Inenjerstvo sistema Prof Dragan Domazet 1 Inenjerstvo sistema

Inženjerstvo sistema Prof. Dragan Domazet 1

Inženjerstvo sistema: Šta je, čemu služi, šta obezbeđuje 2

Definicja inženjerstva sistema n International Council on Systems Engineering (INCOSE): n n Inženjerstvo sistema je interdisciplinski pristup i sredstvo za uspešnu realizaciju uspešnih sistema. On usmerava pažnju na definisanje potreba kupca i zahtevanoj funkcionalnosti u ranoj fazi ciklusa razvoja, na definisanje zahteva, a zatim vrši sintezu projektnog rešenja i ocenjivanje sistema pri čemu se uzima u razmatranje kompletan problem. IS integriše sve discipline i određuje grupe u okviru timskog napora za formiranje struktuisanog procesa razvoja proizvoda koji počinje od njegovog koncepta do proizvodnje i operativne upotrebe. IS obuhvata i poslovne i tehničke potrebe svih kupaca u vezi sa ciljem obezbeđivanja kvaliteta proizvoda koji zadovoljava potrebe kupaca. Izvor: UML for Szstem Engineering RFP as/03 -03 -41, OMG Projektovanje proizvodnje primenom ra; unara Dragan Domazet - 2004/2005. Predavanje br. 1 Pregled nastavnog plana i uvodno predavanje 3

Postojeći standardi n n n ANSI/EIA 632, IEEE 1220 -1998, i ISO/IEC 15288 Definišu skup osnovnih aktivnosti koje se moraju sprovesti radi primene inženjerstva sistema. Primenjuju se različitemetodologije primene SI: n n Strukturne metodologije Objektno-orijentisane metodologije Izvor: UML for Szstem Engineering RFP as/03 -03 -41, OMG Projektovanje proizvodnje primenom ra; unara Dragan Domazet - 2004/2005. Predavanje br. 1 Pregled nastavnog plana i uvodno predavanje 4

Cilj inženjerstva sistema n Potpuno obezbeđenje realizacije integralnog koncepta razvoja i proizvodnje proizvoda koji zadovoljava postavljene zahteve u okvirima definisanih ograničenja vezanih za troškove, rokove i rizike. Izvor: International Council on Systems Engineering (INCOSE) and the American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA) Systems Engineering Technical Committee Projektovanje proizvodnje primenom ra; unara Dragan Domazet - 2004/2005. Predavanje br. 1 Pregled nastavnog plana i uvodno predavanje 5

Misija inženjerstva sistema n n n Obezbeđivanje potpune integracije razvoja i proizvodnje proizvoda koji zadovaoljavaju očekivanja njihovih korisnika u vezi cene, rokova i rizika. Obezbeđivanje strukturisanog procesa za integraciju i povezivanje zahteva, planova, rokova za donošenje odluka, i verifikacije. Osposobljavanje projektnog tima da radi sa jednim integrisanim skupom zahteva i procesa. Omogućava integraciju sistema u fazama definisanja zahteva i projektovanja. Smanjivanje neplaniranih i skupih kasnijih promena sistema radi unošenja onog što je ranije izostavljeno i rešavanja problema integracije. Izvor: Systems Engineering, AIAA-INCOSE, 1997. Projektovanje proizvodnje primenom ra; unara Dragan Domazet - 2004/2005. Predavanje br. 1 Pregled nastavnog plana i uvodno predavanje 6

Proces inženjerstva sistema n n Planira i organizuju tehničke aspekte projekta Analizira problem sa stanovišta korisnika sistema n n Konverzijom potreba i očekivanja u overene i integrisane tehničke zahteva Razvojem detaljnih tehničkih zahteva do nivoa potrebe dobijanja mogućeg i ekonomičnog projektnog rešenja Analizira i ocenjuje alternativna rešenja koja zadovoljavaju ove potrebe i očekivanja i bira uravnoteženo rešenje za svaki element sistema, kao i za sistem u celini. Verifukuje da li zahtevi zadovoljavaju zahteve korisnika Izvor: Systems Engineering, AIAA-INCOSE, 1997. Projektovanje proizvodnje primenom ra; unara Dragan Domazet - 2004/2005. Predavanje br. 1 Pregled nastavnog plana i uvodno predavanje 7

