnått önskad funktionalitet som systemteknik och/eller test och Verification Engineering har bevisat genom objektiva tester.
Styrteknik
Styrteknik och dess design och implementering av styrsystem , som används flitigt i nästan alla branscher, är ett stort delområde av systemteknik. Farthållaren på en bil och styrsystemet för en ballistisk missil är två exempel. Styrsystemteori är ett aktivt område inom tillämpad matematik som involverar undersökning av lösningsutrymmen och utveckling av nya metoder för analys av styrprocessen.
Industriell teknik
Industriell teknik är en gren av ingenjörskonst som berör utveckling, förbättring, implementering och utvärdering av integrerade system av människor, pengar, kunskap, information, utrustning, energi, material och process. Industriell teknik bygger på principerna och metoderna för teknisk analys och syntes, såväl som matematiska, fysikaliska och samhällsvetenskapliga vetenskaper tillsammans med principerna och metoderna för ingenjörsanalys och design för att specificera, förutsäga och utvärdera resultat som erhållits från sådana system.
Produktionssystemteknik Produktionssystemteknik
(PSE) är en framväxande gren av teknik som är avsedd att avslöja grundläggande principer för produktionssystem och använda dem för analys, ständiga förbättringar och design.
Gränssnittsdesign
Gränssnittsdesign och dess specifikation syftar till att säkerställa att delar av ett system ansluter och samverkar med andra delar av systemet och med externa system vid behov. Gränssnittsdesign inkluderar också att säkerställa att systemgränssnitt kan acceptera nya funktioner, inklusive mekaniska, elektriska och logiska gränssnitt, inklusive reserverade ledningar, plug-space, kommandokoder och bitar i kommunikationsprotokoll. Detta är känt som töjbarhet . Human-Computer Interaction (HCI) eller Human-Machine Interface (HMI) är en annan aspekt av gränssnittsdesign och är en kritisk aspekt av modern systemteknik. Systemtekniska principer tillämpas vid utformningen av kommunikationsprotokoll för lokala nätverk och breda nätverk .
Mekatronisk teknik
Mekatronisk ingenjörskonst , liksom systemteknik, är ett tvärvetenskapligt teknikområde som använder dynamisk systemmodellering för att uttrycka konkreta konstruktioner. I det avseendet går den nästan inte att skilja från Systems Engineering, men det som skiljer den är fokus på mindre detaljer snarare än större generaliseringar och samband. Som sådana kännetecknas båda områdena av omfattningen av deras projekt snarare än metodiken för deras praktik.
Operationsforskning
Operationsforskning stödjer systemteknik. Verktygen för operationsforskning används i systemanalys, beslutsfattande och handelsstudier. Flera skolor undervisar SE-kurser inom avdelningen för verksamhetsforskning eller industriteknik , [ citat behövs ] och lyfter fram vilken roll systemteknik spelar i komplexa projekt. Operationsforskning handlar kortfattat om optimering av en process under flera begränsningar.
Prestandateknik
Prestandateknik är disciplinen för att säkerställa att ett system uppfyller kundernas förväntningar på prestanda under hela dess livstid. Prestanda definieras vanligtvis som den hastighet med vilken en viss operation utförs, eller förmågan att utföra ett antal sådana operationer under en tidsenhet. Prestandan kan försämras när operationer som står i kö för att köras stryps av begränsad systemkapacitet. Till exempel kännetecknas prestandan hos ett paketkopplat nätverk av pakettransitfördröjningen från ände till ände, eller antalet paket som växlas på en timme. Utformningen av högpresterande system använder analytisk eller simuleringsmodellering, medan leveransen av högpresterande implementeringar kräver noggranna prestandatester. Prestandateknik förlitar sig starkt på statistik , köteori och sannolikhetsteori för sina verktyg och processer.
Programledning och projektledning
Programledning (eller programledning) har många likheter med systemteknik, men har ett bredare ursprung än de tekniska inom systemteknik. Projektledning är också nära relaterad till både programledning och systemteknik.
Proposal engineering
Proposal engineering är tillämpningen av vetenskapliga och matematiska principer för att designa, konstruera och driva ett kostnadseffektivt förslagsutvecklingssystem. I grund och botten använder förslagsteknik " systemteknikprocessen " för att skapa ett kostnadseffektivt förslag och öka oddsen för ett framgångsrikt förslag.
Tillförlitlighetsteknik
Tillförlitlighetsteknik är disciplinen för att säkerställa att ett system uppfyller kundernas förväntningar på tillförlitlighet under hela dess livstid; dvs den misslyckas inte oftare än förväntat. Vid sidan av förutsägelse av misslyckande handlar det lika mycket om att förebygga misslyckanden. Tillförlitlighetsteknik gäller för alla aspekter av systemet. Det är nära förknippat med underhållsbarhet , tillgänglighet ( pålitlighet eller RAMS föredras av vissa) och logistikteknik . Tillförlitlighetsteknik är alltid en kritisk komponent i säkerhetsteknik, som i analys av fellägen och effekter (FMEA) och analys av riskfelsträd och säkerhetsteknik .
Riskhantering
Riskhantering , praktiken att bedöma och hantera risker är en av de tvärvetenskapliga delarna av Systems Engineering. I utvecklings-, förvärvs- eller operativa aktiviteter involverar inkluderingen av risk i kompromiss med kostnads-, schema- och prestandafunktioner den iterativa komplexa konfigurationshanteringen av spårbarhet och utvärdering till schemaläggning och kravhantering över domäner och för systemets livscykel som kräver tvärvetenskapligt tekniskt tillvägagångssätt för systemteknik. Systems Engineering har Risk Management definiera, skräddarsy, implementera och övervaka en strukturerad process för riskhantering som är integrerad i det övergripande arbetet.
Säkerhetsteknik
Säkerhetsteknikens tekniker kan tillämpas av icke-specialiserade ingenjörer vid utformning av komplexa system för att minimera sannolikheten för säkerhetskritiska fel. Funktionen "System Safety Engineering" hjälper till att identifiera "säkerhetsrisker" i nya konstruktioner och kan hjälpa till med tekniker för att "mildra" effekterna av (potentiellt) farliga förhållanden som inte kan designas utanför system.
Schemaläggning
Schemaläggning är ett av de systemtekniska stödverktygen som praxis och punkt vid bedömning av tvärvetenskapliga problem under konfigurationshantering. Speciellt det direkta förhållandet mellan resurser, prestandaegenskaper och risk till en uppgifts varaktighet eller beroendelänkarna mellan uppgifter och effekter över hela systemets livscykel är systemtekniska problem.
Säkerhetsteknik
Säkerhetsteknik kan ses som ett tvärvetenskapligt område som integrerar praktiken för styrsystems design, tillförlitlighet, säkerhet och systemteknik. Det kan innefatta sådana underspecialiteter som autentisering av systemanvändare, systemmål och andra: människor, objekt och processer.
Programvaruteknik
Från början har mjukvaruteknik hjälpt till att forma modern systemteknik. Teknikerna som används för att hantera komplexiteten i stora mjukvaruintensiva system har haft stor effekt på utformningen och omformningen av Systems Engineerings verktyg, metoder och processer.

Se även

Vidare läsning

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Systems_engineering&oldid=1137850736 "