"Cosa è il Systems Engineering" (presentation in Italian): one lesson of my course "Introduction to Systems Engineering Management" in the frame of the 2013-2014 Master in Systems Engineering at University of Tor Vergata in Rome.

1. Cosa è il
“Systems Engineering”
Dr. ing. Marco Lisi
Master di II Livello in "Systems Engineering"
Università degli Studi di Roma Tor Vergata
Anno Accademico 2013‐2014
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2. Indice
 Etimologia della parola “sistema”
 Origine ed evoluzione del “Systems Engineering”
 Alcune definizioni di “sistema”
 “Project”, “Design” e “Systems Engineering”
 Cosa è il “Systems Engineering”
 Le funzioni del “Systems Engineering”
 Le conoscenze del “systems engineer”
 Il processo di “Systems Engineering”
 Cosa non è il “Systems Engineering”
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3. Origine ed evoluzione del “Systems Engineering” (1/3)
 Prima della Seconda Guerra Mondiale, architetti
ed ingegneri erano, di fatto, i “System Engineer”
del loro tempo, soprattutto nei grandi progetti
d’ingegneria civile: le piramidi d’Egitto, gli
acquedotti romani, le dighe olandesi, il Golden
Gate Bridge e l’Empire State Building
 Altri progetti molto ambiziosi e che richiedevano
capacità di “systems engineering” erano anche
quelli riguardanti treni, ferrovie e navi di grandi
dimensioni
 Non esisteva tuttavia una teoria o scienza
documentata del “systems engineering”, né alcuna
documentazione su processi e “best practices”
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4. Origine ed evoluzione del “Systems Engineering” (2/3)
 La necessità di un coordinamento sistemistico si evidenziò
durante la Seconda Guerra Mondiale, quando, ad esempio, il
“project manager” o “chief engineer” responsabile dello
sviluppo di un aereo doveva supervisionare e coordinare i
leader dei vari sottosistemi principali: propulsione, controlli,
struttura, sistemi di supporto, ecc.
 L’approccio sistemistico si sviluppò anche in aree importanti
in ambito bellico, quali la logistica, la ricerca operativa e la
“decision analysis”
 Lo sviluppo del “Systems Engineering” moderno, inteso come
una branca dell’ingegneria, comincia propriamente durante gli
anni ’50. In questi anni il clima da “guerra fredda” rendeva i
programmi spaziali e quelli per lo sviluppo delle armi
balistiche intercontinentali assolutamente essenziali per la
sicurezza degli Stati Uniti. La necessità di coordinare progetti
complessi, basati su gruppi di lavoro numerosi e compositi e
sul contributo di molti sottofornitori, portò allo sviluppo di
strumenti e metodologie per garantire il successo del sistema
(“Systems Engineering”) ed il raggiungimento degli obiettivi
programmatici (“Project Management”).
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5. Origine ed evoluzione del “Systems Engineering” (3/3)
 Il “Systems Engineering” si andava parallelamente
evolvendo anche in ambito civile e commerciale. Nel
1962 Arthur Hall, proveniente dai laboratori del
colosso delle telecomunicazioni AT&T, pubblicò un
primo libro sul tema
 Lo sviluppo dei grandi progetti promosse lo sviluppo e
la standardizzazione dell’uso delle specifiche, dei
documenti d’interfaccia (“Interface Control
Documents” o “ICD’s”), delle riunioni di revisione
tecnica (“Design Reviews”) e del controllo formale dei
cambi e della configurazione
 La diffusione dei calcolatori permise l’utilizzo
estensivo delle simulazioni nella valutazione di
sistemi, sottosistemi e componenti, permettendo
quindi una migliore sintesi dell’architettura di un
sistema e l’effettuazione di “trade‐off’s”.
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6. Alcune definizioni di “sistema”
Un sistema ha le seguenti caratteristiche:
• Soddisfa l’esigenza di un committente (espressa in termini di requisiti)
• Si compone di elementi che interagiscono fra loro
• Gli elementi sono costituiti da persone, tecnologie e processi.
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7. Project”, “Design” e “Systems Enginering”
 “Project”, nel significato inglese del termine,
“
indica tutto quel complesso di attività che portano
dalla definizione alla realizzazione di un’opera
 Il termine “Design” riguarda invece la sola
componente di progettazione, cioè la definizione
dettagliata di un’opera e degli elementi necessari
per realizzarla
 Il “Systems Engineering” ha, nell’ambito di un
progetto, per l’appunto il compito di colmare il
vuoto che esiste fra requisiti di alto livello (il
“problema”) e la realizzazione di dettaglio del
prodotto/servizio che possa soddisfarli (la
“soluzione”).
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8. Dal problema alla soluzione di dettaglio
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9. Cosa è il “Systems Engineering”
 Il
“Systems Engineering” è una disciplina
trasversale, che, attraverso strumenti di analisi e di
valutazione delle alternative, mira ad un’efficiente
integrazione degli elementi di un sistema, per
poter raggiungere un prodotto e/o servizio
ottimali.
 Sebbene il processo di “Project Management” e
quello di “Systems Engineering” abbiano alcuni
importanti punti in comune, in quest’ultimo
l’attenzione è più sugli aspetti di engineering che
su quelli di management.
 Il “Systems Engineering” ha un approccio molto
quantitativo,
che
include
“trade‐off’s”,
ottimizzazione, selezione ed integrazione dei
prodotti di molte discipline ingegneristiche.
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10. Due definizioni “ufficiali”
"Systems Engineering is an interdisciplinary approach and means to
enable the realization of successful systems. It focuses on defining
customer needs and required functionality early in the development
cycle, documenting requirements, then proceeding with design
synthesis and system validation while considering the complete
problem: Operations, Performance, Test, Manufacturing, Cost &
Schedule, Training & Support, and Disposal."
International Council On Systems Engineering (INCOSE)
"An interdisciplinary approach encompassing the entire technical
effort to evolve and verify an integrated and life-cycle balanced set of
system people, product and process solutions that satisfy customer
needs."
NASA Systems Engineering Handbook
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11. Altre definizioni di “systems engineering”
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12. Le funzioni del “Systems Engineering”
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Coordinamento tecnico
Gestione dei requisiti (“Requirements Management”)
Analisi sistemistica
Selezione e definizione dell’architettura del sistema
Integrazione del sistema
Verifica e validazione del sistema
Miglioramento del processo e della performance.
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13. Nuclear Engr.
Aerospace Engr.
Industrial Engr.
Agricultural Engr.
Chemical Engr.
Systems Engr.
Human Factors Engr.
Civil Engr.
Biomedical Engr.
Mechanical Engr.
Electrical Engr.
Le conoscenze del “system engineer”
Depth of
Systems
Engineering
Knowledge
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14. Il processo, dal problema alla soluzione
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15. Il processo di “Systems Engineering”: S.I.M.I.L.A.R.
February 14
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16. Il modello a “V” del “Systems Engineering”
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17. Il “systems engineering” NON è
Discover
Requirements
a waterfall
process
Design
Build
Integrate
Test
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18. Il “systems engineering” NON è
Requirements
Designs
Manufacturing
a throw it over the wall process
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19. Il “systems engineering” è un processo “frattale”
System
Subsystem-1
Subsystem-2
Subsystem-3
Component-1
Component-2
Component-3
Assembly-1
Assembly-2
Assembly-3
Il processo di “systems engineering” viene applicato a livelli di sempre maggiore
dettaglio: prima al sistema complessivo, poi ai sottosistemi, poi ancora ai componenti
e così via.
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20. E’ proprio necessario l’approccio sistemico?
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