システムエンジニアリング | 基礎知識と専門知識

この学際的な領域は、 システムエンジニアリング は、多様な分野と実践をまとめ、さまざまな業界の複雑なシステムの開発、統合、管理に焦点を当てています。 この投稿では、最新情報についてご紹介します。 ソフトウェアの革新n 通知し、 基本 定義と目的から中核分野、人的要因、リスク管理まで、システム エンジニアリングについて学びます。 

コンテンツ

• 主な調査結果
• システムエンジニアリングの構成要素
• システムエンジニアリングの理解: 定義と目的
• システムエンジニアリングの開発
• システムエンジニアリングのコアプロセス
• 人間のシステムと社会経済的状況の統合
• 高度システム工学
• システムエンジニアの能力とスキル
• Häufiggestellte Fragen
  
  

主な調査結果

システムエンジニアリングというのは、 学際的これは、複雑なシステムを開発、統合、管理するためにさまざまな専門分野と実践を使用する分野です。 システム エンジニアは、すべての関係者のニーズを満たすシステムの設計、実装、保守を担当します。 高度なシステム エンジニアリングでは、企業が競争力を維持するために革新的なテクノロジーとテクニックを使用する必要があります。 システム エンジニアリングについてさらに詳しく知りたい場合は、以下をお読みください。

システムエンジニアリングの構成要素

システム エンジニアリングでは、技術的側面と非技術的側面の両方を考慮し、システムが信頼性、安全性、効率性を備えながら顧客またはユーザーの要件を満たしていることを保証します。 システム エンジニアリングでは、さまざまな分野とツールを組み合わせて、複雑なシステムを設計、開発、最適化します。 それは考慮します 効率的かつ効果的なシステムを確保するために、ハードウェアとソフトウェアのコンポーネントだけでなく、人的要因、プロセス、文書化も必要となります。

死 主な構成要素 システムエンジニアリングの分野は次のカテゴリに分類できます。

1. ソフトウェア:
   • モデリング ツールは、システムの機能と動作を表すシステム モデルの作成に役立ちます。 例としては、SysML (システム モデリング言語) や UML (統一モデリング言語) があります。
   • シミュレーション ソフトウェアを使用すると、システム モデルのパフォーマンスと信頼性の観点からチェックおよび分析できます。
   • 要件管理ツールは、システム要件の収集、管理、レビューをサポートします。
2. Hardware:
   • プロトタイプのハードウェア: 物理システムを開発する場合、プロトタイプを使用して設計をテストおよび検証できます。
   • 組み込みシステム: 多くのシステムには組み込み制御システムまたはマイクロコントローラーが含まれています。
   • センサーとアクチュエーターは、環境からデータを収集したり、物理的なアクションを実行したりするために使用できます。
3. 方法とプロセス:
   • 要件分析では、システムの要件の定義と管理を行います。
   • 設計とアーキテクチャ: システムの詳細な設計を作成します。
   • 統合とテスト: システムのすべてのコンポーネントが正しく連携して動作することを確認します。
   • 検証と検証は、システムが指定された要件を満たしているかどうかを確認するために使用されます。
   • システムの最適化には、システムのパフォーマンス、信頼性、効率を向上させるプロセスが含まれます。
4. 人的要因:
   • ユーザー インターフェイス デザイン ユーザー フレンドリーで効率的なインターフェイスを設計します。
   • 人間工学と安全性への配慮により、システムが安全に使用でき、ユーザーの要件を満たしていることが保証されます。
5. ドキュメンテーション:
   • システムの設置、操作、保守の手順を記載した技術マニュアル。
   • システム設計、アーキテクチャ、コンポーネントの詳細な説明を含むシステム文書。

システムエンジニアリングの典型的な例

システム エンジニアリングの典型的な例は、最新の旅客機の開発です。 これは、システム テクノロジが採用する複雑さと総合的なアプローチを示しています。 単に技術的に機能する製品を開発するのではなく、安全性、経済性、使いやすさなど、あらゆる面で最適に機能するシステムを構築することが重要です。 全体像の個々の側面は次のとおりです。

