Ingeniería de Sistemas
La ingeniería de sistemas es un campo interdisciplinario de la ingeniería y la gestión de la ingeniería que se centra en cómo diseñar, integrar y gestionar sistemas complejos a lo largo de sus ciclos de vida . En esencia, la ingeniería de sistemas utiliza los principios del pensamiento de sistemas para organizar este cuerpo de conocimientos. El resultado individual de tales esfuerzos, un sistema diseñado , puede definirse como una combinación de componentes que trabajan en sinergia para realizar colectivamente una función útil .
Temas como la ingeniería de requisitos , confiabilidad, logística , coordinación de diferentes equipos, pruebas y evaluación, mantenibilidad y muchas otras disciplinas necesarias para el diseño, desarrollo, implementación y desmantelamiento final exitosos del sistema se vuelven más difíciles cuando se trata de proyectos grandes o complejos. La ingeniería de sistemas se ocupa de los procesos de trabajo, los métodos de optimización y las herramientas de gestión de riesgos en dichos proyectos. Se superpone disciplinas técnicas y centrado humanos, tales como la ingeniería industrial , ingeniería de sistemas proceso , ingeniería mecánica , ingeniería de fabricación ,ingeniería de producción , ingeniería de control , la ingeniería de software , ingeniería eléctrica , la cibernética , la ingeniería aeroespacial , estudios organizacionales , la ingeniería civil y gestión de proyectos . La ingeniería de sistemas garantiza que todos los aspectos probables de un proyecto o sistema se consideren e integren en un todo.
El proceso de ingeniería de sistemas es un proceso de descubrimiento que es bastante diferente a un proceso de fabricación. Un proceso de fabricación se centra en actividades repetitivas que logran resultados de alta calidad con un costo y tiempo mínimos. El proceso de ingeniería de sistemas debe comenzar por descubrir los problemas reales que deben resolverse e identificar las fallas más probables o de mayor impacto que pueden ocurrir; la ingeniería de sistemas implica encontrar soluciones a estos problemas.
Historia
El término ingeniería de sistemas se remonta a Bell Telephone Laboratories en la década de 1940. [1] La necesidad de identificar y manipular las propiedades de un sistema como un todo, que en proyectos de ingeniería complejos pueden diferir mucho de la suma de las propiedades de las partes, motivó a varias industrias, especialmente a las que desarrollan sistemas para las Fuerzas Armadas de EE. UU., A aplicar la disciplina. [2] [3]
Cuando ya no era posible confiar en la evolución del diseño para mejorar un sistema y las herramientas existentes no eran suficientes para satisfacer las crecientes demandas, comenzaron a desarrollarse nuevos métodos que abordaban la complejidad directamente. [4] La continua evolución de la ingeniería de sistemas comprende el desarrollo e identificación de nuevos métodos y técnicas de modelado. Estos métodos ayudan a comprender mejor el diseño y el control del desarrollo de los sistemas de ingeniería a medida que se vuelven más complejos. Durante estos tiempos se desarrollaron herramientas populares que se utilizan a menudo en el contexto de la ingeniería de sistemas, incluidas USL , UML , QFD e IDEF 0.
En 1990, una sociedad profesional de ingeniería de sistemas, el Consejo Nacional de Ingeniería de Sistemas (NCOSE), fue fundada por representantes de varias corporaciones y organizaciones estadounidenses. NCOSE se creó para abordar la necesidad de mejoras en las prácticas y la educación de ingeniería de sistemas. Como resultado de la creciente participación de los ingenieros de sistemas fuera de los EE.UU., el nombre de la organización fue cambiado al Consejo Internacional de Ingeniería de Sistemas (INCOSE) en 1995. [5] Las escuelas en varios países ofrecen programas de posgrado en ingeniería de sistemas, y continuando Las opciones de educación también están disponibles para ingenieros en ejercicio. [6]
Concepto
| Algunas definiciones |
|---|
| Simon Ramo, considerado por algunos como el fundador de la ingeniería de sistemas moderna, definió la disciplina como: "... una rama de la ingeniería que se concentra en el diseño y la aplicación del todo como algo distinto de las partes, mirando un problema en su totalidad, teniendo en cuenta todas las facetas y todas las variables y vinculando lo social con lo tecnológico ". [7] - Conquistando la complejidad, 2004. |
| "Un enfoque interdisciplinario y medios para permitir la realización de sistemas exitosos" [8] - Manual INCOSE , 2004. |
