Systemteknik | Grunder och expertkunskaper

Detta tvärvetenskapliga område Systemteknik sammanför olika discipliner och metoder och fokuserar på utveckling, integration och hantering av komplexa system i olika branscher. I det här inlägget uppmanar vi dig att ta reda på det senaste Mjukvaruinnovationern att informera och Grunderna att lära känna systemteknik: från definition och syfte till kärndisciplinerna, mänskliga faktorer och riskhantering. 

innehåll

• Nyckelfynd
• Byggstenar för systemteknik
• Förstå systemteknik: definition och syfte
• Utveckling av systemteknik
• Kärnprocesser inom systemteknik
• Integration av mänskliga system och socioekonomisk kontext
• Avancerad systemteknik
• Kompetenser och färdigheter för systemingenjörer
• Häufig gestellte Fragen
  
  

Nyckelfynd

Systemteknik är en tvärvetenskapligdet är ett område som använder olika discipliner och metoder för att utveckla, integrera och hantera komplexa system. Systemingenjörer ansvarar för att designa, implementera och underhålla system som uppfyller behoven hos alla intressenter. Avancerad systemteknik kräver att företag använder innovativa teknologier och tekniker för att förbli konkurrenskraftiga. Om du vill lära dig mer om systemteknik, läs vidare:

Byggstenar för systemteknik

Systemteknik tar hänsyn till både tekniska och icke-tekniska aspekter och säkerställer att systemet uppfyller kundens eller användarens krav samtidigt som det är pålitligt, säkert och effektivt. Systemteknik kombinerar olika discipliner och verktyg för att designa, utveckla och optimera komplexa system. Det tar hänsyn både hård- och mjukvarukomponenter samt mänskliga faktorer, processer och dokumentation för att säkerställa ett effektivt och effektivt system.

den Huvudbyggnadsblock av systemteknik kan delas in i följande kategorier:

1. Mjukvara:
   • Modelleringsverktyg hjälper till att skapa systemmodeller som representerar systemets funktioner och beteende. Exempel är SysML (System Modeling Language) och UML (Unified Modeling Language).
   • Simuleringsprogramvara gör det möjligt att kontrollera och analysera systemmodeller med avseende på deras prestanda och tillförlitlighet.
   • Kravhanteringsverktyg stödjer insamling, hantering och granskning av systemkrav.
2. hårdvara:
   • Prototyphårdvara: Vid utveckling av fysiska system kan prototyper användas för att testa och verifiera designen.
   • Inbyggda system: Många system innehåller inbyggda styrsystem eller mikrokontroller.
   • Sensorer och ställdon kan användas för att samla in data från omgivningen eller för att utföra fysiska åtgärder.
3. Metoder & processer:
   • Kravanalys tar hand om att definiera och hantera kraven på systemet.
   • Design och arkitektur: Skapa en detaljerad design av systemet.
   • Integration och testning: se till att alla komponenter i systemet fungerar korrekt.
   • Validering och verifiering används för att kontrollera om systemet uppfyller de angivna kraven.
   • Systemoptimering inkluderar processer som förbättrar systemets prestanda, tillförlitlighet och effektivitet.
4. Mänskliga faktorer:
   • Användargränssnittsdesign för att designa gränssnitt som är användarvänliga och effektiva.
   • Ergonomi och säkerhetsöverväganden för att säkerställa att systemet är säkert att använda och uppfyller användarkrav.
5. Dokumentation:
   • Tekniska manualer med instruktioner för installation, drift och underhåll av systemet.
   • Systemdokumentation med detaljerade beskrivningar av systemdesign, arkitektur och komponenter.

Klassiskt exempel på systemteknik

Ett klassiskt exempel på systemteknik är utvecklingen av ett modernt passagerarflygplan. Det visar komplexiteten och det holistiska tillvägagångssätt som systemtekniken tar. Det handlar inte bara om att utveckla en tekniskt fungerande produkt, utan snarare att skapa ett system som fungerar optimalt i alla aspekter – från säkerhet till ekonomisk effektivitet till användarvänlighet. Här är de individuella aspekterna av den stora bilden:

• komplexitet: Ett passagerarflygplan består av miljontals enskilda delar, från små skruvar till stora turbinblad. Var och en av dessa delar har en specifik funktion och måste harmonisera med andra delar.
• Tvärvetenskapligt förhållningssätt: Experter från olika discipliner är involverade i utvecklingen - från aerodynamiker, automationsteknik, maskiningenjörer, elingenjörer, mjukvaruutvecklare till ergonomiska experter och materialvetare.
• Kravhantering: Flygplanet måste uppfylla många krav, från säkerhet till bränsleförbrukning till passagerarkomfort och ekonomi.
• Integration: Alla system – från navigationssystemet till kabinbelysningen till motorn – måste vara sömlöst integrerade så att de samverkar smidigt.
• Testning och validering: Innan det tas i bruk genomgår flygplanet intensiva tester för att säkerställa att alla komponenter fungerar som förväntat och är säkra.
• Livscykelhantering: Ett flygplan används i flera decennier. Systemteknik tittar inte bara på utveckling och produktion, utan även drift, underhåll och i slutändan avvecklingen av flygplanet.
• Hantering av intressenter: Många intressenter är involverade i utvecklingen av ett flygplan - från flygbolag till tillsynsmyndigheter till passagerare. Alla intressenters behov och farhågor måste beaktas.

Nedan presenterar vi nya utvecklingar från företag för alla byggstenar:

Plattform för en helhetssyn i realtid av alla processer

05.10.2023/XNUMX/XNUMX | de 3Deupplevelse-Plattform från Dassault Systèmes banar väg för innovativa design- och utvecklingsprocesser. Som en helhetslösning integrerar den ett brett utbud av verktyg i en central miljö. Upptäck hur Spelväxlareplattform skapar en nätverksbaserad, samarbetande arbetsmiljö.

Till inlägget

---

Tvärvetenskaplig konfiguration i orderhantering

15.03.2023 mars XNUMX | Maskinteknikföretag och leverantörer behöver konsekventa lösningar när de digitaliserar sina strategier och processer CAD-data i produktkonfigurationen. Produkter som efterfrågas alltmer för enskilda produkter gör också deras standardisering och modularisering nödvändig. Cideon Conify har rätt lösning för detta.

Till inlägget

---

Aucotec öppnar grind 3 till den tredje dimensionen i Engineering Base

09.09.2020 | Aucotec standardiserar länken mellan 3D och 2D med sin nya 3D-portal Teknik inom maskin- och anläggningsteknik. Webbaserat eller klientoberoende datautbyte kan nu utföras mellan alla vanliga 3D-applikationer och samarbetsplattformen Teknisk bas (EB).

Till inlägget

Effektiv konstruktion för digitalisering av värdekedjan

20.11.2019 november XNUMX | Vägen till industrialisering och därmed till en effektivare produktutveckling tar tre centrala steg: digitalisering, standardisering och automatisering. EPLAN erbjuder digitala lösningar för detta Wertschöpfungskette, baserat på standardiserade data och automatiserade processer.

 

Integrerade verktyg och tjänster för digital teknik

05.11.2019/XNUMX/XNUMX | de digital transformation lever från en närmare anslutning av tillgängliga data - inte bara i den nuvarande produktionen, men redan i utvecklingen av maskiner och system. Lenze visar vilken data företaget gör tillgänglig för sina partners och hur den kan integreras och användas med fördel. 

Till inlägget

Förstå systemteknik: definition och syfte

Systemteknik handlar om design, integration och förvaltning komplexa system under hela deras livscykel. Den bygger på en mängd kunskap som omfattar olika discipliner och metoder. En av nyckelaspekterna är genomförandet av aktiviteter som leder till framgångsrik utveckling och förvaltning av dessa komplexa system.

Enligt NASA Systemteknik strävar efter följande mål:

1. Överensstämmer med intressenternas krav på funktionell, fysisk och operativ prestanda under hela den avsedda operativa miljön och systemets planerade livslängd
2. Överensstämmelse med kostnader, tidsplan och andra krav
3. Omfattande förståelse för komplexa system och betoning av systemtänkande
4. Fokus på att optimera varje komponent i systemet för att uppfylla sin avsedda funktion.

Komplexa system och systemtänkande

Ett komplext system består av många komponenter interagera med varandra, såsom hårdvara, mjukvara och andra delsystem. De arbetar alla tillsammans för att uppnå ett uppsatt mål. Systemtänkande hjälper ingenjörer att känna igen de ömsesidiga beroenden och interaktionerna inom systemet och ta en helhetssyn.

Återkopplingsslingor påverkar systemets beteende. Utvecklingen av dessa system är en avgörande aspekt av systemteknik, inklusive produktionssystem. Förståelsen av Systemstruktur spelar en viktig roll i effektiv hantering av dessa interaktioner. Kognitiv systemteknik fungerar som en metod för att analysera och designa dessa komplexa system och ligger till grund för systemutveckling.

