İçindekiler:
Sistem mühendisliği, mühendislik endüstrisindeki herhangi bir projenin kritik bir parçasıdır; İster basit bir bileşen üretiyor, ister araba veya uçak gibi karmaşık bir ürün tasarlıyor. NASA ve BAE Systems gibi köklü kuruluşlar, gereksinimleri karşılamak ve görevlerde ve projelerde başarılı olmak için sistem mühendisliğinin önemini vurgulamaktadır. Ancak sistem mühendisliği tam olarak nedir ve Havacılık endüstrisinde nasıl bir rol oynar?
Bu soruyu cevaplamak için sistemin ne olduğunu düşünün. MIL-HBK-338B Elektronik Güvenilirlik Tasarım El Kitabına göre, bir sistem:
"Bir operasyonel rolü veya her ikisini birden yerine getirme veya destekleme kapasitesine sahip bir ekipman, beceri ve teknikler bileşimi." (Savunma Bakanlığı, 1998)
Bir sistemin bir araç veya bilgisayar kadar karmaşık olması gerekmez ve daha büyük ve daha karmaşık bir sistemin parçası olabilir. İnsan yapımı olmasına bile gerek yok; Güneş Sistemi bir sistemin doğal bir örneğidir, arabalardaki frenler ise daha büyük bir sistemin parçası olarak katkıda bulunan tek başına bir sistemdir. Bir sistem, bir çıktı oluşturmak için bir girdiyi işlemek üzere birlikte çalışan bileşenlerin bir araya getirilmesidir.
Sistemler, genel sistemin gereksinimlerine ve teknik özelliklerine uygun olmasını sağlamak için farklı alanlarda uzmanlaşmış birkaç küçük sisteme ve alt sisteme bölünebilir. Ana sistemin gereksinimlerini, bu özel alt sistemler arasında dağıtılabilen daha küçük ve daha yönetilebilir bileşenlere ayırmak için bu sistemlerin bir hiyerarşisi oluşturulabilir.
Şekil 1 - Bir sistem hiyerarşisi örneği. (Moir ve Seabridge, 2013)
Tüm bileşenlerin genel sistemde birlikte çalışmasını sağlamak için, alt sistemler arasında çok fazla iletişim ve entegrasyon gereklidir. Sistem mühendisliği burada devreye girer. Sistem mühendisliği, Uluslararası Sistem Mühendisliği Konseyi (INCOSE) tarafından şu şekilde tanımlanmaktadır:
“Disiplinler arası bir yaklaşım ve başarılı sistemlerin gerçekleştirilmesini sağlamak için araçlar. Geliştirme döngüsünün başlarında müşteri ihtiyaçlarını ve gerekli işlevselliği tanımlamaya, gereksinimleri belgelemeye, ardından tüm sorunu göz önünde bulundurarak tasarım sentezi ve sistem doğrulamasına devam etmeye odaklanır. " (INCOSE)
Sistem mühendisliği "bütüncül ve bütünleştiricidir" ve "tutarlı bir bütün üretmek için" farklı alt sistemler arasındaki iletişim boşluğunu kapatır (NASA, 2009). Alt sistemler uzmanlaşırken ve ana sistemin bir alanına odaklanırken, sistem mühendisliği daha genelleştirilir ve daha hedef odaklı bir yaklaşım benimseyerek, alt sistemlerin son ana sistemi bir süre içinde etkili bir şekilde üretmek için bir araya gelmesini sağlamak için daha büyük resme bakar. ve bütçe.
Havacılıkta Sistem Mühendisliği
Otomotiv ve havacılık gibi sektörlerdeki kuruluşlar, sistem mühendisliğini özellikle alternatif çözümleri belirlemek, öngörülemeyen sorunları önlemek ve müşterinin bitmiş ürünün kalitesinden memnun olmasını sağlamak için yararlı bulmaktadır. Ayrıca INCOSE, “sistem mühendisliğinin etkin kullanımının proje bütçesinden% 20'den fazla tasarruf sağlayabileceğini” belirtmektedir (INCOSE, 2009). Sistem mühendisliği yazılımı artık şirketlerin sanal simülasyonlar aracılığıyla müşteri gereksinimlerine göre konsept modellerini test etmelerine ve Sivil Havacılık Otoritesi (CAA) gibi sertifikasyon kuruluşlarından değerlendirmeler için belgelenmiş güvenlik kanıtları üretmelerine olanak tanıyor (3dsCATIA, 2011). Bu, test prototiplerinden, modifikasyonlardan ve olası hurdaya ayırmadan kaynaklanan malzemelerdeki israfı azaltmaya yardımcı olur ve konseptten ürüne kadar olan süreci çok daha hızlı ve daha verimli hale getirir.