| "La ingeniería de sistemas es un enfoque sólido para el diseño, la creación y la operación de sistemas. En términos simples, el enfoque consiste en la identificación y cuantificación de los objetivos del sistema, la creación de conceptos de diseño de sistemas alternativos, el desempeño de los oficios de diseño, la selección e implementación de mejor diseño, verificación de que el diseño está construido e integrado correctamente, y evaluación posterior a la implementación de qué tan bien el sistema cumple (o cumplió) los objetivos ". [9] - Manual de ingeniería de sistemas de la NASA , 1995. |
| "El arte y la ciencia de crear sistemas efectivos, utilizando un sistema completo, principios de vida completa" O "El arte y la ciencia de crear sistemas de solución óptimos para problemas y problemas complejos" [10] - Derek Hitchins, profesor de ingeniería de sistemas, ex presidente de INCOSE (Reino Unido), 2007. |
| "El concepto desde el punto de vista de la ingeniería es la evolución del científico ingeniero, es decir, el científico generalista que mantiene una perspectiva amplia. El método es el del enfoque de equipo. En problemas de sistemas a gran escala, equipos de científicos e ingenieros, generalistas así como los especialistas, ejercen sus esfuerzos conjuntos para encontrar una solución y realizarla físicamente ... La técnica se ha llamado de diversas formas el enfoque de sistemas o el método de desarrollo en equipo ". [11] - Harry H. Goode y Robert E. Machol, 1957. |
| "El método de ingeniería de sistemas reconoce que cada sistema es un todo integrado aunque esté compuesto por estructuras y subfunciones diversas y especializadas. Además, reconoce que cualquier sistema tiene varios objetivos y que el equilibrio entre ellos puede diferir ampliamente de un sistema a otro. Los métodos buscan optimizar las funciones generales del sistema de acuerdo con los objetivos ponderados y lograr la máxima compatibilidad de sus partes ". [12] - Herramientas de ingeniería de sistemas de Harold Chestnut, 1965. |
La ingeniería de sistemas significa solo un enfoque y, más recientemente, una disciplina en ingeniería. El objetivo de la educación en ingeniería de sistemas es formalizar varios enfoques de manera simple y, al hacerlo, identificar nuevos métodos y oportunidades de investigación similares a las que ocurren en otros campos de la ingeniería. Como enfoque, la ingeniería de sistemas es holística e interdisciplinaria en su sabor.
Orígenes y alcance tradicional
El alcance tradicional de la ingeniería abarca la concepción, diseño, desarrollo, producción y operación de sistemas físicos. La ingeniería de sistemas, tal como se concibió originalmente, entra dentro de este ámbito. "Ingeniería de sistemas", en este sentido del término, se refiere a la construcción de conceptos de ingeniería.
Evolución hacia un alcance más amplio
El uso del término "ingeniero de sistemas" ha evolucionado con el tiempo para abarcar un concepto más amplio y holístico de "sistemas" y de procesos de ingeniería. Esta evolución de la definición ha sido objeto de una controversia constante, [13] y el término sigue aplicándose tanto al ámbito más limitado como al más amplio.
La ingeniería de sistemas tradicional se consideraba una rama de la ingeniería en el sentido clásico, es decir, que se aplicaba únicamente a sistemas físicos, como naves espaciales y aeronaves. Más recientemente, la ingeniería de sistemas ha evolucionado hasta adquirir un significado más amplio, especialmente cuando se veía a los humanos como un componente esencial de un sistema. Checkland, por ejemplo, captura el significado más amplio de ingeniería de sistemas al afirmar que 'ingeniería' "se puede leer en su sentido general; se puede diseñar una reunión o un acuerdo político". [14] : 10
En consonancia con el alcance más amplio de la ingeniería de sistemas, el Cuerpo de conocimientos de ingeniería de sistemas (SEBoK) [15] ha definido tres tipos de ingeniería de sistemas: (1) La ingeniería de sistemas de productos (PSE) es la ingeniería de sistemas tradicional centrada en el diseño de sistemas físicos. que consta de hardware y software. (2) La Ingeniería de Sistemas Empresariales (ESE) pertenece a la visión de las empresas, es decir, organizaciones o combinaciones de organizaciones, como sistemas. (3) La Ingeniería de Sistemas de Servicio (SSE) tiene que ver con la ingeniería de sistemas de servicio. Checkland [14] define un sistema de servicio como un sistema que se concibe para servir a otro sistema. La mayoría de los sistemas de infraestructura civil son sistemas de servicios.