Tipična pitanja u inženjerstvu sistema n n n Šta je problem koji želimo da rešima? Koji su uticajni faktori i koja su ograničenja? Kak ćemo znati da smo adekvatno definisali problem? Koja je naša organizacija i plan za rešavanje problema? Koja je naša metodologija za primenu proces inženjerstva sistema? Izvor: Systems Engineering, AIAA-INCOSE, 1997. Projektovanje proizvodnje primenom ra; unara Dragan Domazet - 2004/2005. Predavanje br. 1 Pregled nastavnog plana i uvodno predavanje 8

Načini izražavanja odgovora n n n Inženjerski plan – kontinualno održavanje odlagališta odgovora na prethodno postavljena pitanja Plan tehničkih događaja – skup kqučnih događaja u projektu i odgovarajućih aktivnosti neophodnih za postizanje zadovoljavajućeg rešenja. Inženjerski plan – kalendarski plan zadataka primene inženjerskog plana i plana tehničkih događaja. Izvor: Systems Engineering, AIAA-INCOSE, 1997. Projektovanje proizvodnje primenom ra; unara Dragan Domazet - 2004/2005. Predavanje br. 1 Pregled nastavnog plana i uvodno predavanje 9

Definisanje i verifikacija rešenja n Obezbeđenje prihvatljivosti i efektnosti rešenja: n n n Razvoj modela i prototipova radi smanjnja rizika primene Određivanje ključnih atributa i zadovoljenje projektnih zajteva Izvršenje analize osetljivosti radi određivanja projektnih margina Izvršavanje kvantitavne procene potencijalnog proizvoda na osnovu demonstriranih performane Obezbeđenje kvantitavne procene proizvoda na osnovu pokazane demonstracije rada otencijalnog Pomoć u izboru zadovoljavajućeg rešenja sistema Izvor: Systems Engineering, AIAA-INCOSE, 1997. Projektovanje proizvodnje primenom ra; unara Dragan Domazet - 2004/2005. Predavanje br. 1 Pregled nastavnog plana i uvodno predavanje 10

Definisanje i verifikacija rešenja n Izbegavanje unapred definisanih rešenja: n n n Projekt treba da sledi zahteve Zahtevi ne dokumentuju projekat Verifikacija rešenja: n n n Verifikacija da proizvod zadovoljava zahteve Verifikacija da se proizvod odgovarajuće integriše sa drugim proizvodima Rešavanje nepravilnosti nastale u primeni sistema Izvor: Systems Engineering, AIAA-INCOSE, 1997. Projektovanje proizvodnje primenom ra; unara Dragan Domazet - 2004/2005. Predavanje br. 1 Pregled nastavnog plana i uvodno predavanje 11

Posledice primene n Primena inženjerstva sistema omogućava: n n n Struktuisan proces integracije i povezivanja zahteva, planova, rokova za donošenje odluka i verifikaciju Integraciju sistema u fazama definisanja zahteva i projektovanja Izbegavanje i smanjenje skupih ispravljanja grešaka i teškoća pri integraciji Izvor: International Council on Systems Engineering (INCOSE) and the American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA) Systems Engineering Technical Committee Projektovanje proizvodnje primenom ra; unara Dragan Domazet - 2004/2005. Predavanje br. 1 Pregled nastavnog plana i uvodno predavanje 12

Pozitivan efekat na realizaciju projekta razvoja proizvoda n Inženjerstvo sistema podržava integralno projektovanje proizvoda i procesa njegovog razvoja i proizvodnje jer omogućava blagovremenu identifikaciju i rešavanje sukoba, kao i verifikaciju zahteva u vezi neophodnih funkcija proizvoda. Izvor: International Council on Systems Engineering (INCOSE) and the American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA) Systems Engineering Technical Committee Projektovanje proizvodnje primenom ra; unara Dragan Domazet - 2004/2005. Predavanje br. 1 Pregled nastavnog plana i uvodno predavanje 13