Systemingenjörens roll

En systemingenjörs uppgift är att utvärdera och harmonisera bidragen från olika discipliner. Hans mål är ett enhetligt resultat, som inte är starkt påverkad av någon speciell disciplin. Systemingenjörer ansvarar för att implementera och underhålla IT-system som inkluderar hårdvara, mjukvara, utrustning, faciliteter, personal, processer och procedurer.

Systemingenjörernas roll är att hantera och kombinera flera discipliner för att säkerställa effektiv utveckling och drift av ett system. De ska säkerställa att komplexa system fungerar som avsett och möter intressenternas behov.

Utveckling av systemteknik

Termen systemteknik dök upp först på 1940-talet på Bell Telephone Laboratories, där koncepten för systemteknik utvecklades. Sedan dess har ingenjörsdisciplinen utvecklats, även med hjälp av standardisering och riktlinjer framtagna av organisationer som t.ex. Incose, GfSE, ISO eller VDI.

Dessa organisationer tillhandahåller riktlinjer för olika typer av integrerade system för att säkerställa deras effektiva utveckling, integration och förvaltning.

De primära processerna för systemteknik, inklusive systemanalys, kravframkallande och modellbaserad systemteknik (MBSE), är nära besläktade med Projektledning. Dessa processer inkluderar planering, exekvering och kontroll av utvecklingen av komplexa system.

Tidiga utvecklingar och bidrag

Tidiga bidrag till systemteknik inkluderar utvecklingen av koncept och praxis vid Bell Labs och de banbrytande tekniker och metoder som utvecklats av ingenjörer vid Nasa och MIT utvecklades och utgjorde grunden för disciplinen systemteknik. Dessa tekniker, såsom systemanalys, systemdesign, systemintegration och systemteknikhantering, har antagits i stor utsträckning och har bidragit till framstegen inom systemteknik.

Effekten av dessa tidiga utvecklingar på fältet var betydande, eftersom de gav ett ramverk för att utveckla komplexa system och gjorde det möjligt för ingenjörer att designa system som uppfyllde kundernas krav.

Standardisering och riktlinjer

Standarder som ISO/IEC/IEEE 15288, ANSI/EIA-632, ISO/IEC 26702 (tidigare IEEE 1220), MIL-STD 499 Series (amerikansk militärstandard), IEC 62278 (tidigare IEC 15288) och ISO 29148 är relaterade till systemteknik tillämplig och erbjuda ett enhetligt ramverk för processbeskrivningar i systemens livscykel. De beskriver processerna och terminologin för systemets livscykel ur ett tekniskt perspektiv. Det är också användbart Incose Systems Engineering Handbook. Även om det inte är en formell standard, publiceras den av International Council on Systems Engineering (Incose) och ger detaljerad vägledning om bästa praxis inom systemteknik.

Syftet med alla dessa standarder och riktlinjer är att säkerställa enhetlighet och excellens i systemteknisk praxis, med överensstämmelse med standarderna som möjliggör förbättrad kvalitet, större effektivitet och minskade kostnader. Utmaningar förknippade med tillämpningen av standarderna inkluderar dock behovet av utbildning och komplexiteten i att anpassa sig till förändrade krav.

Kärnprocesser inom systemteknik

Kärnprocesserna för systemteknik inkluderar: Systemanalys och identifiera de krav som är väsentliga för att förstå användarnas och intressenternas behov och definiera systemgränser. Tillvägagångssättet modellbaserad systemteknik (MBSE) är en annan kärnprocess inom detta område som använder systemmodeller för att stödja olika processer, inklusive kundkrav, design och verifiering.

Systemanalys och kravbestämning

Systemanalys och Kravframkallande är av central betydelse för att förstå användarnas och intressenters krav och för att definiera systemgränserna. Processen innefattar att samla in och analysera relevant data, identifiera systemkrav och utveckla en heltäckande systemdesign.

Genom att beakta dessa krav kan systemets prestanda förbättras, effektiviteten ökas och kostnaderna minimeras.

Model-Based Systems Engineering (MBSE) tillvägagångssätt

Model-Based Systems Engineering (MBSE) tillvägagångssätt använder modeller för att representera systemet och dess komponenter. Det ska ge strukturerat stöd för utveckling och verifiering används av system. Det underlättar insamling, analys och kommunikation av kundkrav, design och verifiering.

MBSE erbjuder följande Fördelar:

• Helhetssyn på systemet som förbättrar förståelsen för systemet och dess komponenter
• Effektiviserat beslutsfattande
• Förbättrad noggrannhet
• Förbättrad kommunikation mellan de inblandade

Men implementeringen av MBSE kräver en betydande tid och resurseransträngning och integration i befintliga system kan vara komplex.

