시스템 엔지니어링

Systems engineering
시스템 엔지니어링 기술은 우주선 설계, 컴퓨터 칩 설계, 로봇 공학, 소프트웨어 통합 및 브리지 구축과 같은 복잡한 프로젝트에 사용됩니다.시스템 엔지니어링에서는 모델링 및 시뮬레이션, 요구사항 분석 및 스케줄링을 포함한 다수의 도구를 사용하여 복잡성을 관리합니다.

시스템 엔지니어링은 복잡한 시스템을 라이프 사이클에 걸쳐 설계, 통합 및 관리하는 방법에 초점을 맞춘 공학 및 엔지니어링 관리의 분야입니다.시스템 엔지니어링의 핵심은 시스템 사고 원리를 사용하여 이러한 지식을 정리하는 것입니다.이러한 노력의 개별 결과물인 엔지니어링 시스템은 유용한 기능을 집합적으로 수행하기 위해 시너지 효과를 발휘하는 구성 요소의 조합으로 정의될 수 있습니다.

시스템 설계, 개발, 구현 및 최종 폐기에 필요한 요건 엔지니어링, 신뢰성, 로지스틱스, 여러 팀의 조정, 테스트 및 평가, 유지보수성 및 기타 많은 분야와 같은 문제는 규모가 크거나 복잡한 프로젝트를 처리할 때 더욱 어려워집니다.시스템 엔지니어링은 이러한 프로젝트에서 작업 프로세스, 최적화 방법 및 위험 관리 도구를 처리합니다.산업공학, 프로세스시스템공학, 기계공학, 제조공학, 생산공학, 제어공학, 소프트웨어공학, 전기공학, 사이버네틱스, 항공우주공학, 조직학, 토목공학, 프로젝트맨 등의 기술 및 인간중심 분야와 겹친다.에이징먼트시스템 엔지니어링을 통해 프로젝트 또는 시스템의 모든 가능한 측면이 고려되고 전체적으로 통합됩니다.

시스템 엔지니어링 프로세스는 제조 프로세스와는 전혀 다른 검출 프로세스입니다.제조 공정은 최소의 비용과 시간으로 고품질의 출력을 달성하는 반복적인 활동에 초점을 맞추고 있습니다.시스템 엔지니어링 프로세스는 해결해야 할 실제 문제를 검출하고 발생할 가능성이 가장 높거나 가장 큰 영향을 미치는 장애를 특정하는 것부터 시작해야 합니다.시스템 엔지니어링에서는 이러한 문제에 대한 해결책을 찾아야 합니다.

역사

엔터프라이즈 제품 개발 프로세스를 위한 QFD House of Quality(품질)

시스템 엔지니어링이라는 용어는 1940년대에 [1]Bell Telephone Laboratories에서 유래했습니다.복잡한 엔지니어링 프로젝트에서는 시스템 전체의 속성을 식별하고 조작해야 하는 필요성은 부품 속성의 합계와 크게 다를 수 있으며, 다양한 산업, 특히 미군용 시스템을 개발하는 산업들이 이 [2][3]규율을 적용하도록 동기를 부여했다.

시스템을 개선하기 위해 더 이상 설계 진화에 의존할 수 없었고 기존 도구가 증가하는 수요를 충족하기에 충분하지 않았을 때, 복잡성을 [4]직접 해결하는 새로운 방법이 개발되기 시작했습니다.시스템 엔지니어링의 지속적인 진화는 새로운 방법과 모델링 기술의 개발과 식별을 포함합니다.이러한 방법은 엔지니어링 시스템이 복잡해짐에 따라 설계 및 개발 제어를 더 잘 이해하는 데 도움이 됩니다.USL, UML, QFD, IDEF 등 시스템 엔지니어링 컨텍스트에서 자주 사용되는 일반적인 툴이 이 시기에 개발되었습니다.

1990년, 시스템 엔지니어링을 위한 전문 협회인 National Council on Systems Engineering(NCOSE)이 다수의 미국 기업 및 조직의 대표자들에 의해 설립되었습니다.NCOSE는 시스템 엔지니어링 관행 및 교육 개선의 필요성을 해결하기 위해 만들어졌습니다.미국 이외의 지역에서 시스템 엔지니어의 참여가 확대됨에 따라 1995년 [5]국제시스템공학협의회(INCOSE)로 명칭이 변경되었습니다.몇몇 국가의 학교에서는 시스템 공학 대학원 프로그램을 제공하고 있으며,[6] 실무 엔지니어를 위한 지속적인 교육 옵션도 제공됩니다.

개념.