Visión holística
La ingeniería de sistemas se enfoca en analizar y obtener las necesidades del cliente y la funcionalidad requerida al principio del ciclo de desarrollo, documentando los requisitos y luego procediendo con la síntesis del diseño y la validación del sistema mientras se considera el problema completo, el ciclo de vida del sistema . Esto incluye comprender completamente a todas las partes interesadas involucradas. Oliver y col. afirman que el proceso de ingeniería de sistemas se puede descomponer en
- un proceso técnico de ingeniería de sistemas , y
- un proceso de gestión de ingeniería de sistemas .
Dentro del modelo de Oliver, el objetivo del Proceso de Gestión es organizar el esfuerzo técnico en el ciclo de vida, mientras que el Proceso Técnico incluye evaluar la información disponible , definir medidas de efectividad , crear un modelo de comportamiento , crear un modelo de estructura , realizar análisis de compensación , y cree un plan secuencial de construcción y prueba . [dieciséis]
Dependiendo de su aplicación, aunque existen varios modelos que se utilizan en la industria, todos ellos tienen como objetivo identificar la relación entre las distintas etapas mencionadas anteriormente e incorporar la retroalimentación. Ejemplos de tales modelos incluyen el modelo Waterfall y el modelo VEE (también llamado modelo V). [17]
Campo interdisciplinario
El desarrollo de sistemas a menudo requiere la contribución de diversas disciplinas técnicas. [18] Al proporcionar una visión de sistemas ( holística ) del esfuerzo de desarrollo, la ingeniería de sistemas ayuda a moldear a todos los contribuyentes técnicos en un esfuerzo de equipo unificado, formando un proceso de desarrollo estructurado que procede del concepto a la producción y la operación y, en algunos casos, a terminación y disposición. En una adquisición, la disciplina integradora holística combina contribuciones y equilibra las compensaciones entre costo, cronograma y desempeño mientras mantiene un nivel aceptable de riesgo que cubre todo el ciclo de vida del artículo. [19]
Esta perspectiva a menudo se replica en los programas educativos, ya que los cursos de ingeniería de sistemas son impartidos por profesores de otros departamentos de ingeniería, lo que ayuda a crear un entorno interdisciplinario. [20] [21]
Gestionar la complejidad
La necesidad de ingeniería de sistemas surgió con el aumento de la complejidad de los sistemas y proyectos, [22] [23] a su vez aumentando exponencialmente la posibilidad de fricción de los componentes y, por lo tanto, la falta de fiabilidad del diseño. Al hablar en este contexto, la complejidad incorpora no solo los sistemas de ingeniería, sino también la organización humana lógica de los datos. Al mismo tiempo, un sistema puede volverse más complejo debido a un aumento de tamaño, así como a un aumento en la cantidad de datos, variables o el número de campos que están involucrados en el diseño. La Estación Espacial Internacional es un ejemplo de tal sistema.
El desarrollo de algoritmos de control más inteligentes , el diseño de microprocesadores y el análisis de sistemas ambientales también entran dentro del ámbito de la ingeniería de sistemas. La ingeniería de sistemas fomenta el uso de herramientas y métodos para comprender y gestionar mejor la complejidad de los sistemas. Algunos ejemplos de estas herramientas se pueden ver aquí: [24]
- Arquitectura del sistema ,
- Modelo de sistema , modelado y simulación ,
- optimización ,
- Dinámica del sistema ,
- Análisis de sistemas ,
- Análisis estadístico ,
- Análisis de confiabilidad y
- Toma de decisiones
Adoptar un enfoque interdisciplinario de los sistemas de ingeniería es intrínsecamente complejo, ya que el comportamiento y la interacción entre los componentes del sistema no siempre está bien definido o comprendido de inmediato . Definir y caracterizar tales sistemas y subsistemas y las interacciones entre ellos es uno de los objetivos de la ingeniería de sistemas. Al hacerlo, se cierra con éxito la brecha que existe entre los requisitos informales de los usuarios, los operadores, las organizaciones de marketing y las especificaciones técnicas.
