Tämä monitieteinen alue Systems Engineering Kokoaa yhteen erilaisia tieteenaloja ja käytäntöjä ja keskittyy monimutkaisten järjestelmien kehittämiseen, integrointiin ja hallintaan eri toimialoilla. Tässä postauksessa kutsumme sinut ottamaan selvää viimeisimmistä asioista Ohjelmistoinnovaatioitan ilmoittaa ja Perusasiat oppia tuntemaan järjestelmäsuunnittelua: määritelmästä ja tarkoituksesta ydintieteenaloihin, inhimillisiin tekijöihin ja riskienhallintaan.
Pitoisuus
Järjestelmäsuunnittelu on a monitieteinense on ala, joka käyttää erilaisia tieteenaloja ja käytäntöjä monimutkaisten järjestelmien kehittämiseen, integrointiin ja hallintaan. Järjestelmäsuunnittelijat ovat vastuussa kaikkien sidosryhmien tarpeita vastaavien järjestelmien suunnittelusta, toteutuksesta ja ylläpidosta. Kehittynyt järjestelmäsuunnittelu edellyttää, että yritykset käyttävät innovatiivisia teknologioita ja tekniikoita pysyäkseen kilpailukykyisinä. Jos haluat oppia lisää järjestelmäsuunnittelusta, lue:
Järjestelmäsuunnittelussa huomioidaan sekä tekniset että ei-tekniset näkökohdat ja varmistetaan, että järjestelmä vastaa asiakkaan tai käyttäjän vaatimuksia samalla kun se on luotettava, turvallinen ja tehokas. Järjestelmäsuunnittelu yhdistää eri tieteenaloja ja työkaluja monimutkaisten järjestelmien suunnitteluun, kehittämiseen ja optimointiin. Se ottaa huomioon sekä laitteisto- ja ohjelmistokomponentit että inhimilliset tekijät, prosessit ja dokumentaatio tehokkaan ja toimivan järjestelmän varmistamiseksi.
Kuolla Päärakennuspalikoita järjestelmäsuunnittelu voidaan jakaa seuraaviin luokkiin:
Klassinen esimerkki järjestelmäsuunnittelusta on nykyaikaisen matkustajalentokoneen kehittäminen. Se osoittaa järjestelmätekniikan monimutkaisuuden ja kokonaisvaltaisen lähestymistavan. Kyse ei ole vain teknisesti toimivan tuotteen kehittämisestä, vaan järjestelmän luomisesta, joka toimii optimaalisesti kaikilta osin - turvallisuudesta taloudelliseen tehokkuuteen ja käyttäjäystävällisyyteen. Tässä on kokonaisuuden yksittäiset näkökohdat:
Alla esittelemme yritysten uusia kehityssuuntia kaikkiin rakennuspalikoihin:
09.09.2020 | Aucotec standardoi 3D- ja 2D-yhteyden uudella 3D-portaalillaan Tekniikka kone- ja laitostekniikassa. Web-pohjainen tai asiakasriippumaton tiedonvaihto voidaan nyt suorittaa kaikkien yleisten 3D-sovellusten ja yhteistyöalustan välillä Tekninen perusta (EB).
20.11.2019. marraskuuta XNUMX | Polku teollistumiseen ja sitä kautta tehokkaampaan tuotekehitykseen kulkee kolmessa keskeisessä vaiheessa: digitalisaatio, standardointi ja automaatio. EPLAN tarjoaa tähän digitaalisia ratkaisuja arvoketjun, joka perustuu standardoituihin tietoihin ja automatisoituihin prosesseihin.
05.11.2019 | the digitaalinen muutos elää saatavissa olevan tiedon läheisemmästä yhteydestä - ei vain nykyisessä tuotannossa, vaan jo koneiden ja järjestelmien kehittämisessä. Lenze näyttää, mitä dataa yritys antaa kumppaneilleen ja miten se voidaan integroida ja hyödyntää edullisesti.
Järjestelmäsuunnittelu käsittelee suunnittelua, integrointia ja hallintaa monimutkaiset järjestelmät koko elinkaarensa ajan. Se hyödyntää tietoa, joka kattaa eri tieteenaloja ja käytäntöjä. Yksi keskeisistä näkökohdista on sellaisten toimintojen toteuttaminen, jotka johtavat näiden monimutkaisten järjestelmien menestykselliseen kehittämiseen ja hallintaan.