• 複雑: 旅客機は、小さなネジから大きなタービンブレードに至るまで、何百万もの個別の部品で構成されています。 これらの各部品には特定の機能があり、他の部品と調和する必要があります。
• 学際的なアプローチ: 空気力学、自動化技術、機械エンジニア、電気エンジニア、ソフトウェア開発者から人間工学の専門家、材料科学者まで、さまざまな分野の専門家が開発に関わっています。
• 要件管理: 航空機は、安全性から燃料消費量、乗客の快適性と経済性まで、数多くの要件を満たさなければなりません。
• 統合: ナビゲーション システムからキャビン照明、エンジンに至るまで、すべてのシステムがスムーズに連携できるように、シームレスに統合する必要があります。
• テストと検証: 運航に入る前に、航空機は集中的なテストを受け、すべてのコンポーネントが期待どおりに機能し、安全であることを確認します。
• ライフサイクル管理：航空機は数十年間運用されます。 システム技術は、開発と生産だけでなく、航空機の運用、メンテナンス、そして最終的には廃止措置にも目を向けています。
• 利害関係者の管理: 航空機の開発には、航空会社から規制当局、乗客に至るまで、多くの関係者が関与しています。 すべての利害関係者のニーズと懸念を考慮する必要があります。

以下に、すべての構成要素に関する企業の新たな開発を紹介します。

すべてのプロセスを総合的にリアルタイムで把握するためのプラットフォーム

05.10.2023年XNUMX月XNUMX日| the 3Dエクスペリエンス-プラットフォームから ダッソー・システムズ 革新的な設計と開発プロセスへの道を切り開きます。 総合的なソリューションとして、さまざまなツールを一元的な環境に統合します。 どのようにして ゲームチェンジャープラットフォームは、ネットワーク化された共同作業環境を作成します。

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注文処理における学際的な構成

15.03.2023 年 XNUMX 月 XNUMX 日 | 機械エンジニアリング会社とサプライヤーは、戦略とプロセスをデジタル化する際に一貫したソリューションを必要としています。 CADデータ 製品構成で。 個別製品の需要が高まる製品では、標準化やモジュール化が必要になります。 シデオン・コンフィ これには適切なソリューションがあります。

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Aucotec がエンジニアリングベースで 3 次元へのゲート 3 を開きます

09.09.2020 | Aucotec 新しい 3D ポータルで 2D と 3D 間のリンクを標準化します エンジニアリング 機械工学とプラント工学の分野で。 Web ベースまたはクライアントに依存しないデータ交換を、すべての一般的な 3D アプリケーションとコラボレーション プラットフォーム間で実行できるようになりました。 エンジニアリング拠点 （EB）。

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バリューチェーンのデジタル化のための効率的なエンジニアリング

20.11.2019年XNUMX月XNUMX日 | 工業化、ひいてはより効率的な製品開発への道には、デジタル化、標準化、自動化という XNUMX つの主要なステップが必要です。 エプラン このためのデジタルソリューションを提供します Wertschöpfungskette、標準化されたデータと自動化されたプロセスに基づいています。

 

デジタルエンジニアリング用の統合ツールとサービス

05.11.2019年XNUMX月XNUMX日| the デジタル変換 現在の生産だけでなく、すでに機械やシステムの開発においても、利用可能なデータのより密接なつながりから生きています。 Lenze 同社がパートナーに提供するデータと、それをどのように統合して有利に使用できるかを示しています。 

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システムエンジニアリングの理解: 定義と目的

システムエンジニアリングは設計、統合、管理を扱います 複雑なシステム ライフサイクル全体を通して。 それは、さまざまな分野や実践を含む一連の知識に基づいています。 重要な側面の XNUMX つは、これらの複雑なシステムの開発と管理の成功につながる活動の実装です。

NASAによると システムエンジニアリングは次の目標を追求します。

1. 意図した運用環境およびシステムの計画寿命全体を通じて、機能的、物理的、および運用上のパフォーマンスに対する利害関係者の要件と一致する
2. コスト、スケジュール、その他の要件の遵守
3. 複雑なシステムを包括的に理解し、システム思考を重視する
4. 意図した機能を果たすためにシステム内の各コンポーネントを最適化することに重点を置きます。

複雑なシステムとシステム思考

複雑なシステムは多数のコンポーネントで構成されています お互いに交流する、ハードウェア、ソフトウェア、その他のサブシステムなど。 設定された目標を達成するために全員が協力します。 システム思考は、エンジニアがシステム内の相互依存性と相互作用を認識し、包括的な見解を得るのに役立ちます。

フィードバック ループはシステムの動作に影響を与えます。 これらのシステムの開発は、生産システムを含むシステム エンジニアリングの重要な側面です。 の理解 システム構成 これらの相互作用を効果的に管理する上で重要な役割を果たします。 認知システム工学 これらの複雑なシステムを分析および設計するための手法として機能し、システム開発の基礎を形成します。