Šta obezbeđuje inženjerstvo sistema? n Inženjerstvo sistema obezbeđuje: n n Planiranje i organizaciju tehničkih aspekata projekta Analizu problema koje imaju nosioci posla n n Pretvaranjem potreba i očekivanja u verifikovane i integralne tehničke zahteve Razvojem detaljnih tehničkih zahteva radi dobijanja mogućih i ekonomičnih projektnih rešenja Razmatranje alternativa za zadovoljenje postavljenih zahteva i izbor uravnoteženog, tj. najboljeg rešenja kako delova, tako i celog sistema Realizaciju usvojenog uravnotreženog rešenja Izvor: International Council on Systems Engineering (INCOSE) and the American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA) Systems Engineering Technical Committee Projektovanje proizvodnje primenom ra; unara Dragan Domazet - 2004/2005. Predavanje br. 1 Pregled nastavnog plana i uvodno predavanje 14

Integralni proces razvoja proizvoda n Integralni proces razvoja proizvoda obuhvata: n n n n Transformaciju potreba i očekivanja u zahteve Primenu zahteva – projektovanje proizvoda Primenu projekta – proizvodnju proizvoda Obezbeđenje prikladnosti i efektivnosti rešenja Analiza svih alternativa Izbegavanje unapred definisanih rešenja Verifikacija rešenja Izvor: International Council on Systems Engineering (INCOSE) and the American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA) Systems Engineering Technical Committee Projektovanje proizvodnje primenom ra; unara Dragan Domazet - 2004/2005. Predavanje br. 1 Pregled nastavnog plana i uvodno predavanje 15

Upravljanje zahtevima n Zahtevi određuju nešto mora da bude urađeno, transformisano, proizvedeno, obezbeđeno ili ograničeno n n Zahtev definiše ŠTA je neophodno Upravljanje zahtevima obezbeđuje: n n Integraciju zahteva iz različitih izvora Analizu prikupljenih zahteva radi dobijanja jednstvenog skupa prihvaćenih zahteva Određivanje zahteva koji zahtevaju dodatne analize radi postavljanja kvantitativnih i merljivih ciljeva Kontrolisan postupak zadovaoljavanja zahteva u toku celog životnog ciklusa proizvoda Izvor: International Council on Systems Engineering (INCOSE) and the American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA) Systems Engineering Technical Committee Projektovanje proizvodnje primenom ra; unara Dragan Domazet - 2004/2005. Predavanje br. 1 Pregled nastavnog plana i uvodno predavanje 16

Upravljanje rizicima n n Rizik je sve što može da ugrozi zadovoljenje usvojenih zahteva Upravljanje rzicima obezbeđuje: n n Integraciju razmatranje rizika sa procesima odlučivanja Obezbeđivanje blagovremenih uporozenja na moguće opasnosti Određivanje specijalista za ocenu kumulativnog efekta rizika na zadovoljenje postavljenih ciljeva Pripremu rešenja za umanjenje rizika i plana za reagovanje ako se jave problemi Izvor: International Council on Systems Engineering (INCOSE) and the American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA) Systems Engineering Technical Committee Projektovanje proizvodnje primenom ra; unara Dragan Domazet - 2004/2005. Predavanje br. 1 Pregled nastavnog plana i uvodno predavanje 17

Tehnička recenzija n n n Povremenim tehničkim recenzijama se vrši provera efektivnosti transformacije potreba i očekivanja u zahteve, projektna rešenja i u proizvod koji se isporučuje Obezbeđuju saglasnost za početak realizacije narednih aktivnosti procesa Kriterijimi za tehničku recenziju: n n n Primenitih u ranim fazama i u jednostavnoj formi Definisati jasne ciljeve za svaku recenziju Treba da ocene progres u zadovoljenju postavljenih zahteva Treba ih planirati posle ključnih aktivnosti Pratiti realizaciju zaključaka recenzije sve do njihovog ispunjenja Izvor: International Council on Systems Engineering (INCOSE) and the American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA) Systems Engineering Technical Committee Projektovanje proizvodnje primenom ra; unara Dragan Domazet - 2004/2005. Predavanje br. 1 Pregled nastavnog plana i uvodno predavanje 18

Šta je inženjerstvo sistema? n Inženjerstvo sistema (IS) je plan i sredstvo za obezbeđenje cilja nekog procesa. n n Definiše kako organizacija utvrđuje i rešava problem, i kako primenjuje plan za rešavanje problema Elementi za obezbeđenje uspeha: n n n Shvatanje da je IS način razmišljanja i obavljanja posla, isto kao što je i proces Jako opredeljnje za uspeh svih u procesu Nije izolovan napor jedne grupe, već infrastruktura za normalno obavljanje posla Izvor: International Council on Systems Engineering (INCOSE) and the American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA) Systems Engineering Technical Committee Projektovanje proizvodnje primenom ra; unara Dragan Domazet - 2004/2005. Predavanje br. 1 Pregled nastavnog plana i uvodno predavanje 19

