Master torvergata 2014_systems_engineering_lisi

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

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”

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”

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”).

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”.

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.

“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”).

Dal problema alla soluzione di dettaglio

Cosa è il “Systems Engineering” Il “Systems Engineering” è una disciplinatrasversale, che, attraverso strumenti di analisi e divalutazione delle alternative, mira ad un’efficienteintegrazione degli elementi di un sistema, perpoter raggiungere un prodotto e/o servizioottimali.

Sebbene il processo di “Project Management” equello di “Systems Engineering” abbiano alcuniimportanti punti in comune, in quest’ultimol’attenzione è più sugli aspetti di engineering chesu quelli di management.

Il “Systems Engineering” ha un approccio moltoquantitativo, che include “trade‐off’s”,ottimizzazione, selezione ed integrazione deiprodotti di molte discipline ingegneristiche.

Due definizioni “ufficiali”"Systems Engineering is an interdisciplinary approach and means to enable the realization of successful systems. It focuses on definingcustomer needs and required functionality early in the developmentcycle, 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 technicaleffort to evolve and verify an integrated and life-cycle balanced set of system people, product and process solutions that satisfy customerneeds."

NASA Systems Engineering Handbook

Altre definizioni di “systems engineering”

Le funzioni del “Systems Engineering”

1. Coordinamento tecnico2. Gestione dei requisiti (“Requirements Management”)3. Analisi sistemistica4. Selezione e definizione dell’architettura del sistema5. Integrazione del sistema6. Verifica e validazione del sistema7. Miglioramento del processo e della performance.

Le conoscenze del “system engineer”

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Il processo, dal problema alla soluzione

February 14

Il processo di “Systems Engineering”: S.I.M.I.L.A.R.

Il modello a “V” del “Systems Engineering”

Il “systems engineering” NON è

DiscoverRequirements

Design

Build

Integrate

Test

a waterfallprocess

Il “systems engineering” NON è

a throw it over the wall process

Requirements Designs Manufacturing

Il “systems engineering” è un processo “frattale”

System

Subsystem-1 Subsystem-3

Component-2

Subsystem-2

Component-1 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.

E’ proprio necessario l’approccio sistemico?

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