NASAn mukaan Järjestelmäsuunnittelulla on seuraavat tavoitteet:
Monimutkainen järjestelmä koostuu useista komponenteista olla vuorovaikutuksessa keskenään, kuten laitteistot, ohjelmistot ja muut alajärjestelmät. He kaikki työskentelevät yhdessä saavuttaakseen asetetun tavoitteen. Järjestelmäajattelu auttaa insinöörejä tunnistamaan keskinäiset riippuvuudet ja vuorovaikutukset järjestelmän sisällä ja ottamaan kokonaisvaltaisen näkemyksen.
Palautesilmukat vaikuttavat järjestelmän toimintaan. Näiden järjestelmien kehittäminen on keskeinen osa järjestelmäsuunnittelua, mukaan lukien tuotantojärjestelmät. Ymmärrys Järjestelmän rakenne on tärkeä rooli näiden vuorovaikutusten tehokkaassa hallinnassa. Kognitiivisten järjestelmien suunnittelu toimii menetelmänä analysoida ja suunnitella näitä monimutkaisia järjestelmiä ja muodostaa perustan järjestelmäkehitykselle.
Järjestelmäsuunnittelijan tehtävänä on arvioida ja harmonisoida eri tieteenalojen panoksia. Hänen tavoitteensa on yksi yhtenäinen tulos, johon mikään tietty tieteenala ei voimakkaasti vaikuta. Järjestelmäsuunnittelijat ovat vastuussa IT-järjestelmien toteuttamisesta ja ylläpidosta, jotka sisältävät laitteistoja, ohjelmistoja, laitteita, tiloja, henkilöstöä, prosesseja ja menettelyjä.
Järjestelmäinsinöörien tehtävänä on hallita ja yhdistää useita tieteenaloja järjestelmän tehokkaan kehityksen ja toiminnan varmistamiseksi. Niiden on varmistettava, että monimutkaiset järjestelmät toimivat tarkoitetulla tavalla ja vastaavat sidosryhmien tarpeita.
Termi järjestelmäsuunnittelu ilmestyi ensimmäisen kerran 1940-luvulla Bell Telephone Laboratoriesissa, jossa kehitettiin järjestelmäsuunnittelun käsitteitä. Siitä lähtien insinööritiede on kehittynyt, myös standardoinnin ja ohjeiden avulla, joita ovat kehittäneet mm. Incose, GfSE, ISO tai VDI.
Nämä organisaatiot tarjoavat ohjeita erityyppisille integroiduille järjestelmille varmistaakseen niiden tehokkaan kehittämisen, integroinnin ja hallinnan.
Järjestelmäsuunnittelun ensisijaiset prosessit, mukaan lukien järjestelmäanalyysi, vaatimusten selvittäminen ja mallipohjainen järjestelmäsuunnittelu (MBSE), liittyvät läheisesti Projektinhallinta. Näihin prosesseihin kuuluu monimutkaisten järjestelmien suunnittelu, toteutus ja kehitystyön ohjaus.
Varhaiset panokset järjestelmäsuunnitteluun sisältävät Bell Labsin konseptien ja käytäntöjen kehittämisen sekä insinöörien kehittämät uraauurtavat tekniikat ja menetelmät. Nasa sekä MIT kehitettiin ja muodostivat perustan järjestelmäsuunnittelun tieteenalalle. Nämä tekniikat, kuten järjestelmäanalyysi, järjestelmäsuunnittelu, järjestelmien integrointi ja järjestelmäsuunnittelun hallinta, on otettu laajalti käyttöön, ja ne ovat edistäneet järjestelmäsuunnittelun kehitystä.
Näiden alkukehitysten vaikutus kenttään oli merkittävä, sillä ne tarjosivat puitteet monimutkaisten järjestelmien kehittämiselle ja mahdollistivat insinöörien suunnittelun asiakkaiden vaatimuksia vastaaviksi.
Standardit, kuten ISO/IEC/IEEE 15288, ANSI/EIA-632, ISO/IEC 26702 (entinen IEEE 1220), MIL-STD 499 -sarja (USA:n sotilasstandardi), IEC 62278 (entinen IEC 15288) ja ISO 29148 liittyvät järjestelmäsuunnittelu soveltuvat ja tarjoavat yhtenäisen viitekehyksen prosessien kuvauksille järjestelmien elinkaaren aikana. Ne kuvaavat järjestelmän elinkaaren prosesseja ja terminologiaa teknisestä näkökulmasta. Siitä on myös hyötyä Incose Systems Engineering Handbook. Vaikka se ei ole muodollinen standardi, sen on julkaissut International Council on Systems Engineering (Incose) ja se tarjoaa yksityiskohtaisia ohjeita järjestelmäsuunnittelun parhaista käytännöistä.