Integration av mänskliga system och socioekonomisk kontext

Integrationen av mänskliga system och det socioekonomiska sammanhanget är kritiska komponenter i systemteknik. Förutom integrationen av hårdvara och mjukvara ingår även mänskliga faktorer att ta hänsyn till. Enligt NPR 7123.1 definieras ett system som "Kombinationen av element som samverkar för att producera den förmåga som krävs för att möta ett behov, inklusive alla

• hårdvara
• Mjukvara
• Ausrüstung
• faciliteter
• Personlig
• processer och 
• Procedur, 

nödvändigt för detta ändamål." I detta sammanhang är förståelse och beaktande av mänskliga faktorer avgörande för ett systems framgång.

Vikten av mänskliga faktorer

Mänskliga faktorer spelar en avgörande roll i design och utveckling av verktyg, maskiner och system eftersom de tar hänsyn till mänskliga förmågor, begränsningar och beteende. Genom att ta hänsyn till användarnas förmågor, begränsningar och beteenden kan systemingenjörer säkerställa att Designa har följande funktioner:

• Användarorienterad
• Prestanda optimerad
• Effektivitet optimerad
• Tillfredsställelse optimerad.

Inom systemteknik innefattar hänsynen till mänskliga faktorer användarnas behov och preferenser, studiet av interaktionen mellan användaren och systemet och analysen av aspekter som användbarhet, psykologisk stress och säkerhet.

Driftkoncept och intressentengagemang

Driftskonceptet inom systemteknik är ett dokument som beskriver egenskaperna och driften av ett föreslaget system ur användarens perspektiv. De Involvering av intressenter är väsentligt inom systemteknik eftersom det säkerställer att systemet uppfyller behoven hos alla användare och intressenter.

Under systemutvecklingen bidrar intressenter med sin input och feedback till design och utveckling av systemet och säkerställer att systemet möter behoven hos alla användare och intressenter. Att involvera intressenter i systemutveckling har potential att förbättra systemdesignen, öka användarnöjdheten och möjliggöra bättre riskhantering.

Kostnadseffektivitet och riskhantering inom systemteknik

Kostnadseffektivitet och riskhantering är integrerade delar av systemutveckling, med användning av designhandelsstudier och riskreducerande strategier för att uppnå en balans mellan kostnader och fördelar. Systemingenjörens dilemma syftar på svårigheten att fatta beslut när man ställs inför alternativ i en Design Trade Study kräver en kompromiss mellan kostnad och effektivitet.

Schemalägg tid är ofta en viktig resurs; därför kan schemat ses som en kostnadstyp.

Design handel studier

En designhandelsstudie (Design Trade Study) är en formaliserad process för att utvärdera och jämföra olika designalternativ för att maximera kostnad, schema, prestanda och risk. Ditt mål är att bestämma den mest fördelaktiga kombinationen av kostnad och effektivitet i systemutveckling.

Denna process inkluderar att analysera systemkrav, utvärdera designalternativ och jämföra resultat för att fastställa det mest kostnadseffektiva alternativet. Studier av designhandel leder följaktligen till bättre systemprestanda, kostnadsminskningar och förbättrad riskhantering.

Riskminskningsstrategier

Riskreducerande strategier kan användas för att minska potentialen för att minska problemen och för att säkerställa en framgångsrik drift av ett system. Dessa strategier inkluderar:

• Övertagande och acceptans av risker
• Undvikande av risker
• Att kontrollera risker
• Överföra risker
• Bestrider risken

Riskminskningsstrategier spelar en avgörande roll i:

• Minska potentiella problem
• Säkerställa att systemet fungerar framgångsrikt
• Minska risken för kostsamma misstag
• Upprätthålla optimal systemdrift.

Avancerad systemteknik

Advanced Systems Engineering är ett område inom teknik, som fokuserar på utveckling och implementering av komplexa system. Innovativa tekniker och tekniker används för att skapa effektiva, pålitliga och kostnadseffektiva system. Innovationer och utmaningar inom detta område inkluderar sluten kretsteknik och avancerad V/V-teknik.

När Sluten slinga teknik handlar om design och utveckling av system som kan övervaka och justera deras prestanda baserat på feedback från omgivningen. Detta gör systemen mer effektiva och tillförlitliga. Avancerade V/V-tekniker, såsom simulering, prototyper och testning, används för att verifiera och bekräfta effektiviteten hos ett system. Både sluten kretsteknik och avancerad V/V-teknik spelar en viktig roll för att förbättra systemutveckling och drift.