일부 정의
Simon Ramo는 현대 시스템 엔지니어링의 창시자로 간주되는 이 분야를 다음과 같이 정의했습니다.「...전체의 설계와 응용에 초점을 맞춘 엔지니어링의 한 부문으로, 문제를 전체적으로 파악해, 모든 측면과 변수를 고려하면서, 사회적 요소를 테크노와 연결시킵니다.「논리」[7] — Concepting Complexity, 2004.
「성공한 [8]시스템의 실현을 가능하게 하는 학문적인 어프로치와 수단」- INCE 핸드북, 2004.
「시스템 엔지니어링은 시스템의 설계, 작성, 운용에 있어서의 견고한 어프로치입니다.간단히 말하면, 접근방식은 시스템 목표의 식별과 수량화, 대체 시스템 설계 개념의 작성, 설계 거래의 성과, 최선의 설계의 선택과 구현, 설계가 적절하게 구축되고 통합되었는지 검증 및 시스템이 얼마나 잘 충족되는지(o) 구현 후 평가로 구성됩니다.r)[9] 목표를 달성했습니다." — NASA Systems Engineering Handbook, 1995.
「시스템 전체를 사용해, 라이프 원리 전체를 사용해 효과적인 시스템을 작성하는 기술과 과학」또는 「복잡한 문제와 [10]문제에 최적인 솔루션 시스템을 작성하는 기술과 과학」- Derek Hitchins, 시스템 엔지니어링 교수, INCOSE(영국)의 전 사장, 2007년.
"공학적 관점에서 개념은 넓은 시야를 유지하는 공학 과학자, 즉 과학 일반론자의 진화입니다.방법은 팀 접근법입니다.대규모 시스템 문제에 대해서는, 과학자와 엔지니어, 일반 기술자, 및 전문가로 구성된 팀이, 해결책을 찾아 물리적으로 실현하기 위해 공동 노력을 기울이고 있습니다.이 기술은 시스템 접근법 또는 팀 개발 방법으로 [11]다양하게 불리고 있습니다." — Harry H. Goode & Robert E. 마콜, 1957년
"시스템 엔지니어링 방식은 다양한 특수 구조와 하위 기능으로 구성되더라도 각 시스템이 통합된 전체임을 인식합니다.또한 모든 시스템에는 여러 가지 목적이 있으며 이들 간의 균형은 시스템마다 크게 다를 수 있다는 것을 인식합니다.이 방법들은 가중된 목표에 따라 전체 시스템 기능을 최적화하고 부품의 [12]호환성을 극대화하는 것을 목표로 하고 있습니다." — Harold Chestnight의 Systems Engineering Tools, 1965.

시스템 엔지니어링은 접근방식, 최근에는 엔지니어링 분야만을 의미합니다.시스템 엔지니어링 교육의 목적은 다양한 접근방식을 단순하게 공식화하고 이를 통해 엔지니어링의 다른 분야에서 발생하는 방법과 유사한 새로운 방법과 연구 기회를 식별하는 것입니다.접근법으로서 시스템 엔지니어링은 전체론적이고 여러 분야에 걸쳐 있습니다.

출처 및 기존 범위

기존의 엔지니어링 범위는 물리적 시스템의 개념, 설계, 개발, 생산 및 운영을 수용합니다.시스템 엔지니어링은 당초 생각대로 이 범위에 속합니다.이 용어의 의미에서 "시스템 엔지니어링"은 엔지니어링 개념의 구축을 의미합니다.

폭넓은 범위로의 진화

"시스템 엔지니어"라는 용어는 시간이 지남에 따라 "시스템"과 엔지니어링 프로세스에 대한 보다 광범위하고 종합적인 개념을 수용하도록 진화해 왔습니다.이러한 정의의 진화는 지속적인 [13]논쟁의 대상이 되어 왔으며, 이 용어는 더 좁고 넓은 범위 모두에 계속 적용된다.

전통적인 시스템 공학은 고전적인 의미에서 공학의 한 분야로 간주되었다. 즉, 우주선과 항공기와 같은 물리적 시스템에만 적용되었다.최근 시스템 공학은 특히 인간이 시스템의 필수적인 구성요소로 간주될 때 더 넓은 의미를 갖는 것으로 발전했습니다.예를 들어, Peter Checkland는 '엔지니어링'은 일반적인 의미로 해석될 수 있으며 회의나 정치적 합의를 [14]: 10 도출할 수 있다고 언급함으로써 시스템 엔지니어링의 광범위한 의미를 포착하고 있습니다.