Kaikkien näiden standardien ja ohjeiden tavoitteena on varmistaa järjestelmäsuunnittelun yhdenmukaisuus ja huippuosaamista siten, että standardien noudattaminen mahdollistaa laadun parantamisen, tehokkuuden ja kustannusten alenemisen. Standardien soveltamiseen liittyviä haasteita ovat kuitenkin koulutustarve ja muuttuviin vaatimuksiin sopeutumisen monimutkaisuus.
Järjestelmäsuunnittelun ydinprosesseja ovat: Järjestelmäanalyysi sekä tunnistaa vaatimukset, jotka ovat olennaisia käyttäjien ja sidosryhmien tarpeiden ymmärtämisessä ja järjestelmärajojen määrittämisessä. Mallipohjaisen järjestelmäsuunnittelun lähestymistapa (MBSE) on toinen tämän alueen ydinprosessi, joka käyttää järjestelmämalleja tukemaan erilaisia prosesseja, mukaan lukien asiakkaiden vaatimukset, suunnittelu ja todentaminen.
Järjestelmäanalyysi ja Vaatimusten selvittäminen ovat keskeisiä käyttäjien ja sidosryhmien vaatimusten ymmärtämisessä ja järjestelmän rajojen määrittämisessä. Prosessiin kuuluu olennaisten tietojen kerääminen ja analysointi, järjestelmävaatimusten tunnistaminen ja kattavan järjestelmäsuunnittelun kehittäminen.
Nämä vaatimukset huomioon ottaen järjestelmän suorituskykyä voidaan parantaa, tehokkuutta lisätä ja kustannuksia minimoida.
MBSE (Model-Based Systems Engineering) -lähestymistapa käyttää malleja järjestelmän ja sen komponenttien esittämiseen. Se tarjoaa rakenteellista tukea kehitykselle ja todentaminen järjestelmien käyttämä. Se helpottaa asiakkaiden vaatimusten keräämistä, analysointia ja viestintää, suunnittelua ja todentamista.
MBSE tarjoaa seuraavat hyötyjä:
MBSE:n toteuttaminen vaatii kuitenkin merkittävää aikaa ja resurssejaintegrointi olemassa oleviin järjestelmiin voi olla monimutkaista.
Inhimillisten järjestelmien integrointi ja sosioekonominen konteksti ovat järjestelmäsuunnittelun kriittisiä osia. Laitteiston ja ohjelmiston integroinnin lisäksi tämä sisältää myös inhimilliset tekijät otettava huomioon. NPR 7123.1:n mukaan järjestelmä määritellään "elementtien yhdistelmäksi, jotka toimivat yhdessä tuottaen tarvittavan kyvyn, mukaan lukien kaikki
tarvitaan tätä tarkoitusta varten." Tässä yhteydessä inhimillisten tekijöiden ymmärtäminen ja huomioon ottaminen on olennaista järjestelmän onnistumisen kannalta.
Inhimillisillä tekijöillä on ratkaiseva rooli työkalujen, koneiden ja järjestelmien suunnittelussa ja kehittämisessä, koska ne ottavat huomioon ihmisen kyvyt, rajoitukset ja käyttäytymisen. Ottamalla huomioon käyttäjien kyvyt, rajoitukset ja käyttäytymisen järjestelmäsuunnittelijat voivat varmistaa, että Malli on seuraavat ominaisuudet:
Järjestelmäsuunnittelussa inhimillisten tekijöiden huomioiminen sisältää käyttäjien tarpeet ja mieltymykset, käyttäjän ja järjestelmän välisen vuorovaikutuksen tutkimisen sekä käytettävyyden, psykologisen stressin ja turvallisuuden analyysin.
Järjestelmäsuunnittelun toimintakonsepti on dokumentti, joka kuvaa ehdotetun järjestelmän ominaisuuksia ja toimintaa käyttäjän näkökulmasta. The Sidosryhmien osallistuminen on järjestelmäsuunnittelussa olennainen, koska se varmistaa, että järjestelmä vastaa kaikkien käyttäjien ja sidosryhmien tarpeita.
