Taula de continguts:
L'enginyeria de sistemes és una part fonamental de qualsevol projecte de la indústria de l'enginyeria; ja sigui fabricant un component simple o dissenyant un producte complex com un cotxe o un avió. Organitzacions consolidades com la NASA i BAE Systems subratllen la importància de l’enginyeria de sistemes per complir els requisits i tenir èxit en missions i projectes. Però, què és exactament l’enginyeria de sistemes i quin paper juga en la indústria aeroespacial?
Per respondre a aquesta pregunta, tingueu en compte què és un sistema. Segons el manual de disseny de fiabilitat electrònica MIL-HBK-338B, un sistema és:
"Un conjunt d'equips, habilitats i tècniques capaços de realitzar o donar suport a un paper operatiu, o ambdues coses." (Departament de Defensa, 1998)
Un sistema no necessàriament ha de ser tan complex com un vehicle o un ordinador, i pot formar part d’un sistema més gran i complex. Ni tan sols ha de ser artificial; el sistema solar és un exemple natural de sistema, mentre que els frens dels cotxes són un sistema per si sol que contribueix a formar part d’un sistema més gran. Un sistema és un conjunt de components que treballen junts per processar una entrada per crear una sortida.
Els sistemes es poden dividir en una sèrie de sistemes i subsistemes més petits que s’especialitzen en diferents àrees per garantir que el sistema general s’ajusta als seus requisits i especificacions. Es pot elaborar una jerarquia d’aquests sistemes per dividir els requisits del sistema principal en components més petits i més manejables que es poden distribuir entre aquests subsistemes especialitzats.
Figura 1 - Exemple de jerarquia de sistemes. (Moir i Seabridge, 2013)
Per tal de garantir que tots els components funcionin junts en el sistema general, cal molta comunicació i integració entre subsistemes. Aquí és on intervé l'enginyeria de sistemes. L'enginyeria de sistemes és descrita pel Consell Internacional d'Enginyeria de Sistemes (INCOSE) com:
“Un enfocament interdisciplinari i mitjans per permetre la realització de sistemes d’èxit. Se centra a definir les necessitats del client i la funcionalitat requerida al començament del cicle de desenvolupament, documentar els requisits i procedir a la síntesi de disseny i a la validació del sistema, tot considerant el problema complet ". (INCOSE)
L'enginyeria de sistemes és "holística i integradora" i cobreix la bretxa en la comunicació entre els diferents subsistemes "per produir un tot coherent" (NASA, 2009). Mentre que els subsistemes estan especialitzats i se centren en una àrea del sistema principal, l'enginyeria de sistemes és més generalitzada i adopta un enfocament més centrat en els objectius, tot mirant la visió general per assegurar que els subsistemes s'uneixen eficaçment per produir el sistema principal final dins d'un termini i pressupost.
Enginyeria de sistemes aeroespacials
Les organitzacions de sectors com l’automoció i l’aeroespacial consideren que l’enginyeria de sistemes és especialment útil per identificar solucions alternatives, evitar problemes imprevistos i garantir que el client estigui satisfet amb la qualitat del producte acabat. A més, INCOSE afirma que "un ús efectiu de l'enginyeria de sistemes pot estalviar més del 20% del pressupost del projecte" (INCOSE, 2009). El programari d’enginyeria de sistemes ara permet a les empreses provar models conceptuals amb els requisits del client mitjançant simulacions virtuals i produir proves documentades de seguretat per a avaluacions d’organismes de certificació com l’Autoritat d’Aviació Civil (CAA) (3dsCATIA, 2011). Això ajuda a reduir els residus de materials provant prototips, modificacions i possibles desballestaments, i fa que el procés del concepte al producte sigui molt més ràpid i eficaç.