Advanced Systems Engineering enkelt förklarat

Ett nytt perspektiv för morgondagens värdeskapande utreds och utformas Fraunhofer Institute for Mechatronics Design (IEM) med Advanced Systems Engineering (ASE). Framtida ingenjörsnätverk och stödjer aktiviteter inom vetenskap och näringsliv. ASE sammanför teknologier, metoder och kompetenser från olika domäner. Fraunhofer-experterna förklarar detta i följande video:

Att anpassa sig till förändring

Att anpassa sig till förändringar i organisationer är avgörande för att integrera avancerade systemtekniska metoder och bibehålla konkurrenskraften. Advanced Systems Engineering kan hjälpa företag att identifiera och analysera förändringar, Strategier att formulera och genomföra dessa strategier för framgångsrik anpassning.

För att kunna anpassa sig effektivt till förändringar måste företag och organisationer identifiera och analysera förändringar i rätt tid och korrekt. Utifrån detta måste strategier utvecklas och implementeras snabbt. Strategier för framgångsrik anpassning inkluderar att skapa en Kultur av ständigt lärande, en grundlig förståelse av systemet och utnyttja expertis hos de inblandade.

Kompetenser och färdigheter för systemingenjörer

För systemingenjörer är kontinuerligt lärande och professionell utveckling avgörande för att hålla jämna steg med de senaste teknologierna och trenderna. Det är det enda sättet de kan utföra sina uppgifter utmärkt, anpassa sig till företagets föränderliga behov och tillämpa sin specialistkunskap på nya och komplexa system.

Kandidatprogrammet i system ger studenterna en solid grund i systemteori och praktik. Efter framgångsrikt slutförande kan akademiker anmäla sig till masterprogrammet i system, vilket möjliggör fördjupning av komplexa systemstrukturer och lösningar. Båda kurserna, både kandidat- och masterutbildningar, lägger stor vikt vid praktikinriktad utbildning för att möta kraven i moderna systemlandskap.

För att göra detta måste systemingenjörer ha olika kunskaper Kompetenser har, inklusive:

• Holistiskt tänkande
• Stark kommunikationsförmåga
• Analytiska färdigheter
• Organisationsförmåga
• Detaljorienterat tänkande
• Systeminriktat tänkande
• Teknisk expertis
• ledarskaps egenskaper
• Problemlösningsförmåga
• Affärsmannaskap

Häufig gestellte Fragen

Vad gör systemingenjörer?

Systemingenjörer övervaka utformning, utveckling, testning och release av mjukvara, produkter eller tjänster och hantera projekt från idé till färdigställande. En systemingenjör analyseras Systemutmanar och bestämmer de bästa lösningarna. Systemingenjörer design, skapa och implementera nya system. Dessutom hantera, underhålla och förbättra befintliga system enligt förändrade krav. Dessutom fungerar de som projektledare med ansvar för att leda ett team av IT-proffs.

Vad är ett exempel på systemteknik?

den Internationell rymdstation är ett exempel på ett sådant system, som kräver systemteknik, från utveckling av smartare styralgoritmer till design av mikroprocessorer och analys av miljösystem. Detta visar hur systemteknik kan tillämpas på komplexa projekt. Du kan hitta ett detaljerat exempel denna.

Är systemingenjör ett IT-yrke?

Ja, systemingenjören, även systemingenjör, är ett IT-yrke som fokuserar på design och hantering av sammansatta system under hela deras livscykel, samt utvärdering, testning, felsökning och implementering av applikationsprogram. På yrkeshögskolan Landshut kan du läsa systemteknik på ett masterprogram. Det var det första utbildningsprogrammet från en akademisk organisation som ackrediterades av Society for Systems Engineering (GfSE).

Vad är en systemingenjör kontra en mjukvaruingenjör?

Systemingenjörer fokuserar främst på användare och domäner, medan mjukvaruingenjörer är specialiserade på att utveckla kraftfull, intuitiv programvara för slutanvändaren. Systemingenjörer hanterar hela den tekniska livscykeln, medan mjukvaruingenjörer fokuserar på programmering och utveckling av applikationer. Båda är viktiga roller för framgång Genomförande av ett projekt.

Vad betyder system inom teknik?

Inom teknik är ett system ett Kombination av element som samverkar för att uppnå en önskad förmåga. Dessa element inkluderar hårdvara, mjukvara, faciliteter, personal, processer och procedurer. Det är viktigt att definiera systemets beteende och gränser för att säkerställa att det fungerar korrekt.

Källa: Denna artikel är baserad på information från följande företag: Aucotec, Cideon, Eplan, Lenze samt information från Wikipedia.

FÖRFATTARINFORMATION