Järjestelmäkehityksen aikana sidosryhmät antavat panoksensa ja palautteensa järjestelmän suunnitteluun ja kehittämiseen sekä varmistavat, että järjestelmä vastaa kaikkien käyttäjien ja sidosryhmien tarpeita. Sidosryhmien ottaminen mukaan järjestelmäkehitykseen voi parantaa järjestelmäsuunnittelua, lisätä käyttäjätyytyväisyyttä ja mahdollistaa paremman riskienhallinnan.
Kustannustehokkuus ja riskienhallinta ovat olennaisia osia järjestelmäsuunnittelua käyttämällä suunnittelualan tutkimuksia ja riskinhallintastrategioita kustannusten ja hyötyjen tasapainon saavuttamiseksi. Järjestelmäsuunnittelijan dilemma viittaa vaikeuteen tehdä päätöksiä, kun kohtaa vaihtoehtoja a Suunnittelukaupan tutkimus vaativat kompromissin kustannusten ja tehokkuuden välillä.
Aikataulutus on usein tärkeä resurssi; siksi aikataulua voidaan pitää kustannustyyppinä.
Muotoilualan tutkimus (Suunnittelukaupan tutkimus) on muodollinen prosessi, jossa arvioidaan ja verrataan erilaisia suunnitteluvaihtoehtoja kustannusten, aikataulujen, suorituskyvyn ja riskien maksimoimiseksi. Tavoitteesi on määrittää edullisin kustannusten ja tehokkuuden yhdistelmä järjestelmäkehityksessä.
Tämä prosessi sisältää järjestelmävaatimusten analysoinnin, suunnitteluvaihtoehtojen arvioinnin ja tulosten vertailun kustannustehokkaimman vaihtoehdon määrittämiseksi. Suunnittelukaupan tutkimukset johtavat siten parempaan järjestelmän suorituskykyyn, kustannusten alenemiseen ja parempaan riskienhallintaan.
Riskienhallintastrategioita voidaan käyttää vähentämään riskiä ongelmien vähentämiseksi ja varmistaa järjestelmän onnistuneen toiminnan. Näihin strategioihin kuuluvat:
Riskien vähentämisstrategiat on tärkeä rooli:
Advanced Systems Engineering on ala suunnittelu, joka keskittyy monimutkaisten järjestelmien kehittämiseen ja toteuttamiseen. Tehokkaiden, luotettavien ja kustannustehokkaiden järjestelmien luomiseen käytetään innovatiivisia teknologioita ja tekniikoita. Tämän alueen innovaatioita ja haasteita ovat suljetun kierron suunnittelu ja edistyneet V/V-tekniikat.
Kun Suljetun silmukan suunnittelu on sellaisten järjestelmien suunnittelua ja kehittämistä, jotka pystyvät valvomaan ja säätämään suorituskykyään ympäristön palautteen perusteella. Tämä tekee järjestelmistä tehokkaampia ja luotettavampia. Kehittyneitä V/V-tekniikoita, kuten simulointia, prototyyppien luomista ja testausta, käytetään järjestelmän tehokkuuden tarkistamiseen ja vahvistamiseen. Sekä suljetun silmukan suunnittelu että edistyneet V/V-tekniikat ovat keskeisessä asemassa järjestelmän kehittämisen ja toiminnan parantamisessa.
Uusi näkökulma huomisen arvonluontiin tutkitaan ja suunnitellaan Fraunhofer Institute for Mechatronics Design (IEM) ja Advanced Systems Engineering (ASE). Tulevaisuuden suunnitteluverkosto ja tukee tieteen ja liiketoiminnan toimintaa. ASE kokoaa yhteen teknologiaa, menetelmää ja osaamista eri aloilta. Fraunhofer-asiantuntijat selittävät tämän seuraavassa videossa:
Organisaatioiden muutoksiin sopeutuminen on välttämätöntä edistyneiden järjestelmäsuunnittelumenetelmien integroimiseksi ja kilpailukyvyn ylläpitämiseksi. Advanced Systems Engineering voi auttaa yrityksiä tunnistamaan ja analysoimaan muutoksia, Strategiat muotoilla ja toteuttaa nämä onnistuneen sopeutumisen strategiat.
Sopeutuakseen muutokseen tehokkaasti yritysten ja organisaatioiden on tunnistettava ja analysoitava muutokset oikea-aikaisesti ja tarkasti. Tämän pohjalta strategioita on kehitettävä ja toteutettava nopeasti. Onnistuneen sopeutumisen strategioihin kuuluu a Jatkuvan oppimisen kulttuurijärjestelmän perusteellinen ymmärtäminen ja asianosaisten asiantuntemuksen hyödyntäminen.