시스템 공학의 보다 넓은 범위에 일관되게, 시스템 공학 기구 지식의(SEBoK)[15]시스템 공학의 세가지 종류(1)제품 시스템 공학(producer)은 전통적인 시스템 공학을 정의한다 물리적 시스템 하드웨어와 소프트웨어로 구성된 디자인에 대해.(2)기업 시스템 공학 집중했다.(ESE) 기업의 관점, 즉 조직 또는 조직의 조합을 시스템으로 간주한다.(3) 서비스 시스템 엔지니어링(SSE)은 서비스 시스템의 엔지니어링과 관련이 있다.Checkland는[14] 서비스 시스템을 다른 시스템에 서비스하는 것으로 간주되는 시스템으로 정의합니다.대부분의 토목 인프라 시스템은 서비스 시스템입니다.

전체적인 견해

시스템 엔지니어링은 개발 사이클 초기에 고객의 요구와 필요한 기능을 분석 및 도출하고 요건을 문서화한 다음 시스템 라이프 사이클이라는 전체 문제를 고려하면서 설계 통합 및 시스템 검증을 진행하는 데 중점을 둡니다.여기에는 관련된 모든 이해당사자에 대한 완전한 이해가 포함됩니다.Oliver 등의 주장은 시스템 엔지니어링 프로세스가 다음과 같이 분해될 수 있다는 것입니다.

  • 시스템 엔지니어링 기술 프로세스 및
  • 시스템 엔지니어링 관리 프로세스.

Oliver 모델 내에서 관리 프로세스의 목표는 라이프 사이클에 있어서의 기술적인 작업을 정리하는 것입니다.Technical Process에는 이용 가능한 정보의 평가, 유효성 측정의 정의, 행동 모델의 작성, 구조 모델의 작성, 트레이드오프 분석의 실행, 시퀀셜 빌드&테스트 [16]계획의 작성 등이 포함됩니다.

그 용도에 따라서는, 업계에서 사용되고 있는 모델이 몇개인가 있습니다만, 상기의 다양한 스테이지간의 관계를 특정해 피드백을 짜넣는 것을 목적으로 하고 있습니다.이러한 모델의 예로는 워터폴 모델과 VEE 모델(V 모델이라고도 함)이 있습니다.[17]

학제간 분야

시스템 개발에는 다양한 기술 [18]분야의 기여가 필요한 경우가 많습니다.시스템 엔지니어링은 개발 노력에 대한 시스템(전체적) 뷰를 제공함으로써 모든 기술 기여자를 통합 팀 작업으로 만들고 개념에서 생산, 운영, 경우에 따라 종료 및 폐기에 이르는 구조화된 개발 프로세스를 형성할 수 있도록 지원합니다.취득에서, 전체적인 통합 원칙은 기여도를 결합하고 항목의 [19]전체 라이프 사이클을 포함하는 허용 가능한 위험 수준을 유지하면서 비용, 일정 및 성능 사이의 균형을 맞춘다.

이러한 관점은 교육 프로그램에서도 자주 볼 수 있습니다.시스템 엔지니어링 코스는 다른 엔지니어링 부서의 교수진에 의해 가르쳐지기 때문에 학제간 환경 [20][21]형성에 도움이 됩니다.

복잡성 관리

시스템 엔지니어링의 필요성이 대두된 것은 시스템과 프로젝트의 복잡성이 증가함에 따라 부품 마찰의 가능성이 기하급수적으로 증가하여 설계의 신뢰성이 떨어지기 때문입니다.이러한 맥락에서 말할 때, 복잡성은 엔지니어링 시스템뿐만 아니라 데이터의 논리적 인적 구성도 포함합니다.동시에, 사이즈의 증가와 설계에 관여하는 데이터, 변수, 또는 필드수의 증가로 인해 시스템이 복잡해질 수 있습니다.국제우주정거장은 그러한 시스템의 한 예이다.

국제우주정거장은 시스템 엔지니어링을 필요로 하는 매우 복잡한 시스템의 한 예이다.

보다 스마트한 제어 알고리즘, 마이크로프로세서 설계, 환경 시스템 분석의 개발도 시스템 엔지니어링의 범위 내에 있습니다.시스템 엔지니어링은 시스템의 복잡성을 더 잘 이해하고 관리하기 위해 도구와 방법을 사용할 것을 권장합니다.이러한 툴의 예는 다음과 같습니다.[22]

시스템 컴포넌트의 동작과 상호 작용이 항상 즉각적으로 정의되거나 이해되는 것은 아니기 때문에 엔지니어링 시스템에 대한 학제간 접근은 본질적으로 복잡합니다.이러한 시스템 및 서브시스템과 이들 간의 상호작용을 정의하고 특징짓는 것이 시스템 엔지니어링의 목표 중 하나입니다.이를 통해 사용자, 운영자, 마케팅 조직 및 기술 사양의 비공식 요구사항 간에 존재하는 격차를 성공적으로 해소할 수 있습니다.