システムエンジニアの役割

システム エンジニアの仕事は、さまざまな分野の貢献を評価し、調和させることです。 彼の目標はただ一つ 均一な結果、特定の分野に大きな影響を受けません。 システム エンジニアは、ハードウェア、ソフトウェア、機器、設備、人員、プロセス、手順を含む IT システムの実装と保守を担当します。

システム エンジニアの役割は、複数の分野を管理および組み合わせて、システムの効果的な開発と運用を確保することです。 複雑なシステムが意図したとおりに機能し、利害関係者のニーズを満たしていることを確認する必要があります。

システムエンジニアリングの開発

システム エンジニアリングという用語が初めて登場したのは 1940 年代のベル電話研究所で、そこでシステム エンジニアリングの概念が開発されました。 それ以来、エンジニアリング分野は、次のような組織によって開発された標準化やガイドラインの助けも借りて進化してきました。 インコース、GfSE、ISO、または VDI。

これらの組織は、さまざまなタイプの統合システムの効果的な開発、統合、管理を保証するためのガイドラインを提供しています。

システム分析、要件の抽出、モデルベースのシステム エンジニアリング (MBSE) などのシステム エンジニアリングの主要プロセスは、 プロジェクト管理。 これらのプロセスには、複雑なシステムの開発の計画、実行、制御が含まれます。

初期の開発と貢献

システム エンジニアリングへの初期の貢献には、ベル研究所での概念と実践の開発、およびベル研究所のエンジニアによって開発された画期的な技術と手法が含まれます。 米航空宇宙局（NASA） と マサチューセッツ工科大学（MIT） 開発され、システム エンジニアリングの分野の基礎を形成しました。 システム分析、システム設計、システム統合、システムエンジニアリング管理などのこれらの技術は広く採用されており、システムエンジニアリングの進歩に貢献してきました。

これらの初期の開発は、複雑なシステムを開発するためのフレームワークを提供し、エンジニアが顧客の要件を満たすシステムを設計できるようにしたため、現場に大きな影響を与えました。

標準化とガイドライン

ISO/IEC/IEEE 15288、ANSI/EIA-632、ISO/IEC 26702 (旧 IEEE 1220)、MIL-STD 499 シリーズ (米国軍事規格)、IEC 62278 (旧 IEC 15288)、ISO 29148 などの規格が関連しています。システムエンジニアリングが適用可能であり、システムのライフサイクルにおけるプロセス記述のための統一フレームワークを提供します。 これらは、システムのライフサイクルのプロセスと用語を技術的な観点から説明します。 それも役に立ちます インコースのシステムエンジニアリングハンドブック。 これは正式な標準ではありませんが、国際システム エンジニアリング評議会 (Incose) によって発行されており、システム エンジニアリングのベスト プラクティスに関する詳細なガイダンスを提供します。

これらすべての規格とガイドラインの目的は、システム エンジニアリングの実践における均一性と卓越性を確保し、規格に準拠することで品質の向上、効率の向上、コストの削減を実現することです。 ただし、標準の適用に関連する課題には、トレーニングの必要性や、変化する要件に適応する複雑さが含まれます。

システムエンジニアリングのコアプロセス

システム エンジニアリングの中核となるプロセスには次のものが含まれます。 システム分析 ユーザーと関係者のニーズを理解し、システムの境界を定義するために不可欠な要件を特定します。 モデルベース システム エンジニアリングのアプローチ (MBSE) は、システム モデルを使用して顧客の要件、設計、検証などのさまざまなプロセスをサポートする、この分野のもう XNUMX つの中心的なプロセスです。

システム分析と要件の決定

システム分析と 要件の抽出 ユーザーと関係者の要件を理解し、システムの境界を定義することが最も重要です。 このプロセスには、関連データの収集と分析、システム要件の特定、包括的なシステム設計の開発が含まれます。

これらの要件を考慮することで、システムのパフォーマンスを向上させ、効率を高め、コストを最小限に抑えることができます。

モデルベース システム エンジニアリング (MBSE) アプローチ

モデルベース システム エンジニアリング (MBSE) アプローチでは、モデルを使用してシステムとそのコンポーネントを表現します。 開発と開発のための体系的なサポートを提供します。 検証 システムによって使用されます。 これにより、顧客の要件、設計、検証の収集、分析、伝達が容易になります。

MBSE は以下を提供します メリット:

• システムとそのコンポーネントについての理解を深めるためのシステムの全体的なビュー
• 意思決定の合理化
• 精度の向上
• 関係者間のコミュニケーションの向上