Alcance
Una forma de entender la motivación detrás de la ingeniería de sistemas es verla como un método o práctica para identificar y mejorar las reglas comunes que existen dentro de una amplia variedad de sistemas. [ cita requerida ] Teniendo esto en cuenta, los principios de la ingeniería de sistemas - holismo, comportamiento emergente, límite, et al. - se puede aplicar a cualquier sistema, complejo o de otro tipo, siempre que el pensamiento sistémico se emplee en todos los niveles. [26] Además de la defensa y la industria aeroespacial, muchas empresas de información y tecnología, empresas de desarrollo de software e industrias en el campo de la electrónica y las comunicaciones requieren ingenieros de sistemas como parte de su equipo. [27]
Un análisis realizado por el centro de excelencia de ingeniería de sistemas INCOSE (SECOE) indica que el esfuerzo óptimo invertido en la ingeniería de sistemas es aproximadamente del 15 al 20% del esfuerzo total del proyecto. [28] Al mismo tiempo, los estudios han demostrado que la ingeniería de sistemas conduce esencialmente a la reducción de costos, entre otros beneficios. [28] Sin embargo, hasta hace poco no se ha realizado ningún estudio cuantitativo a mayor escala que abarque una amplia variedad de industrias. Se están realizando estudios de este tipo para determinar la eficacia y cuantificar los beneficios de la ingeniería de sistemas. [29] [30]
La ingeniería de sistemas fomenta el uso de modelos y simulación para validar suposiciones o teorías sobre los sistemas y las interacciones dentro de ellos. [31] [32]
El uso de métodos que permitan la detección temprana de posibles fallas, en la ingeniería de seguridad , se integran en el proceso de diseño. Al mismo tiempo, las decisiones tomadas al comienzo de un proyecto cuyas consecuencias no se comprenden claramente pueden tener enormes implicaciones más adelante en la vida de un sistema, y es tarea del ingeniero de sistemas moderno explorar estos problemas y tomar decisiones críticas. Ningún método garantiza que las decisiones de hoy sigan siendo válidas cuando un sistema entre en servicio años o décadas después de su primera concepción. Sin embargo, existen técnicas que apoyan el proceso de ingeniería de sistemas. Los ejemplos incluyen la metodología de sistemas suaves, Jay Wright Forrester 's dinámica del sistema método, y el Lenguaje de Modelado Unificado (UML) —todos actualmente en exploración, evaluación y desarrollo para respaldar el proceso de decisiones de ingeniería.
Educación
La educación en ingeniería de sistemas a menudo se considera una extensión de los cursos regulares de ingeniería, [33] lo que refleja la actitud de la industria de que los estudiantes de ingeniería necesitan una formación básica en una de las disciplinas tradicionales de la ingeniería (por ejemplo, ingeniería aeroespacial , ingeniería civil , ingeniería eléctrica , mecánica). ingeniería , ingeniería de fabricación , la ingeniería industrial , ingeniería química) —Más experiencia práctica del mundo real para ser eficaces como ingenieros de sistemas. Los programas universitarios de pregrado explícitamente en ingeniería de sistemas están creciendo en número, pero siguen siendo poco comunes, los títulos que incluyen dicho material se presentan con mayor frecuencia como una licenciatura en ingeniería industrial. Normalmente los programas (ya sea por sí mismos o en combinación con el estudio interdisciplinario) se ofrecen a partir del nivel graduado en ambas pistas académicos y profesionales, dando lugar a la concesión de una cualquiera de MS / Meng o Ph.D. / Licenciatura en Ing .
INCOSE , en colaboración con el Centro de Investigación de Ingeniería de Sistemas del Instituto de Tecnología Stevens, mantiene un directorio actualizado periódicamente de programas académicos mundiales en instituciones debidamente acreditadas. [6] A partir de 2017, enumera más de 140 universidades en América del Norte que ofrecen más de 400 programas de pregrado y posgrado en ingeniería de sistemas. El reconocimiento institucional generalizado del campo como una subdisciplina distinta es bastante reciente; la edición de 2009 de la misma publicación informó que el número de tales escuelas y programas era de solo 80 y 165, respectivamente.
La educación en ingeniería de sistemas se puede considerar centrada en sistemas o centrada en dominios :
- Los programas centrados en sistemas tratan la ingeniería de sistemas como una disciplina separada y la mayoría de los cursos se imparten centrándose en los principios y la práctica de la ingeniería de sistemas.
- Los programas centrados en el dominio ofrecen la ingeniería de sistemas como una opción que se puede ejercer con otro campo importante de la ingeniería.