범위

시스템 엔지니어링 활동의[23] 범위

시스템 엔지니어링의 배후에 있는 동기를 이해하는 한 가지 방법은 다양한 시스템 [citation needed]내에 존재하는 공통 규칙을 식별하고 개선하기 위한 방법 또는 연습으로 보는 것입니다.이를 염두에 두고 시스템 엔지니어링의 원리– 전체주의, 발생 행동, 경계 등– 모든 [24]수준에서 시스템 사고를 채택할 경우 복잡하든 그렇지 않든 모든 시스템에 적용할 수 있습니다.방위 및 항공우주 외에도 많은 정보 및 테크놀로지 기반 기업, 소프트웨어 개발 기업 및 전자 및 통신 분야의 산업에는 팀의 일원으로 시스템 엔지니어가 필요합니다.[25]

INCOSE Systems Engineering Center of Excellence(SECOE)의 분석에 따르면 시스템 엔지니어링에 투입되는 최적의 노력은 전체 프로젝트 [26]작업의 약 15~20%에 달하는 것으로 나타났습니다.동시에 연구 결과에 따르면 시스템 엔지니어링은 본질적으로 비용 절감으로 이어집니다.[26]그러나, 다양한 산업을 망라한 대규모 양적 조사는 최근까지 행해지지 않았다.이러한 연구는 시스템 [27][28]엔지니어링의 효과를 판단하고 이점을 정량화하기 위해 진행 중입니다.

시스템 엔지니어링은 모델링과 시뮬레이션을 사용하여 시스템 및 [29][30]시스템 내의 상호작용에 대한 가정이나 이론을 검증할 것을 권장합니다.

안전 엔지니어링에서 발생할 수 있는 고장을 조기에 검출할 수 있는 방법을 설계 프로세스에 통합한다.동시에 프로젝트 초기에 내린 결정이 명확하게 파악되지 않으면 시스템 수명 후반에 막대한 영향을 미칠 수 있으며, 이러한 문제를 조사하고 중요한 결정을 내리는 것이 현대 시스템 엔지니어의 임무입니다.시스템이 처음 구상된 후 몇 년 또는 수십 년이 지나도 현재의 결정이 여전히 유효하다고 보장할 수 있는 방법은 없습니다.그러나 시스템 엔지니어링 프로세스를 지원하는 기술도 있습니다.예를 들어 소프트 시스템 방법론, Jay Wright Forrester의 시스템 다이내믹스 방법, 통합 모델링 언어(UML) 등이 모두 엔지니어링 의사결정 프로세스를 지원하기 위해 현재 조사, 평가 및 개발되고 있습니다.

교육

주요 기사:대학의 시스템 공학 목록

교육 시스템 공학은 종종 규칙적인 공학 courses,[31일]업계 태도는 공학과 학생들의 전통적인 공학 분야(예:항공 우주 공학, 토목 공학, 전기 공학, 기계 공학, manufactur의 근본적 배경이 필요해 반영하고 연장으로 볼 수 있다.ing 엔지니어링, 산업 엔지니어링, 화학 엔지니어링)—시스템 엔지니어로서 효과적인 실제 경험을 제공합니다.시스템 공학에서 명시적으로 학부 과정 수는 증가하고 있지만, 산업 공학에서 BS로 제공되는 그러한 자료를 포함한 학위들은 여전히 흔하지 않습니다.전형적으로 프로그램(자체 또는 학제간 연구와의 조합)은 학사 및 전문 트랙 대학원 수준에서 시작하여 MS/MEG 또는 Ph.D./EngD 학위를 수여합니다.

INCOSE는 Stevens Institute of Technology의 Systems Engineering Research Center와 협력하여 적절한 인정을 받은 [6]교육기관에서 정기적으로 갱신된 전세계 학술 프로그램 디렉토리를 관리하고 있습니다.2017년 현재, 북미의 140개 이상의 대학이 400개 이상의 시스템 엔지니어링 학부 및 대학원 프로그램을 제공하고 있습니다.이 분야에 대한 기관의 광범위한 인정은 매우 최근의 일이다. 같은 출판물의 2009년 판에서는 이러한 학교와 프로그램의 수가 각각 80개, 165개에 불과하다고 보고했다.

시스템 엔지니어링에 관한 교육은 시스템 중심 또는 도메인 중심이라고 할 수 있습니다.