ただし、MBSE の実装には大幅な変更が必要です。 時間とリソース労力がかかり、既存のシステムへの統合が複雑になる場合があります。

人間のシステムと社会経済的文脈の統合

人間のシステムと社会経済的状況の統合は、システム エンジニアリングの重要な要素です。 これには、ハードウェアとソフトウェアの統合に加えて、 人的要因 考慮する必要があります。 NPR 7123.1 によると、システムは「ニーズを満たすために必要な機能を生み出すために連携して機能する要素の組み合わせ」と定義されています。

• Hardware
• ソフトウェア
• 機器
• アインリッヒトゥンゲン
• 個人
• プロセスと 
• 手順、 

これに関連して、人的要因を理解し、考慮に入れることがシステムの成功には不可欠です。

ヒューマンファクターの重要性

ヒューマンファクターは人間の能力、限界、行動を考慮するため、ツール、機械、システムの設計と開発において重要な役割を果たします。 システム エンジニアは、ユーザーの能力、制限、および行動を考慮することで、 設計 には次のような特徴があります。

• ユーザー指向
• パフォーマンスの最適化
• 効率の最適化
• 満足度の最適化。

システムエンジニアリングにおける人的要因の考慮には、ユーザーのニーズと好み、ユーザーとシステム間の相互作用の研究、使いやすさ、心理的ストレス、セキュリティなどの側面の分析が含まれます。

運営コンセプトとステークホルダーエンゲージメント

システムエンジニアリングにおける運用概念とは、提案するシステムの機能や動作を利用者の視点から説明した文書のことです。 の ステークホルダーの関与 これは、システムがすべてのユーザーと関係者のニーズを確実に満たすことを保証するため、システム エンジニアリングにおいて不可欠です。

システム開発中、関係者はシステムの設計と開発に入力とフィードバックを提供し、システムがすべてのユーザーと関係者のニーズを確実に満たすようにします。 システム開発に関係者を参加させることで、システム設計が改善され、ユーザーの満足度が向上し、より適切なリスク管理が可能になる可能性があります。

システム技術におけるコスト効率とリスク管理

コスト効率とリスク管理はシステム エンジニアリングの不可欠な部分であり、設計貿易研究とリスク軽減戦略を使用してコストと利益のバランスを実現します。 システム エンジニアのジレンマとは、システム エンジニアのジレンマとは、ある選択肢に直面したときの意思決定の難しさを指します。 デザイン貿易研究 コストと効果の間で妥協する必要があります。

多くの場合、スケジュールの時間は重要なリソースです。 したがって、スケジュールは一種のコストとみなすことができます。

デザイン貿易研究

デザイン貿易に関する研究 (デザイン貿易研究）は、コスト、スケジュール、パフォーマンス、リスクを最大化するために、さまざまな設計オプションを評価および比較する形式化されたプロセスです。 あなたの目標は、システム開発におけるコストと効果の最も有利な組み合わせを決定することです。

このプロセスには、システム要件の分析、設計代替案の評価、結果の比較による最もコスト効率の高いオプションの決定が含まれます。 設計トレードの研究は、結果的にシステムパフォーマンスの向上、コスト削減、リスク管理の改善につながります。

リスク削減戦略

リスク軽減戦略を使用して、次のような可能性を減らすことができます。 問題を減らすために そしてシステムの正常な運用を保証します。 これらの戦略には次のものが含まれます。

• リスクの想定と受容
• リスク回避
• リスクの管理
• リスクの移転
• リスクに異議を唱える

リスク削減戦略 以下において重要な役割を果たします。

• 潜在的な問題の軽減
• システムが正常に機能することを保証する
• コストのかかるミスのリスクを軽減する
• 最適なシステム運用を維持します。

高度システム工学

先端システムエンジニアリングは、 エンジニアリング、複雑なシステムの開発と実装に焦点を当てています。 革新的なテクノロジーと手法を使用して、効率的で信頼性が高く、コスト効率の高いシステムを作成します。 この分野における革新と課題には、クローズドループエンジニアリングと高度な V/V 技術が含まれます。

で クローズドループエンジニアリング 環境からのフィードバックに基づいてパフォーマンスを監視および調整できるシステムの設計と開発に関するものです。 これにより、システムの効率と信頼性が向上します。 シミュレーション、プロトタイピング、テストなどの高度な V/V 技術を使用して、システムの有効性を検証および確認します。 クローズド ループ エンジニアリングと高度な V/V 技術はどちらも、システムの開発と運用を改善する上で重要な役割を果たします。