L’objectiu d’un enginyer de sistemes és ajudar el client a entendre correctament el problema que es tracta i preparar solucions al problema perquè el client pugui escollir-lo. A continuació, l’enginyer de sistemes pot dirigir i guiar els diferents departaments de l’equip del projecte cap a l’objectiu d’implementar aquesta solució, començant per la sortida desitjada per determinar les entrades necessàries i, tot seguit, referint-se constantment als requisits del client per garantir que el sistema final compleixi les seves especificacions. Per a això, un enginyer de sistemes ha de tenir diverses habilitats i trets diferents, inclosos:
- Una àmplia competència tècnica: els enginyers de sistemes requereixen una comprensió fonamental de la majoria, si no de tots, dels diferents subsistemes i el desig d’aprendre més sobre aquestes àrees;
- Una valoració del valor del procés i dels objectius generals que cal assolir per assolir l’objectiu final i la capacitat d’adreçar-los als equips del subsistema;
- Un líder segur de si mateix, però també un membre de l’equip fort i assertiu. Harold Bell, de la seu de la NASA, suggereix que "un gran enginyer de sistemes entén i aplica completament l'art del lideratge i té experiència i teixit cicatricial en intentar guanyar la insígnia de líder del seu equip" (NASA, 2009);
- Habilitats per a la resolució de problemes i el pensament crític;
- Habilitats excepcionals de comunicació i escolta activa i capacitat per establir connexions a tot el sistema;
- La capacitat d’adoptar un enfocament centrat en els objectius en lloc d’una visió tècnica o cronològica: un enginyer de sistemes examina la sortida per determinar les entrades necessàries per a un projecte i necessita ser capaç de veure la visió més gran, només se centra en els detalls més petits Quan sigui necessari;
- Còmodes amb canvis i incerteses: segons la NASA, els enginyers de sistemes han d’entendre i fomentar la quantificació de la incertesa en equips per tal de dissenyar un sistema que s’adapti a aquestes incerteses (NASA, 2009);
- Creativitat i instint d'enginyeria per trobar la millor manera de resoldre un problema tot apreciant els riscos i les implicacions;
- Paranoia adequada: esperar el millor, però pensar i planificar el pitjor dels casos com a precaució.
Algunes de les característiques conductuals d’un enginyer de sistemes es poden resumir en un atribut: el pensament de sistemes. El pensament de sistemes va ser fundat per primera vegada el 1956 pel professor del MIT Jay Forrester, que va reconèixer la necessitat de millors mètodes per provar noves idees sobre sistemes socials, de manera similar a la que es poden provar les idees en enginyeria (Aronson). El pensament de sistemes és un conjunt de principis generals que permeten a les persones comprendre i gestionar els sistemes socials i millorar-los.
L'enfocament del sistema de pensament és fonamentalment diferent de l'anàlisi de formes tradicionals. Per una banda, l’anàlisi tradicional se centra en el reduccionisme: reduir parts del sistema major (també anomenades holons) a components cada vegada més decreixents (Kasser i Mackley, 2008). En canvi, el pensament de sistemes analitza la visió general i com el sistema o la part interactua amb els altres holons i reconeix els bucles i les relacions entre els holons. Sovint això pot resultar en conclusions marcadament diferents de les que es generen a partir de l’ús de mètodes analítics tradicionals, però també pot ajudar a determinar els comportaments emergents dels holons i la possibilitat de resultats no desitjats: esperar allò inesperat. Mitjançant aquests passos es fa més fàcil identificar solucions noves i més efectives a problemes complexos i recurrents,alhora que millora la coordinació dins de l’organització.
A la indústria, els enginyers de sistemes estan obligats a treballar amb diversos grups d'interès diferents, cadascun amb la seva pròpia perspectiva per al disseny i desenvolupament del producte requerit. Per exemple, si una organització aeroespacial analitzés el desenvolupament del concepte d’un nou avió civil, hi hauria una àmplia gamma d’interessats en qüestió, inclosos els proveïdors de materials i serveis, els passatgers i la tripulació aèria i les autoritats de certificació, així com l'equip d'enginyeria directament implicat en el projecte. La figura 2 mostra els grups d'interès típics d'un sistema d'aviació civil, dividint-los en quatre interfícies principals del sistema: socioeconòmic, regulador, d'enginyeria i humà. En identificar aquestes interfícies, els enginyers de sistemes poden planificar quan es requereixen interaccions amb sistemes particulars i simplificar el desenvolupament i les operacions,documentant tot el procés.