Bir sistem mühendisinin amacı, müşterinin elindeki sorunu doğru bir şekilde anlamasına ve müşterinin aralarından seçim yapabileceği soruna çözümler hazırlamasına yardımcı olmaktır. Sistem mühendisi daha sonra proje ekibinin farklı departmanlarını, gerekli girdileri belirlemek için istenen çıktıdan başlayarak ve ardından nihai sistemin uyumlu olmasını sağlamak için sürekli olarak müşteri gereksinimlerine geri dönerek bu çözümü uygulama hedefine doğru yönlendirebilir ve yönlendirebilir. özellikleri. Bunun için bir sistem mühendisinin aşağıdakiler dahil bir dizi farklı beceriye ve özelliğe sahip olması gerekir:
- Geniş bir teknik yeterlilik: sistem mühendisleri, farklı alt sistemlerin tümü olmasa da çoğu hakkında temel bir anlayışa ve bu alanlar hakkında daha fazla bilgi edinme arzusuna ihtiyaç duyar;
- Nihai hedefe ulaşmak için karşılanması gereken sürecin ve genel hedeflerin değerinin ve bu hedefleri alt sistem ekiplerine ulaştırma becerisinin takdiri
- Kendine güvenen bir lider, aynı zamanda güçlü ve iddialı bir ekip üyesi. NASA Genel Merkezi'nden Harold Bell, "büyük bir sistem mühendisinin liderlik sanatını tamamen anladığını ve uyguladığını ve ekibinden liderlik rozetini kazanmaya çalışmaktan deneyim ve yara dokusuna sahip olduğunu" öne sürüyor (NASA, 2009);
- Problem çözme ve eleştirel düşünme becerileri;
- Olağanüstü iletişim ve aktif dinleme becerileri ve sistem genelinde bağlantılar kurma yeteneği;
- Teknik veya kronolojik bir kavrayış yerine hedef merkezli bir yaklaşım benimseme yeteneği: Bir sistem mühendisi, bir proje için gerekli girdileri belirlemek için çıktıya bakar ve sadece daha küçük ayrıntılara odaklanarak daha büyük resmi görebilmesi gerekir. ihtiyaç duyulduğunda;
- Değişim ve belirsizlikle rahat: NASA'ya göre, sistem mühendislerinin bu belirsizlikleri barındıran bir sistem tasarlamak için ekiplerdeki belirsizliğin ölçülmesini anlamaları ve teşvik etmeleri gerekir (NASA, 2009);
- Riskleri ve sonuçlarını değerlendirirken bir sorunu çözmenin en iyi yolunu bulmak için yaratıcılık ve mühendislik içgüdüsü;
- Uygun paranoya: en iyisini beklemek, ancak önlem olarak en kötü senaryoyu düşünmek ve planlamak.
Bir sistem mühendisinin davranışsal özelliklerinden birkaçı tek bir nitelikte özetlenebilir: sistem düşüncesi. Sistem düşüncesi ilk olarak 1956 yılında, mühendislikteki fikirlerin test edilebilmesine benzer bir şekilde, sosyal sistemler hakkında yeni fikirleri test etmek için daha iyi yöntemlerin gerekliliğini fark eden MIT profesörü Jay Forrester tarafından kuruldu (Aronson). Sistem düşüncesi, insanların sosyal sistemleri anlamasına, yönetmesine ve geliştirmesine olanak tanıyan bir dizi genel ilkedir.
Sistem odaklı düşünme yaklaşımı, geleneksel form analizinden temelde farklıdır. Öncelikle, geleneksel analiz indirgemeciliğe odaklanır - ana sistemin parçalarını (holonlar olarak da adlandırılır) sürekli azalan bileşenlere indirgemek (Kasser & Mackley, 2008). Aksine, sistem düşüncesi daha büyük resme ve sistemin veya parçanın diğer holonlarla nasıl etkileşime girdiğine bakar ve holonlar arasındaki döngüleri ve ilişkileri tanır. Bu, genellikle geleneksel analitik yöntemlerin kullanılmasıyla elde edilenlerden belirgin şekilde farklı sonuçlara neden olabilir, ancak aynı zamanda holonların ortaya çıkan davranışlarını ve beklenmeyenleri bekleyerek istenmeyen sonuçların olasılığını belirlemeye de yardımcı olabilir. Bu adımları atarak, karmaşık ve tekrar eden sorunlara yeni ve daha etkili çözümler bulmak daha kolay hale gelir,aynı zamanda organizasyon içindeki koordinasyonu geliştirir.
