Master torvergata 2014_systems_engineering_lisi

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Published on February 27, 2014

Author: MarcoLisi

Source: slideshare.net

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"Cosa è il Systems Engineering" (presentation in Italian): one lesson of my course "Introduction to Systems Engineering Management" in the frame of the 2013-2014 Master in Systems Engineering at University of Tor Vergata in Rome.

Cosa è il “Systems Engineering” Dr. ing. Marco Lisi Master  di II Livello in "Systems Engineering" Università degli Studi di Roma Tor Vergata Anno Accademico 2013‐2014 Page 1

Indice  Etimologia della parola “sistema”  Origine ed evoluzione del “Systems Engineering”  Alcune definizioni di “sistema”  “Project”, “Design” e “Systems Engineering”  Cosa è il “Systems Engineering”  Le funzioni del “Systems Engineering”  Le conoscenze del “systems engineer”  Il processo di “Systems Engineering”  Cosa non è il “Systems Engineering” Page 2

Origine ed evoluzione del “Systems Engineering” (1/3)  Prima della Seconda Guerra Mondiale, architetti  ed ingegneri erano, di fatto, i “System Engineer”  del loro tempo, soprattutto nei grandi progetti  d’ingegneria civile: le piramidi d’Egitto, gli  acquedotti romani, le dighe olandesi, il Golden  Gate Bridge e l’Empire State Building  Altri progetti molto ambiziosi e che richiedevano  capacità di “systems engineering” erano anche  quelli riguardanti treni, ferrovie e navi di grandi  dimensioni  Non esisteva tuttavia una teoria o scienza  documentata del “systems engineering”, né alcuna  documentazione su processi e “best practices” Page 3

Origine ed evoluzione del “Systems Engineering” (2/3)  La necessità di un coordinamento sistemistico si evidenziò  durante la Seconda Guerra Mondiale, quando, ad esempio, il  “project manager” o “chief engineer” responsabile dello  sviluppo di un aereo doveva supervisionare e coordinare i  leader dei vari sottosistemi principali: propulsione, controlli,  struttura, sistemi di supporto, ecc.  L’approccio sistemistico si sviluppò anche in aree importanti  in ambito bellico, quali la logistica, la ricerca operativa e la  “decision analysis”  Lo sviluppo del “Systems Engineering” moderno, inteso come  una branca dell’ingegneria, comincia propriamente durante gli  anni ’50. In questi anni il clima da “guerra fredda” rendeva i  programmi spaziali e quelli per lo sviluppo delle armi  balistiche intercontinentali assolutamente essenziali per la  sicurezza degli Stati Uniti. La necessità di coordinare progetti  complessi, basati su gruppi di lavoro numerosi e compositi e  sul contributo di molti sottofornitori, portò allo sviluppo di  strumenti e metodologie per garantire il successo del sistema  (“Systems Engineering”) ed il raggiungimento degli obiettivi  programmatici (“Project Management”). Page 4

Origine ed evoluzione del “Systems Engineering” (3/3)  Il “Systems Engineering” si andava parallelamente  evolvendo anche in ambito civile e commerciale. Nel  1962 Arthur Hall, proveniente dai laboratori del  colosso delle telecomunicazioni AT&T, pubblicò un  primo libro sul tema  Lo sviluppo dei grandi progetti promosse lo sviluppo e  la standardizzazione dell’uso delle specifiche, dei  documenti d’interfaccia (“Interface Control  Documents” o “ICD’s”), delle riunioni di revisione  tecnica (“Design Reviews”) e del controllo formale dei  cambi e della configurazione  La diffusione dei calcolatori permise l’utilizzo  estensivo delle simulazioni nella valutazione di  sistemi, sottosistemi e componenti, permettendo  quindi una migliore sintesi dell’architettura di un  sistema e l’effettuazione di “trade‐off’s”.  Page 5

Alcune definizioni di “sistema” Un sistema ha le seguenti caratteristiche: • Soddisfa l’esigenza di un committente (espressa in termini di requisiti) • Si compone di elementi che interagiscono fra loro • Gli elementi sono costituiti da persone, tecnologie e processi. Page 6

Project”, “Design” e “Systems Enginering”   “Project”, nel significato inglese del termine,  “ indica tutto quel complesso di attività che portano  dalla definizione alla realizzazione di un’opera   Il termine “Design” riguarda invece la sola  componente di progettazione, cioè la definizione  dettagliata di un’opera e degli elementi necessari  per realizzarla  Il “Systems Engineering” ha, nell’ambito di un  progetto, per l’appunto il compito di colmare il  vuoto che esiste fra requisiti di alto livello (il  “problema”) e la realizzazione di dettaglio del  prodotto/servizio che possa soddisfarli (la  “soluzione”). Page 7

Dal problema alla soluzione di dettaglio Page 8

Cosa è il “Systems Engineering”  Il “Systems Engineering” è una disciplina trasversale, che, attraverso strumenti di analisi e di valutazione delle alternative, mira ad un’efficiente integrazione degli elementi di un sistema, per poter raggiungere un prodotto e/o servizio ottimali.  Sebbene il processo di “Project Management” e quello di “Systems Engineering” abbiano alcuni importanti punti in comune, in quest’ultimo l’attenzione è più sugli aspetti di engineering che su quelli di management.  Il “Systems Engineering” ha un approccio molto quantitativo, che include “trade‐off’s”, ottimizzazione, selezione ed integrazione dei prodotti di molte discipline ingegneristiche. Page 9

Due definizioni “ufficiali” "Systems Engineering is an interdisciplinary approach and means to enable the realization of successful systems. It focuses on defining customer needs and required functionality early in the development cycle, documenting requirements, then proceeding with design synthesis and system validation while considering the complete problem: Operations, Performance, Test, Manufacturing, Cost & Schedule, Training & Support, and Disposal." International Council On Systems Engineering (INCOSE) "An interdisciplinary approach encompassing the entire technical effort to evolve and verify an integrated and life-cycle balanced set of system people, product and process solutions that satisfy customer needs." NASA Systems Engineering Handbook Page 10

Altre definizioni di “systems engineering” Page 11

Le funzioni del “Systems Engineering” 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Coordinamento tecnico Gestione dei requisiti (“Requirements Management”) Analisi sistemistica Selezione e definizione dell’architettura del sistema Integrazione del sistema Verifica e validazione del sistema Miglioramento del processo e della performance. Page 12

Nuclear Engr. Aerospace Engr. Industrial Engr. Agricultural Engr. Chemical Engr. Systems Engr. Human Factors Engr. Civil Engr. Biomedical Engr. Mechanical Engr. Electrical Engr. Le conoscenze del “system engineer” Depth of Systems Engineering Knowledge Page 13

Il processo, dal problema alla soluzione Page 14

Il processo di “Systems Engineering”: S.I.M.I.L.A.R. February 14 Page 15

Il modello a “V” del “Systems Engineering” Page 16

Il “systems engineering” NON è Discover Requirements a waterfall process Design Build Integrate Test Page 17

Il “systems engineering” NON è Requirements Designs Manufacturing a throw it over the wall process Page 18

Il “systems engineering” è un processo “frattale” System Subsystem-1 Subsystem-2 Subsystem-3 Component-1 Component-2 Component-3 Assembly-1 Assembly-2 Assembly-3 Il processo di “systems engineering” viene applicato a livelli di sempre maggiore dettaglio: prima al sistema complessivo, poi ai sottosistemi, poi ancora ai componenti e così via. Page 19

E’ proprio necessario l’approccio sistemico? Page 20

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