Ambos patrones se esfuerzan por educar al ingeniero de sistemas que es capaz de supervisar proyectos interdisciplinarios con la profundidad requerida de un ingeniero central. [34]
Temas de ingeniería de sistemas
Las herramientas de ingeniería de sistemas son estrategias , procedimientos y técnicas que ayudan a realizar la ingeniería de sistemas en un proyecto o producto . El propósito de estas herramientas varía desde la administración de bases de datos, la exploración gráfica, la simulación y el razonamiento, hasta la producción de documentos, la importación / exportación neutral y más. [35]
Sistema
Existen muchas definiciones de lo que es un sistema en el campo de la ingeniería de sistemas. A continuación se presentan algunas definiciones autorizadas:
- ANSI / EIA -632-1999: "Una agregación de productos finales y productos que permiten alcanzar un propósito determinado". [36]
- Fundamentos de ingeniería de sistemas de DAU : "una combinación integrada de personas, productos y procesos que brindan la capacidad de satisfacer una necesidad u objetivo establecido". [37]
- IEEE Std 1220-1998: "Un conjunto o disposición de elementos y procesos que están relacionados y cuyo comportamiento satisface las necesidades operativas / del cliente y proporciona el sostenimiento del ciclo de vida de los productos". [38]
- Manual de Ingeniería de Sistemas INCOSE : "entidad homogénea que exhibe un comportamiento predefinido en el mundo real y está compuesta por partes heterogéneas que no exhiben individualmente ese comportamiento y una configuración integrada de componentes y / o subsistemas". [39]
- INCOSE : "Un sistema es una construcción o colección de diferentes elementos que juntos producen resultados que no se pueden obtener por los elementos por sí solos. Los elementos, o partes, pueden incluir personas, hardware, software, instalaciones, políticas y documentos; es decir, todas las cosas necesarios para producir resultados a nivel de sistemas. Los resultados incluyen cualidades, propiedades, características, funciones, comportamiento y desempeño a nivel de sistema. El valor agregado por el sistema en su conjunto, más allá del que aportan independientemente las partes, se crea principalmente por la relación entre las partes; es decir, cómo están interconectadas ". [40]
- ISO / IEC 15288: 2008: "Una combinación de elementos que interactúan organizados para lograr uno o más propósitos establecidos". [41]
- Manual de ingeniería de sistemas de la NASA : "(1) La combinación de elementos que funcionan juntos para producir la capacidad de satisfacer una necesidad. Los elementos incluyen todo el hardware, software, equipo, instalaciones, personal, procesos y procedimientos necesarios para este propósito. (2 ) El producto final (que realiza funciones operativas) y los productos habilitadores (que proporcionan servicios de soporte del ciclo de vida a los productos finales operativos) que componen un sistema ". [42]
Procesos de ingeniería de sistemas
Los procesos de ingeniería de sistemas abarcan todas las actividades creativas, manuales y técnicas necesarias para definir el producto y que deben llevarse a cabo para convertir una definición de sistema en una especificación de diseño de sistema suficientemente detallada para la fabricación e implementación del producto. El diseño y desarrollo de un sistema se puede dividir en cuatro etapas, cada una con diferentes definiciones: [43]
- definición de tarea (definición informativa),
- etapa conceptual (definición cardinal),
- etapa de diseño (definición formativa), y
- etapa de implementación (definición de fabricación).
Dependiendo de su aplicación, las herramientas se utilizan para varias etapas del proceso de ingeniería de sistemas: [25]
Usando modelos
Los modelos juegan papeles importantes y diversos en la ingeniería de sistemas. Un modelo se puede definir de varias formas, que incluyen: [44]
- Una abstracción de la realidad diseñada para responder preguntas específicas sobre el mundo real.
- Una imitación, analogía o representación de un proceso o estructura del mundo real; o
- Una herramienta conceptual, matemática o física para ayudar a quienes toman decisiones.