先端システム工学をわかりやすく解説

明日の価値創造に向けた新たな視点を研究・設計する フラウンホーファー メカトロニクス設計研究所 (IEM) とアドバンスト システム エンジニアリング (ASE)。 未来のエンジニアリングはネットワークを構築し、科学とビジネスの活動をサポートします。 ASE は、さまざまな分野のテクノロジー、手法、能力を統合します。 フラウンホーファーの専門家が次のビデオでこれについて説明しています。

変化への適応

組織の変化に適応することは、高度なシステムエンジニアリング手法を統合し、競争力を維持するために不可欠です。 高度なシステム エンジニアリングは、企業が変更を特定して分析するのに役立ちます。 戦略 適応を成功させるためにこれらの戦略を策定し、実行すること。

変化に効果的に適応するには、企業や組織はタイムリーかつ正確な方法で変化を特定し、分析する必要があります。 これに基づいて、戦略を迅速に策定し、実行する必要があります。 適応を成功させるための戦略には、 継続的に学習する文化、システムを徹底的に理解し、関係者の専門知識を活用します。

システムエンジニアの能力とスキル

システム エンジニアにとって、最新のテクノロジーとトレンドを追い続けるためには、継続的な学習と専門能力の開発が不可欠です。 これが、従業員が業務を優れて実行し、変化する企業のニーズに適応し、専門知識を新しく複雑なシステムに適用できる唯一の方法です。

システムの学士号プログラムは、学生にシステムの理論と実践における強固な基礎を提供します。 無事修了した卒業生は、システムの修士課程に登録することができ、複雑なシステム構造とソリューションを深く学ぶことができます。 学士課程と修士課程の両方のコースは、現代のシステム環境の要件を満たすために実践指向のトレーニングに重点を置いています。

そのためにはシステムエンジニアにはさまざまな知識が必要です コンピテンシー 以下を含む:

• ガンツハイトリケス・デンケン
• 高いコミュニケーション能力
• 分析能力
• 組織力
• 細部志向の思考
• システム指向の考え方
• 技術的専門知識
• 指導者の資質
• 問題解決スキル
• ビジネス感覚

Häufiggestellte Fragen

システムエンジニアってどんな仕事をするの？

システムエンジニア 監督する ソフトウェア、製品、サービスの構想、開発、テスト、リリースを担当し、構想から完了までプロジェクトを管理します。 システムエンジニア 分析 システムの課題を解決し、最適な解決策を決定します。 システムエンジニア エントワーフェン、新しいシステムを作成して実装します。 加えて 管理します、変化する要件に応じて既存のシステムを維持および改善します。 さらに、IT プロフェッショナルのチームを率いる責任を負うプロジェクト マネージャーとしても機能します。

システムエンジニアリングの例は何ですか?

死 国際宇宙ステーション はそのようなシステムの一例であり、よりスマートな制御アルゴリズムの開発からマイクロプロセッサの設計、環境システムの分析に至るまで、システムエンジニアリングが必要となります。 これは、システム エンジニアリングを複雑なプロジェクトにどのように適用できるかを示しています。 詳細な例を見つけることができます この。

システムエンジニアはIT専門職ですか？

Ja, システム エンジニア (システム エンジニアとも呼ばれます) は、複合システムのライフサイクル全体にわたる設計と管理に加え、アプリケーション プログラムの評価、テスト、トラブルシューティング、実装に重点を置く IT 専門職です。 ランツフート応用科学大学では、修士課程でシステム エンジニアリングを学ぶことができます。 これは、学術団体による初の学位プログラムであり、システム工学協会 (GfSE) によって認定されました。

システムエンジニアとソフトウェアエンジニアとは何ですか?

システム エンジニアは主にユーザーとドメインに焦点を当てますが、ソフトウェア エンジニアはエンド ユーザー向けの強力で直感的なソフトウェアの開発を専門とします。 システム エンジニアは技術ライフサイクル全体を扱いますが、ソフトウェア エンジニアはプログラミングとアプリケーションの開発に集中します。 どちらも成功するための重要な役割です プロジェクトの実施.

テクノロジーにおけるシステムとは何を意味しますか?

テクノロジーにおいて、システムは XNUMX つのものです 複合 望ましい機能を達成するために連携して機能する要素のこと。 これらの要素には、ハードウェア、ソフトウェア、施設、人員、プロセス、手順が含まれます。 システムが正しく機能することを保証するには、システムの動作と境界を定義することが重要です。

出典: この記事は、Aucotec、Cideon、Eplan、Lenze の企業からの情報と、Wikipedia からの情報に基づいています。

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