  • 시스템 중심 프로그램은 시스템 엔지니어링을 별도의 분야로 취급하며 대부분의 과정은 시스템 엔지니어링 원칙과 실무에 중점을 두고 교육됩니다.
  • 도메인 중심 프로그램은 시스템 엔지니어링을 엔지니어링의 다른 주요 분야와 함께 사용할 수 있는 옵션으로 제공합니다.

이러한 패턴은 모두 핵심 [32]엔지니어가 필요로 하는 깊이 있는 학제간 프로젝트를 감독할 수 있는 시스템 엔지니어를 교육하기 위해 노력하고 있습니다.

시스템 엔지니어링 토픽

시스템 엔지니어링 도구는 프로젝트 또는 제품에서 시스템 엔지니어링을 수행하는 데 도움이 되는 전략, 절차 및 기술입니다.이러한 툴의 목적은 데이터베이스 관리, 그래픽 브라우징, 시뮬레이션 및 추론에서 문서 제작, 중립 Import/export [33]등에 이르기까지 다양합니다.

시스템.

시스템 엔지니어링 분야에서 시스템이란 여러 가지 정의가 있습니다.다음은 신뢰할 수 있는 몇 가지 정의입니다.

  • ANSI/EIA-632-1999: "최종 제품의 집합체 및 특정 목적 [34]달성을 가능하게 하는 제품"
  • DAU 시스템 엔지니어링의 기초: "인재, 제품 및 프로세스의 통합 복합체로서 기술된 요구 [35]또는 목표를 충족할 수 있는 기능을 제공합니다.
  • IEEE 규격 1220-1998: "관련된 요소 및 프로세스의 집합 또는 배열로, 그 동작이 고객/운용 요구를 충족하고 [36]제품의 라이프 사이클 지속을 가능하게 합니다."
  • INCOSE 시스템 엔지니어링 핸드북:"실제에서 미리 정의된 동작을 보이는 균질한 실체이며 개별적으로 그러한 동작을 나타내지 않는 이종 부품과 컴포넌트 및/[37]또는 서브시스템의 통합된 구성으로 구성되어 있습니다."
  • INCOSE: "시스템은 요소만으로는 얻을 수 없는 결과를 만들어내는 다른 요소의 구성 또는 집합입니다.요소(또는 부품)에는 사람, 하드웨어, 소프트웨어, 설비, 정책 및 문서, 즉 시스템 수준의 결과를 생성하는 데 필요한 모든 것이 포함될 수 있습니다.이 결과에는 시스템 수준의 품질, 속성, 특성, 기능, 동작 및 성능이 포함됩니다.부품에 의해 독립적으로 기여되는 것보다 시스템 전체에 의해 부가되는 가치는 주로 부품 간의 관계, 즉 부품 간의 상호 [38]연결 방식에 의해 창출됩니다."
  • ISO/IEC 15288:2008: "하나 이상의 [39]목적을 달성하기 위해 구성된 상호작용 요소의 조합"
  • NASA 시스템 엔지니어링 핸드북: "(1) 니즈를 충족시키는 능력을 생산하기 위해 함께 기능하는 요소들의 조합.이 요소에는 이 목적에 필요한 모든 하드웨어, 소프트웨어, 장비, 설비, 인력, 프로세스 및 절차가 포함됩니다.(2) 최종 제품(운영 기능을 수행하는 것)과 시스템을 [40]구성하는 제품(운영 최종 제품에 라이프 사이클 지원 서비스를 제공하는 것)을 가능하게 합니다.

시스템 엔지니어링 프로세스

시스템 엔지니어링 프로세스에는 제품 정의에 필요한 모든 크리에이티브, 수동 및 기술 활동이 포함됩니다.또, 제품 제조 및 도입을 위해서 시스템 정의를 충분히 상세한 시스템 설계 사양으로 변환하기 위해서 필요한 작업도 포함됩니다.시스템의 설계와 개발은 각각 다른 [41]정의를 가진 4단계로 나눌 수 있습니다.

  • 태스크 정의(보수적 정의),
  • 개념 단계(표준 정의),
  • 설계 단계(형성 정의) 및
  • 구현 단계(제조 정의)

공구는 용도에 따라 시스템 엔지니어링 [23]프로세스의 다양한 단계에서 사용됩니다.

Systems Engineering Process.jpg

모델 사용

모델은 시스템 엔지니어링에서 중요하고 다양한 역할을 수행합니다.모델은 다음과 [42]같은 여러 가지 방법으로 정의할 수 있습니다.

  • 현실 세계에 대한 특정 질문에 답하도록 설계된 현실 추상화
  • 실제 프로세스 또는 구조의 모방, 아날로그 또는 표현
  • 의사결정자를 지원하기 위한 개념적, 수학적 또는 물리적 도구.