Šta obezbeđuje inženjerstvo sistema? n n Strukturiše jedan inženjerski proces Poboljšava komunikaciju i omogućava formiranje zajedničke vizije potreba i rešenja Integralno projektovanje proizvoda i procesa (njegovog razvoja i proizvodnje) Smanjenje rizika prekoračenja troškova, rokova i ugrožavanja kvaliteta proizvoda Izvor: Brian W. Mar and Bernard G. Morais Projektovanje proizvodnje primenom ra; unara Dragan Domazet - 2004/2005. Predavanje br. 1 Pregled nastavnog plana i uvodno predavanje 20

Osnove inženjerstva sistema n n Sve se sagledava kao sistem Za svaki sistem se razvija po jedan FRAT pogled (funkcije, zahtevi, aktivnosti, rokovi) Primena sistemskog pristupa za sve što se radi Održavanje zajedničke vizije procesa i proizvoda Izvor: Brian W. Mar and Bernard G. Morais Projektovanje proizvodnje primenom ra; unara Dragan Domazet - 2004/2005. Predavanje br. 1 Pregled nastavnog plana i uvodno predavanje 21

Osnove FRAT-a Sve se vidi kao sistem 2. Primena osnovnih sistemskih koncepata 3. Primena četri pogleda na sistema 4. Važnost tri spregnuta sistema 1. Izvor: Brian W. Mar and Bernard G. Morais Projektovanje proizvodnje primenom ra; unara Dragan Domazet - 2004/2005. Predavanje br. 1 Pregled nastavnog plana i uvodno predavanje 22

1. Sve se vidi kao sistem ORGANIZACIJE HARDVER Projektovanje proizvodnje primenom ra; unara Dragan Domazet - 2004/2005. SOFTVER ELEKTRONIKA PROIZVODNJA ZABAVA Izvor: Brian W. Mar and Bernard G. Morais Predavanje br. 1 Pregled nastavnog plana i uvodno predavanje 23

2. Upotreba osnovnih koncepta sistema Definicija granica i ulaza i izlaza Tokovi tokovi Dekompozicija celine u delove stabla Izvor: Brian W. Mar and Bernard G. Morais Projektovanje proizvodnje primenom ra; unara Dragan Domazet - 2004/2005. Predavanje br. 1 Pregled nastavnog plana i uvodno predavanje 24

3. Upotreba četri pogleda na sistem (FRAD) Function Funkcionalni pogled opisuje akcije Requirements Answer Pogled na zahteve defiše metriku Pogled na odgovore (strukturu) opisuje šta Test Pogled na testiranje opisuje verifikaciju i ocenjivanje Izvor: Brian W. Mar and Bernard G. Morais Projektovanje proizvodnje primenom ra; unara Dragan Domazet - 2004/2005. Predavanje br. 1 Pregled nastavnog plana i uvodno predavanje 25

4. Opis sistema je nekompletan ako nisu primenjena sva četri pogleda Tipično: Funkcije Zahtevi Odgovori Testovi Odgovori Projektovanje proizvodnje primenom ra; unara Dragan Domazet - 2004/2005. Predavanje br. 1 Pregled nastavnog plana i uvodno predavanje Izvor: Brian W. Mar and Bernard G. Morais 26

Proces određivanja FRAT-a IDEALAN - F R COTS - A T R F F A T Literatura SI – R A T Izvor: Brian W. Mar and Bernard G. Morais Projektovanje proizvodnje primenom ra; unara Dragan Domazet - 2004/2005. Predavanje br. 1 Pregled nastavnog plana i uvodno predavanje 27

Proces sistem inženjerstva Definicija ciljeva i zahteva Definicija poželjnih funkcija sistema Propisi Definicija sistemskih zahteva Utvrđivanje alternativa Ograničenja Izvor: Brian W. Mar and Bernard G. Morais Projektovanje proizvodnje primenom ra; unara Dragan Domazet - 2004/2005. Izbor i primena Predavanje br. 1 Pregled nastavnog plana i uvodno predavanje Korisnici Kupci Postavljanje kriterijuma odlučivanja Ocenjivanje i verifikovanje 28