Juntas, estas definiciones son lo suficientemente amplias como para abarcar modelos de ingeniería física utilizados en la verificación del diseño de un sistema, así como modelos esquemáticos como un diagrama de bloques de flujo funcional y modelos matemáticos (es decir, cuantitativos) utilizados en el proceso de estudio comercial. Esta sección se centra en el último. [44]
La principal razón para utilizar modelos matemáticos y diagramas en los estudios comerciales es proporcionar estimaciones de la eficacia del sistema, el rendimiento o los atributos técnicos y el costo a partir de un conjunto de cantidades conocidas o estimables. Por lo general, se necesita una colección de modelos separados para proporcionar todas estas variables de resultado. El corazón de cualquier modelo matemático es un conjunto de relaciones cuantitativas significativas entre sus entradas y salidas. Estas relaciones pueden ser tan simples como sumar cantidades constituyentes para obtener un total, o tan complejas como un conjunto de ecuaciones diferenciales que describen la trayectoria de una nave espacial en un campo gravitacional. Idealmente, las relaciones expresan causalidad, no solo correlación. [44]Además, la clave para el éxito de las actividades de ingeniería de sistemas son también los métodos con los que estos modelos se gestionan y utilizan de forma eficiente y eficaz para simular los sistemas. Sin embargo, diversos dominios a menudo presentan problemas recurrentes de modelado y simulación para la ingeniería de sistemas, y los nuevos avances apuntan a la fertilización cruzada de métodos entre distintas comunidades científicas y de ingeniería, bajo el título de 'Ingeniería de sistemas basada en modelado y simulación'. [45]
Modelado de formalismos y representaciones gráficas
Inicialmente, cuando el propósito principal de un ingeniero de sistemas es comprender un problema complejo, se utilizan representaciones gráficas de un sistema para comunicar los requisitos funcionales y de datos de un sistema. [46] Las representaciones gráficas comunes incluyen:
- Diagrama de bloques de flujo funcional (FFBD)
- Diseño basado en modelos
- Diagrama de flujo de datos (DFD)
- Gráfico N2
- Diagrama IDEF0
- Use el diagrama del caso
- Diagrama de secuencia
- Diagrama de bloques
- Gráfico de flujo de señal
- Mapas de funciones y mapas de tipos de USL
- Marcos de arquitectura empresarial
- Ingeniería de sistemas basada en modelos
Una representación gráfica relaciona los diversos subsistemas o partes de un sistema a través de funciones, datos o interfaces. Cualquiera o cada uno de los métodos anteriores se utilizan en una industria en función de sus requisitos. Por ejemplo, el gráfico N2 se puede utilizar cuando las interfaces entre sistemas son importantes. Parte de la fase de diseño es crear modelos estructurales y de comportamiento del sistema.
Una vez que se entienden los requisitos, ahora es responsabilidad de un ingeniero de sistemas refinarlos y determinar, junto con otros ingenieros, la mejor tecnología para un trabajo. En este punto, comenzando con un estudio comercial, la ingeniería de sistemas fomenta el uso de opciones ponderadas para determinar la mejor opción. Una matriz de decisión , o método de Pugh, es unidireccional ( QFDes otra) para hacer esta elección teniendo en cuenta todos los criterios que son importantes. El estudio comercial, a su vez, informa el diseño, que nuevamente afecta las representaciones gráficas del sistema (sin cambiar los requisitos). En un proceso de SE, esta etapa representa el paso iterativo que se lleva a cabo hasta que se encuentra una solución factible. Una matriz de decisiones a menudo se completa utilizando técnicas como análisis estadístico, análisis de confiabilidad, dinámica de sistemas (control de retroalimentación) y métodos de optimización.
Otras herramientas
Systems Modeling Language (SysML), un lenguaje de modelado utilizado para aplicaciones de ingeniería de sistemas, admite la especificación, análisis, diseño, verificación y validación de una amplia gama de sistemas complejos. [47]
Lifecycle Modeling Language (LML) es un lenguaje de modelado de estándar abierto diseñado para la ingeniería de sistemas que admite el ciclo de vida completo: etapas conceptual, de utilización, de soporte y de retiro. [48]
Campos y subcampos relacionados
Muchos campos relacionados pueden considerarse estrechamente vinculados a la ingeniería de sistemas. Las siguientes áreas han contribuido al desarrollo de la ingeniería de sistemas como entidad diferenciada:
- Ingeniería de sistemas cognitivos
- La ingeniería de sistemas cognitivos (CSE) es un enfoque específico para la descripción y análisis de sistemas hombre-máquina o sistemas sociotécnicos . [49] Los tres temas principales de la EIS son cómo los humanos afrontan la complejidad, cómo se logra el trabajo mediante el uso de artefactos y cómo los sistemas humano-máquina y los sistemas socio-técnicos pueden describirse como sistemas cognitivos conjuntos. La EIS se ha convertido desde sus inicios en una disciplina científica reconocida, a veces también conocida como ingeniería cognitiva . El concepto de Sistema Cognitivo Conjunto (JCS), en particular, se ha utilizado ampliamente como una forma de entender cómo los sistemas socio-técnicos complejos pueden describirse con diversos grados de resolución. Los más de 20 años de experiencia con CSE se han descrito ampliamente.[50] [51]
- Gestión de la configuración
- Al igual que la ingeniería de sistemas, la gestión de la configuración tal como se practica en la industria aeroespacial y de defensa es una práctica amplia a nivel de sistemas. El campo es paralelo a las tareas de la ingeniería de sistemas; donde la ingeniería de sistemas se ocupa del desarrollo de requisitos, la asignación a elementos de desarrollo y la verificación, la gestión de la configuración se ocupa de la captura de requisitos, la trazabilidad al elemento de desarrollo y la auditoría del elemento de desarrollo para garantizar que ha logrado la funcionalidad deseada que la ingeniería de sistemas y / o prueba y La ingeniería de verificación ha demostrado su eficacia mediante pruebas objetivas.