이러한 정의는 시스템 설계의 검증에 사용되는 물리적 엔지니어링 모델뿐만 아니라 기능 흐름 블록 다이어그램 및 무역 연구 과정에 사용되는 수학적(즉, 정량적) 모델도 포함할 수 있을 정도로 충분히 광범위하다.이 섹션에서는 [42]마지막 부분에 초점을 맞춥니다.

무역 연구에서 수학적 모델과 도표를 사용하는 주된 이유는 시스템 효과, 성능 또는 기술적 속성, 알려진 수량 또는 추정 가능한 수량 집합의 비용 추정치를 제공하기 위함이다.일반적으로 이러한 모든 결과 변수를 제공하려면 별도의 모형 모형이 필요합니다.모든 수학적 모델의 핵심은 입력과 출력 사이의 의미 있는 양적 관계 세트입니다.이러한 관계는 합계를 얻기 위해 구성 수량을 더하는 것만큼 간단하거나 중력장에서 우주선의 궤적을 설명하는 일련의 미분 방정식처럼 복잡할 수 있습니다.이상적으로는 상관관계가 [42]아닌 인과관계를 표현한다.또한 성공적인 시스템 엔지니어링 활동을 위한 열쇠는 이러한 모델을 효율적이고 효과적으로 관리하고 시스템을 시뮬레이션하기 위해 사용하는 방법입니다.그러나 다양한 영역에서 시스템 엔지니어링 모델링 및 시뮬레이션 문제가 반복적으로 발생하고 있으며, 새로운 진보로 '모델링 및 시뮬레이션 기반 시스템 엔지니어링'[43]이라는 제목으로 서로 다른 과학 및 엔지니어링 커뮤니티 간에 방법을 교차 인증하는 것을 목표로 하고 있습니다.

형식 및 그래픽 표현 모델링

처음에 시스템 엔지니어의 주된 목적이 복잡한 문제를 이해하는 경우 시스템의 기능 [44]및 데이터 요건을 전달하기 위해 시스템의 그래픽 표현을 사용합니다.일반적인 그래픽 표현은 다음과 같습니다.

그래픽 표현은 기능, 데이터 또는 인터페이스를 통해 시스템의 다양한 서브시스템 또는 일부를 관련짓습니다.상기의 방법 중 하나 또는 각각은, 그 요건에 근거해 업계에서 사용됩니다.예를 들어 시스템 간의 인터페이스가 중요한 경우 N2 차트를 사용할 수 있습니다.설계 단계의 일부는 시스템의 구조 및 동작 모델을 작성하는 것입니다.

요건을 이해하면 시스템 엔지니어는 이를 개선하고 다른 엔지니어와 함께 업무에 가장 적합한 기술을 결정할 책임이 있습니다.이 시점에서 시스템 엔지니어링은 최적의 옵션을 결정하기 위해 가중치 있는 선택을 사용하도록 권장한다.의사결정 매트릭스 또는 Pugh 방법은 중요한 모든 기준을 고려하면서 이 선택을 하는 한 가지 방법입니다(QFD는 다른 방법입니다).또한 업계 연구는 설계에 영향을 미치며, 이는 (요건을 변경하지 않고) 시스템의 그래픽 표현에 영향을 미칩니다.SE 프로세스에서 이 단계는 실행 가능한 솔루션이 발견될 때까지 수행되는 반복 단계를 나타냅니다.의사결정 매트릭스는 통계 분석, 신뢰성 분석, 시스템 다이내믹스(피드백 제어) 및 최적화 방법과 같은 기법을 사용하여 채워지는 경우가 많습니다.

기타 도구

시스템 엔지니어링 애플리케이션에 사용되는 모델링 언어인 Systems Modeling Language(SysML)는 광범위한 복잡한 [45]시스템의 사양, 분석, 설계, 검증 및 검증을 지원합니다.

LML(Lifecycle Modeling Language)은 시스템 엔지니어링용으로 설계된 오픈 스탠다드 모델링 언어이며 개념,[46] 활용, 지원 및 폐기 단계 전체 라이프사이클을 지원합니다.

관련 필드 및 하위 필드

많은 관련 분야가 시스템 엔지니어링과 밀접하게 관련되어 있다고 간주될 수 있습니다.다음 영역은 시스템 엔지니어링이 별개의 개체로 발전하는 데 기여했습니다.