Sistemsko razmišljanje FRAT podaci gornjeg nivoa određuju okvir za sledeći nivo Donji nivo mora da se razvije i preslika u gornji nivo Svaki nivo FRAT-a određuje osnovnu (referentnu) liniju Simulacioni modeli omogućuju dinamičke FRAT poglede Izvor: Brian W. Mar and Bernard G. Morais Projektovanje proizvodnje primenom ra; unara Dragan Domazet - 2004/2005. Predavanje br. 1 Pregled nastavnog plana i uvodno predavanje 29

Zašto koristiti FRAT? n n Omogućava shvatanje šta će proizvod raditi pre nego što se napravi Omogućava osnovu za ocenu proizvoda pre prihvatanja i plaćanja Omogućava zajedničku viziju razvoja i upotrebe proizvoda Podržava strukturisan i disciplinovani pristup prikupljanja i trasiranja informacija Izvor: Brian W. Mar and Bernard G. Morais Projektovanje proizvodnje primenom ra; unara Dragan Domazet - 2004/2005. Predavanje br. 1 Pregled nastavnog plana i uvodno predavanje 30

Primena IS za tri tipa sistema Razvojna i radna okolina Sistem procesa Sistem proizvoda Izvor: Brian W. Mar and Bernard G. Morais Projektovanje proizvodnje primenom ra; unara Dragan Domazet - 2004/2005. Predavanje br. 1 Pregled nastavnog plana i uvodno predavanje 31

Ključne oblasti i procesi n Područja IS: n n n n Definisanje sistemskih zahteva Definisanje tehničkih zahteva Ocena i izbor Integracija sistema Verifikacija sistema Ocenjivanje sistema Područja upravljanja: n n n n Projektovanje proizvodnje primenom ra; unara Dragan Domazet - 2004/2005. Planiranje i organizacija Praćenje i kontrola Integracija disciplina Koordinacija dobavljača Upravljanje rizicima Upravljanje podacima Upravljnaje konfiguracijom Obezbeđenje kvaliteta Predavanje br. 1 Pregled nastavnog plana i uvodno predavanje Izvor: Brian W. Mar and Bernard G. Morais 32

Vrste sistem inženjera n n n SI za aktivnosti vezane za definisanje proizvoda SI za aktivnosti vezane za razvoj proizvoda SI za aktivnosti vezane za poboljšanje procesa Izvor: Brian W. Mar and Bernard G. Morais Projektovanje proizvodnje primenom ra; unara Dragan Domazet - 2004/2005. Predavanje br. 1 Pregled nastavnog plana i uvodno predavanje 33

Preporuke n n n Inženjerstvo sistema je zadatak koji bi trebalo primeniti u okviru svakog posla Sistem inženjeri treba da se specijalizuju za specifične poslove inžinjerstva sistema jer najčešće nemaju znanja za realizaciju svih zadataka inženjerstva sistema Neophodan je neko, ili mali tim, kao mentor i za stalno poboljšanje primene sistem inženjerstva Izvor: Brian W. Mar and Bernard G. Morais Projektovanje proizvodnje primenom ra; unara Dragan Domazet - 2004/2005. Predavanje br. 1 Pregled nastavnog plana i uvodno predavanje 34

Uslovi za uspeh n n Organizacije moraju da razumeju da je inženjesrtvo sistema način razmišljanja i realizacije poslovanja kao i to da je jedan proces. IS zahteva posvećenost svih učesnika – od vrha rukovodstva do pripravnika Inženjerstvo sistema ne poziva na formiranje tima za “realizaciju inženjerstva sistema”, već postavlja infrastrukturu u kojoj organizacija i projektni tim svakodnevno primenjuju principe inženjesrtva sistema. Inženjerstvo sistema definiše kako organizacija rešava neki problem, kako pristupa razvoju nekog rešenja problema i kako primenjuje plan rešavanja nekog problema. Izvor: Systems Engineering, AIAA-INCOSE, 1997. Projektovanje proizvodnje primenom ra; unara Dragan Domazet - 2004/2005. Predavanje br. 1 Pregled nastavnog plana i uvodno predavanje 35