- Ingeniería de control
- La ingeniería de control y su diseño e implementación de sistemas de control , que se utilizan ampliamente en casi todas las industrias, es un gran subcampo de la ingeniería de sistemas. El control de crucero en un automóvil y el sistema de guía para un misil balístico son dos ejemplos. La teoría de los sistemas de control es un campo activo de las matemáticas aplicadas que implica la investigación de espacios de solución y el desarrollo de nuevos métodos para el análisis del proceso de control.
- Ingeniería Industrial
- La ingeniería industrial es una rama de la ingeniería que se ocupa del desarrollo, mejora, implementación y evaluación de sistemas integrados de personas, dinero, conocimientos, información, equipos, energía, materiales y procesos. La ingeniería industrial se basa en los principios y métodos de análisis y síntesis de ingeniería, así como en las ciencias matemáticas, físicas y sociales junto con los principios y métodos de análisis y diseño de ingeniería para especificar, predecir y evaluar los resultados obtenidos de dichos sistemas.
- Diseño de interfaz
- El diseño de la interfaz y su especificación se preocupan por asegurar que las piezas de un sistema se conecten e interactúen con otras partes del sistema y con sistemas externos según sea necesario. El diseño de la interfaz también incluye garantizar que las interfaces del sistema puedan aceptar nuevas características, incluidas las interfaces mecánicas, eléctricas y lógicas, incluidos los cables reservados, el espacio de conexión, los códigos de comando y los bits en los protocolos de comunicación. Esto se conoce como extensibilidad . La Interacción Hombre-Computadora (HCI) o la Interfaz Hombre-Máquina (HMI) es otro aspecto del diseño de la interfaz, y es un aspecto crítico de la ingeniería de sistemas moderna. Los principios de ingeniería de sistemas se aplican en el diseño de protocolos de comunicación para redes de área local.y redes de área amplia .
- Ingeniería en Mecatrónica
- La ingeniería mecatrónica , al igual que la ingeniería de sistemas, es un campo multidisciplinario de la ingeniería que utiliza el modelado de sistemas dinámicos para expresar construcciones tangibles. En ese sentido, es casi indistinguible de la ingeniería de sistemas, pero lo que la distingue es el enfoque en detalles más pequeños en lugar de generalizaciones y relaciones más grandes. Como tal, ambos campos se distinguen por el alcance de sus proyectos más que por la metodología de su práctica.
- La investigación de operaciones
- La investigación de operaciones apoya la ingeniería de sistemas. Las herramientas de la investigación de operaciones se utilizan en análisis de sistemas, toma de decisiones y estudios comerciales. Varias escuelas imparten cursos de SE dentro del departamento de investigación de operaciones o ingeniería industrial , [ cita requerida ] destacando el papel que juega la ingeniería de sistemas en proyectos complejos. La investigación de operaciones , brevemente, se ocupa de la optimización de un proceso bajo múltiples restricciones. [52]
- Ingeniería de desempeño
- La ingeniería de rendimiento es la disciplina de garantizar que un sistema cumpla con las expectativas de rendimiento del cliente a lo largo de su vida. El rendimiento generalmente se define como la velocidad con la que se ejecuta una determinada operación o la capacidad de ejecutar varias de tales operaciones en una unidad de tiempo. El rendimiento puede verse degradado cuando las operaciones en cola para ejecutarse se ven limitadas por la capacidad limitada del sistema. Por ejemplo, el rendimiento de una red de paquetes conmutados se caracteriza por el retardo de tránsito de paquetes de un extremo a otro, o el número de paquetes conmutados en una hora. El diseño de sistemas de alto rendimiento utiliza modelos analíticos o de simulación, mientras que la entrega de una implementación de alto rendimiento implica pruebas de rendimiento exhaustivas. La ingeniería de rendimiento se basa en gran medida en las estadísticas, teoría de colas y teoría de probabilidades para sus herramientas y procesos.
- Gestión de programas y gestión de proyectos
- La administración de programas (o administración de programas) tiene muchas similitudes con la ingeniería de sistemas, pero tiene orígenes más amplios que los de ingeniería de la ingeniería de sistemas. La gestión de proyectos también está estrechamente relacionada con la gestión de programas y la ingeniería de sistemas.