인지 시스템 공학
인지 시스템 엔지니어링(CSE)은 인간-기계 시스템 또는 사회공학적 [47]시스템의 설명과 분석에 대한 특정 접근법이다.CSE의 세 가지 주요 주제는 인간이 복잡성에 대처하는 방법, 인공물을 사용하여 작업을 수행하는 방법, 인간-기계 시스템과 사회-기술 시스템을 공동 인지 시스템으로 설명할 수 있는 방법이다.CSE는 그 시작 이후 인지 공학이라고도 불리는 인정된 과학 분야가 되었습니다.공동 인지 시스템(Joint Cognitive System, JCS)의 개념은 특히 다양한 해상도로 복잡한 사회 기술 시스템을 설명할 수 있는 방법을 이해하는 방법으로 널리 사용되고 있다.CSE에 대한 20년 이상의 경험은 [48][49]광범위하게 설명되어 있습니다.
구성 관리
시스템 엔지니어링과 마찬가지로 방위 및 항공우주 산업에서 사용되는 구성 관리는 광범위한 시스템 수준의 작업입니다.이 분야는 시스템 엔지니어링의 태스크와 유사합니다.시스템 엔지니어링에서는 요건 개발, 개발 항목에 대한 할당 및 검증, 구성 관리는 요건 캡처, 개발 항목에 대한 추적성 및 개발 항목에 대한 감사를 처리하여 원하는 기능을 달성했는지 확인합니다.객관적인 테스트를 통해 시스템 엔지니어링 및/또는 테스트 및 검증 엔지니어링이 증명된 경우
제어 엔지니어링
제어 엔지니어링과 제어 시스템의 설계 및 구현은 거의 모든 산업에서 광범위하게 사용되고 있으며 시스템 엔지니어링의 큰 하위 분야입니다.자동차의 크루즈 컨트롤과 탄도 미사일의 유도 시스템이 두 가지 예입니다.제어 시스템 이론은 솔루션 공간의 조사와 제어 프로세스의 분석을 위한 새로운 방법의 개발을 포함하는 응용 수학의 활발한 분야이다.
산업공학
산업공학은 사람, 돈, 지식, 정보, 장비, 에너지, 재료 및 프로세스의 통합 시스템의 개발, 개선, 구현 및 평가에 관한 공학 분야입니다.산업공학은 공학적 분석과 합성뿐만 아니라 수리, 물리 및 사회과학의 원리와 방법을 공학적 분석과 설계의 원리와 방법과 함께 사용하여 그러한 시스템에서 얻은 결과를 지정, 예측 및 평가합니다.
인터페이스 설계
인터페이스 설계와 그 사양은 시스템의 일부분이 시스템의 다른 부분 및 필요에 따라 외부 시스템과 연결 및 상호 운용되는 것을 보증하는 것입니다.인터페이스 설계에는 시스템 인터페이스가 예약된 와이어, 플러그 공간, 명령 코드 및 통신 프로토콜의 비트를 포함한 기계, 전기 및 논리 인터페이스를 포함한 새로운 기능을 수용할 수 있도록 하는 것도 포함됩니다.이를 확장성이라고 합니다.HCI(Human-Computer Interaction) 또는 HMI(Human-Machine Interface)는 인터페이스 설계의 또 다른 측면이며 현대 시스템 엔지니어링의 중요한 측면입니다.시스템 엔지니어링 원칙은 LAN 및 WAN 통신 프로토콜 설계에 적용됩니다.
메카트로닉 공학
메카트로닉 엔지니어링은 시스템 엔지니어링과 마찬가지로 동적 시스템 모델링을 사용하여 구체적인 구조를 표현하는 다원적 공학 분야입니다.이 점에서 시스템 엔지니어링과는 거의 구별이 안 되지만, 큰 일반화 및 관계보다는 작은 디테일에 초점을 맞춘다는 점이 차별화됩니다.따라서, 두 분야 모두 실무의 방법론보다는 프로젝트의 범위에 따라 구별된다.
운용 조사
운영 연구는 시스템 엔지니어링을 지원합니다.운영 조사 도구는 시스템 분석, 의사결정 및 무역 연구에 사용됩니다.여러 학교에서 운영 연구 또는 산업 공학 [citation needed]부서 내에서 SE 과정을 가르치고 있으며, 복잡한 프로젝트에서 시스템 엔지니어링이 수행하는 역할을 강조합니다.운영 연구는 간략히 여러 [50]제약 조건 하에서 프로세스의 최적화와 관련이 있습니다.
퍼포먼스 엔지니어링