Figura 2: grups d'interès típics d'un sistema d'aviació civil. (Moir i Seabridge, 2013)
Tots els grups d'interès són interdependents amb altres de la mateixa interfície. Per exemple, quan es sol·licita un certificat de tipus, s'han de produir diversos prototips per realitzar diferents proves i s'ha de preparar un programa de manteniment per donar suport a la navegabilitat continuada després de l'aprovació del disseny. Això es presenta juntament amb els resultats de les proves del prototip als reguladors que, si estan satisfets amb els aspectes de seguretat, salut i medi ambient del prototip, aproven el prototip i l’autoritat de navigabilitat atorga un certificat de tipus (MAWA, 2014). A continuació, s’hauran de complir altres normes perquè l’aeronau mantingui el certificat de tipus i el certificat d’aeronavegabilitat o es considerarà insegur volar.Per tant, els enginyers de sistemes han d’entendre les regulacions a les quals ha de complir l’avió al llarg de la seva vida i planificar mètodes per mantenir-lo en un nivell d’aeronavegabilitat.
La feina d’un enginyer de sistemes no s’acaba un cop el concepte s’ha convertit en producte. Després han de treballar amb un equip de manteniment per mantenir el producte segur i capaç d’utilitzar fins que es retiri del servei. La figura 3 mostra el cicle de vida d’una aeronau des del punt de vista de l’Autoritat d’Aviació Civil (CAA) i la forma en què els enginyers de sistemes i els gestors de productes en aeronàutica haurien de treballar amb la CAA durant tot el cicle de vida.
Figura 3 - Cicle de vida d'un avió (The Civil Aviation Authority of New Zealand, 2009)
Embolicant-ho tot
L'enginyeria de sistemes és "una competència bàsica crucial" per a l'èxit en la indústria aeroespacial. En primer lloc, es tracta de gestionar la complexitat per obtenir el disseny adequat i, després, mantenir i millorar la seva integritat tècnica (NASA, 2009). Segons l’administrador de la NASA Michael D. Griffin en la seva presentació del 2007, Enginyeria de sistemes i les “dues cultures” de l’enginyeria , l’enginyeria de sistemes ajuda a proporcionar un equilibri de tots els subsistemes per combinar-los en un sistema que passarà després de la fase preliminar de disseny i, per tant, complir els requisits del client per als quals va ser dissenyat explícitament (Griffin, 2007).
Analitzant el desenvolupament del concepte d’una aeronau civil i considerant els diferents grups d’interès i interfícies del sistema implicats en el cicle de vida de l’avió, ja sigui directa o indirectament, és evident que els enginyers de sistemes tenen una àmplia gamma de responsabilitats i perspectives per gestionar fora del sistema d'enginyeria que continua sent abordat i gestionat fins i tot després de finalitzada la fase preliminar de disseny. En assegurar-se que comprenen completament l’abast de l’objectiu final del producte final i aprecien l’impacte que tindrà en els diferents grups d’interès, els enginyers de sistemes poden determinar els inputs necessaris per assolir aquests objectius en els terminis i pressupostos situats.
Tot i que l’enginyeria de sistemes pot adoptar formes diferents segons la indústria i les preferències de l’organització, els mètodes subjacents utilitzats continuen sent coherents i l’objectiu continua sent el mateix: trobar el millor disseny per satisfer els requisits. En qualsevol projecte d'enginyeria, hi haurà diversos subsistemes especialitzats que s'han de reunir per garantir que el resultat final del projecte compleixi les seves especificacions al màxim de les seves possibilitats.
Referències
3dsCATIA. (2011, 30 de setembre). Què és "Enginyeria de sistemes"? - Col·lecció elemental. Recuperat de YouTube:
Aronson, D. (nd). Visió general del pensament de sistemes. Obtingut el 2016, de la pàgina Thinking:
Departament de Defensa. (1998). MIL-HBK-338B Manual de disseny de fiabilitat electrònica. Virginia: Oficina de Qualitat i Normalització de la Defensa.
INCOSE. (nd). Què és l'Enginyeria de Sistemes? Recuperat el 2016, d'INCOSE UK:
INCOSE. (2009, març). zGuia 3: Per què invertir en enginyeria de sistemes? Obtingut d'INCOSE UK:
Kasser, J. i Mackley, T. (2008). Aplicar el pensament de sistemes i alinear-lo a l’enginyeria de sistemes. Cranfield: Joseph E. Kasser.
Moir, I. i Seabridge, A. (2013). Disseny i desenvolupament de sistemes d'avions (2a ed.). Chichester: John Wiley & Sons Ltd.
NASA. (2009). L’art i la ciència de l’enginyeria de sistemes. NASA.
© 2016 Claire Miller