Järjestelmäsuunnittelijoille jatkuva oppiminen ja ammatillinen kehittyminen ovat välttämättömiä uusimpien teknologioiden ja trendien pysymiseksi. Vain näin he voivat suorittaa tehtävänsä erinomaisesti, mukautua yrityksen muuttuviin tarpeisiin ja soveltaa erikoisosaamistaan uusiin ja monimutkaisiin järjestelmiin.
Systeemien kandidaatin koulutusohjelma tarjoaa opiskelijoille vankan pohjan järjestelmäteoriassa ja käytännössä. Onnistuneen suorituksen jälkeen valmistuneet voivat ilmoittautua Systems-maisteriohjelmaan, joka mahdollistaa monimutkaisten järjestelmärakenteiden ja -ratkaisujen syvällisen tutkimisen. Molemmilla kursseilla, sekä kandidaatti- että maisteriopinnoissa, painotetaan voimakkaasti käytännönläheistä koulutusta nykyaikaisten järjestelmämaisemien vaatimusten täyttämiseksi.
Tätä varten järjestelmäinsinööreillä on oltava erilaisia tietoja Kompetenssit on, mukaan lukien:
Järjestelmäinsinöörit valvoa ohjelmistojen, tuotteiden tai palveluiden suunnittelu, kehittäminen, testaus ja julkaisu sekä projektien hallinta suunnittelusta valmistumiseen. Järjestelmäinsinööri analysoidaan Järjestelmän haasteet ja parhaat ratkaisut. Järjestelmäinsinöörit design, luoda ja ottaa käyttöön uusia järjestelmiä. Lisäksi hoitaa, ylläpitää ja parantaa olemassa olevia järjestelmiä muuttuvien vaatimusten mukaisesti. Lisäksi he toimivat projektipäällikköinä, jotka vastaavat IT-ammattilaisten tiimin johtamisesta.
Kuolla Kansainvälinen avaruusasema on esimerkki tällaisesta järjestelmästä, joka vaatii järjestelmäsuunnittelua älykkäämpien ohjausalgoritmien kehittämisestä mikroprosessorien suunnitteluun ja ympäristöjärjestelmien analysointiin. Tämä osoittaa, kuinka järjestelmäsuunnittelua voidaan soveltaa monimutkaisiin projekteihin. Löydät yksityiskohtaisen esimerkin Tämän.
Ja, järjestelmäinsinööri, myös järjestelmäinsinööri, on IT-ammatti, joka keskittyy komposiittijärjestelmien suunnitteluun ja hallintaan niiden koko elinkaaren ajan sekä sovellusohjelmien arviointiin, testaukseen, vianetsintään ja toteutukseen. Landshutin ammattikorkeakoulussa voit opiskella järjestelmätekniikkaa maisteriohjelmassa. Se oli ensimmäinen akateemisen organisaation koulutusohjelma, jonka Society for Systems Engineering (GfSE) akkreditoi.
Järjestelmäsuunnittelijat keskittyvät ensisijaisesti käyttäjiin ja toimialueisiin, kun taas ohjelmistosuunnittelijat ovat erikoistuneet kehittämään tehokkaita, intuitiivisia ohjelmistoja loppukäyttäjälle. Järjestelmäinsinöörit hoitavat koko teknisen elinkaaren, kun taas ohjelmistoinsinöörit keskittyvät ohjelmointiin ja sovellusten kehittämiseen. Molemmat ovat tärkeitä rooleja menestyksen kannalta Projektin toteuttaminen.
Tekniikassa järjestelmä on yksi yhdistelmä elementtejä, jotka toimivat yhdessä halutun kyvyn saavuttamiseksi. Näitä elementtejä ovat laitteistot, ohjelmistot, tilat, henkilöstö, prosessit ja menettelyt. On tärkeää määritellä järjestelmän käyttäytyminen ja rajat sen varmistamiseksi, että se toimii oikein.
Lähde: Tämä artikkeli perustuu seuraavien yritysten tietoihin: Aucotec, Cideon, Eplan, Lenze sekä Wikipedian tietoihin.
Jens Struck on yrityksen omistaja, toimittaja ja web-suunnittelija German Online Publisher GbR:ssä Riedissä