퍼포먼스 엔지니어링은 시스템이 고객의 퍼포먼스에 대한 기대치를 라이프 사이클 전체에 걸쳐 충족시키는 것을 보증하는 분야입니다.퍼포먼스는 보통 특정 동작이 실행되는 속도 또는 시간 단위로 그러한 동작을 여러 번 실행하는 능력으로 정의됩니다.실행 대기열에 있는 작업이 제한된 시스템 용량으로 인해 제한되면 성능이 저하될 수 있습니다.예를 들어 패킷 교환 네트워크의 퍼포먼스는 엔드 투 엔드의 패킷 전송 지연, 즉1시간 동안 교환된 패킷의 수에 의해 특징지어집니다.고성능 시스템의 설계는 분석 또는 시뮬레이션 모델링을 사용하는 반면 고성능 구현의 제공에는 철저한 성능 테스트가 필요합니다.퍼포먼스 엔지니어링은 툴과 프로세스의 통계, 큐잉 이론 및 확률 이론에 크게 의존하고 있습니다.
프로그램 관리 및 프로젝트 관리
프로그램 관리(또는 프로그램 관리)는 시스템 엔지니어링과 많은 유사점을 가지고 있지만 시스템 엔지니어링의 엔지니어링보다 광범위한 기반을 가지고 있습니다.프로젝트 관리는 프로그램 관리와 시스템 엔지니어링과도 밀접하게 관련되어 있습니다.
제안 엔지니어링
제안 엔지니어링은 비용 효율적인 제안 개발 시스템을 설계, 구축 및 운영하기 위해 과학적 및 수학적 원리를 적용하는 것입니다.기본적으로 제안 엔지니어링은 "시스템 엔지니어링 프로세스"를 사용하여 비용 효율적인 제안을 만들고 성공 가능성이 높아집니다.
신뢰성 엔지니어링
신뢰성 엔지니어링은 시스템이 전체 수명 동안 신뢰성에 대한 고객의 기대를 충족시키는 분야입니다. 즉, 시스템이 예상보다 자주 고장나지 않습니다.장애 예측 다음으로 장애 예방에 관한 것입니다.신뢰성 엔지니어링은 시스템의 모든 측면에 적용됩니다.이는 유지보수성, 가용성(신뢰성 또는 일부 사용자가 선호하는 RAM) 및 로지스틱 엔지니어링과 밀접하게 관련되어 있습니다.신뢰성 공학은 고장 모드 및 영향 분석(FMEA) 및 위험 고장 수목 분석과 같이 안전 공학 및 보안 공학에서 항상 중요한 구성요소이다.
리스크 관리
리스크 관리, 리스크의 평가와 대처는 시스템 엔지니어링의 여러 부문 중 하나입니다.개발, 취득 또는 운용 활동에서 비용, 스케줄 및 퍼포먼스 기능에 대한 트레이드오프에 리스크가 포함되면 도메인 간의 스케줄링 및 요건 관리 및 학제 간 시스템 라이프 사이클에 대한 추적성 및 평가의 반복적인 복잡한 구성 관리가 수반됩니다.시스템 엔지니어링의 기술적 접근법.시스템 엔지니어링에는 리스크 관리를 위한 구조화된 프로세스를 정의, 맞춤, 구현 및 감시하는 기능이 있으며,[51] 이는 전체적인 작업에 통합되어 있습니다.
안전공학
안전공학의 기법은 비전문 엔지니어가 안전에 중요한 고장 가능성을 최소화하기 위해 복잡한 시스템을 설계할 때 적용할 수 있다."시스템 안전 엔지니어링" 기능은 새로운 설계에서 "안전 위험"을 식별하는 데 도움이 되며, 시스템에서 설계할 수 없는 (잠재적으로) 위험 조건의 영향을 완화하기 위한 기술을 지원할 수 있다.
스케줄
스케줄링은 구성 관리에서 학제 간 문제를 평가할 때 관행 및 항목으로서의 시스템 엔지니어링 지원 도구 중 하나입니다.특히 자원, 퍼포먼스 기능, 리스크와 태스크 지속시간의 직접적인 관계 또는 태스크 간의 의존관계와 시스템 라이프 사이클 전체에 걸친 영향은 시스템 엔지니어링상의 문제입니다.
보안 엔지니어링
보안 엔지니어링은 제어 시스템 설계, 신뢰성, 안전성 및 시스템 엔지니어링을 위한 실무 커뮤니티를 통합하는 학문 간 분야로 볼 수 있습니다.시스템 사용자, 시스템 타깃 및 기타 사용자, 객체 및 프로세스 인증과 같은 하위 전문 분야가 포함될 수 있습니다.
소프트웨어 엔지니어링
처음부터 소프트웨어 엔지니어링은 현대 시스템 엔지니어링 관행을 형성하는 데 도움을 주었습니다.대규모 소프트웨어 집약적인 시스템의 복잡성 처리에 사용되는 기술은 시스템 엔지니어링의 도구, 방법 및 프로세스의 형성과 재형성에 큰 영향을 미쳤다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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추가 정보

외부 링크

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