- Ingeniería de propuestas
- La ingeniería de propuestas es la aplicación de principios científicos y matemáticos para diseñar, construir y operar un sistema de desarrollo de propuestas rentable. Básicamente, la ingeniería de propuestas utiliza el " proceso de ingeniería de sistemas " para crear una propuesta rentable y aumentar las probabilidades de una propuesta exitosa.
- Ingeniería de confiabilidad
- La ingeniería de confiabilidad es la disciplina de asegurar que un sistema cumpla con las expectativas del cliente en cuanto a confiabilidad a lo largo de su vida; es decir, no falla con más frecuencia de lo esperado. Además de la predicción de fallas, se trata también de la prevención de fallas. La ingeniería de confiabilidad se aplica a todos los aspectos del sistema. Está estrechamente asociado con la capacidad de mantenimiento , la disponibilidad ( confiabilidad o RAMS preferido por algunos) y la ingeniería logística . La ingeniería de confiabilidad es siempre un componente crítico de la ingeniería de seguridad, como en el análisis de modos y efectos de falla (FMEA) y el análisis del árbol de fallas de peligro , y de la ingeniería de seguridad..
- Gestión de riesgos
- La gestión de riesgos , la práctica de evaluar y tratar el riesgo es una de las partes interdisciplinarias de la Ingeniería de Sistemas. En el desarrollo, la adquisición o las actividades operativas, la inclusión del riesgo en el compromiso con el costo, el cronograma y las características de rendimiento, implica la gestión de configuración compleja iterativa de la trazabilidad y la evaluación de la planificación y la gestión de requisitos en todos los dominios y para el ciclo de vida del sistema que requiere la Enfoque técnico interdisciplinario de la ingeniería de sistemas. La Ingeniería de Sistemas hace que la Gestión de Riesgos defina, adapte, implemente y supervise un proceso estructurado para la gestión de riesgos que se integra al esfuerzo general. [53]
- Ingeniería de Seguridad
- Las técnicas de ingeniería de seguridad pueden ser aplicadas por ingenieros no especializados en el diseño de sistemas complejos para minimizar la probabilidad de fallas críticas para la seguridad. La función "Ingeniería de seguridad del sistema" ayuda a identificar "peligros de seguridad" en diseños emergentes y puede ayudar con técnicas para "mitigar" los efectos de condiciones (potencialmente) peligrosas que no se pueden diseñar fuera de los sistemas.
- Planificación
- La programación es una de las herramientas de soporte de ingeniería de sistemas como práctica y elemento para evaluar preocupaciones interdisciplinarias bajo la gestión de la configuración. En particular, la relación directa de los recursos, las características de rendimiento y el riesgo con la duración de una tarea o los vínculos de dependencia entre las tareas y los impactos a lo largo del ciclo de vida del sistema son preocupaciones de ingeniería de sistemas.
- Ingenieria de seguridad
- La ingeniería de seguridad puede verse como un campo interdisciplinario que integra la comunidad de práctica para el diseño de sistemas de control, confiabilidad, seguridad e ingeniería de sistemas. Puede involucrar subespecialidades como la autenticación de usuarios del sistema, objetivos del sistema y otros: personas, objetos y procesos.
- Ingeniería de software
- Desde sus inicios, la ingeniería de software ha ayudado a dar forma a la práctica de la ingeniería de sistemas moderna. Las técnicas utilizadas en el manejo de las complejidades de los grandes sistemas intensivos en software han tenido un efecto importante en la configuración y remodelación de las herramientas, métodos y procesos de la Ingeniería de Sistemas.
Ver también
- Arcadia (ingeniería)
- Ingeniería de control
- Revisión de diseño (gobierno de EE. UU.)
- Gestión de ingeniería
- Ingeniería de sistemas empresariales
- Ingeniería Industrial
- Interdisciplinariedad
- Lista de temas de producción
- Lista de ingenieros de sistemas
- Lista de tipos de ingeniería de sistemas
- Cibernética de gestión
- Ingeniería de sistemas basada en modelos
- Jefe de operaciones
- Método de diseño y análisis de sistemas estructurados
- Sistema de ingeniería de sistemas (SoSE)
- Accidente del sistema
- Arquitectura de sistemas
- Ciclo de vida del desarrollo de sistemas
- Pensamiento sistémico (por ejemplo, teoría de las limitaciones , mapeo de la cadena de valor )
- Modelado de información del sistema
Referencias
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- Gestión de ingeniería del sistema MIL-STD-499 del Departamento de Defensa de EE. UU .
enlaces externos
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