Endüstride, sistem mühendislerinin, gerekli ürünün tasarımı ve geliştirilmesi için her biri kendi bakış açısına sahip bir dizi farklı paydaşla çalışması gerekmektedir. Örneğin, bir havacılık kuruluşu yeni bir sivil hava taşıtının konsept geliştirmesine bakacak olsaydı, malzeme ve hizmet tedarikçileri, yolcular ve hava mürettebatı ve sertifikasyon yetkilileri dahil olmak üzere söz konusu geniş bir paydaş yelpazesi olacaktır. mühendislik ekibi doğrudan projeye dahil oldu. Şekil 2, bir sivil havacılık sistemindeki tipik paydaşları dört ana sistem arayüzüne ayırarak göstermektedir: sosyo-ekonomik, düzenleyici, mühendislik ve insan. Sistem mühendisleri, bu arayüzleri tanımlayarak, belirli sistemlerle etkileşimin ne zaman gerekli olduğunu planlayabilir ve geliştirme ve işlemleri basitleştirebilir,süreci boyunca belgeliyor.
Şekil 2 - Bir sivil havacılık sistemindeki tipik paydaşlar. (Moir ve Seabridge, 2013)
Her paydaş, aynı arayüzde diğerleriyle karşılıklı bağımlıdır. Örneğin, bir tip sertifikası için başvururken, farklı testlerden geçmek için bir dizi prototip üretilmeli ve tasarımın onaylanmasının ardından sürekli uçuşa elverişliliği desteklemek için bir bakım programı bir araya getirilmelidir. Bu, prototipin test sonuçlarıyla birlikte - prototipin güvenlik, sağlık ve çevre yönlerinden memnunsa - prototipi onaylayan ve uçuşa elverişlilik otoritesi bir tip sertifikası veren düzenleyicilere sunulur (MAWA, 2014). Uçağın tip sertifikasını ve Uçuşa Elverişlilik Sertifikasını muhafaza etmesi için başka düzenlemelere de uyulması gerekir, aksi takdirde uçmanın güvenli olmadığı kabul edilecektir.Bu nedenle sistem mühendisleri, uçağın kullanım ömrü boyunca uyması gereken düzenlemeleri anlamalı ve uçağı uçuşa elverişli bir standartta tutmak için yöntemler planlamalıdır.
Bir sistem mühendisinin işi, konsept bir ürün haline geldiğinde bitmez. Daha sonra, ürünü güvende tutmak ve hizmetten çekilinceye kadar kullanabilmek için bir bakım ekibiyle birlikte çalışmaları gerekir. Şekil 3, Sivil Havacılık Otoritesinin (CAA) bakış açısından bir uçağın yaşam döngüsünü ve havacılıktaki sistem mühendisleri ve ürün yöneticilerinin yaşam döngüsü boyunca CAA ile nasıl çalışacağını göstermektedir.
Şekil 3 - Bir uçağın yaşam döngüsü (Yeni Zelanda Sivil Havacılık Otoritesi, 2009)
Her Şeyi Sarmak
Sistem mühendisliği, havacılık endüstrisinde başarı için "çok önemli bir temel yetkinlik" dir. Her şeyden önce doğru tasarımı elde etmek için karmaşıklığı yönetmek ve ardından teknik bütünlüğünü korumak ve geliştirmekle ilgilidir (NASA, 2009). NASA yöneticisi Michael D. Griffin'e göre, Sistem Mühendisliği ve Mühendisliğin 'İki Kültürü' adlı 2007 sunumunda, sistem mühendisliği, tüm alt sistemlerin dengesini, ön tasarım aşamasını geçecek bir sistemde birleştirmeye yardımcı olur. açıkça tasarlandığı müşteri gereksinimlerini yerine getirir (Griffin, 2007).
Bir sivil hava taşıtının konsept gelişimine bakarak ve uçağın yaşam döngüsüne dahil olan farklı paydaşları ve sistem arayüzlerini doğrudan veya dolaylı olarak dikkate alarak, sistem mühendislerinin uçağın dışında yönetmek için kapsamlı bir sorumluluk ve perspektif dizisine sahip olduğu açıktır ön tasarım aşaması tamamlandıktan sonra bile ele alınmaya ve yönetilmeye devam eden mühendislik sistemi. Sistem mühendisleri, nihai ürünün nihai hedefinin kapsamını tam olarak anlamalarını sağlayarak ve farklı paydaşlar üzerindeki etkisini takdir ederek, bu hedeflere ulaşmak için gereken girdileri belirlenen son tarihler ve bütçeler dahilinde belirleyebilirler.
Sistem mühendisliği, sektöre ve kuruluşun tercihlerine bağlı olarak farklı biçimler alabilse de, kullanılan temel yöntemler tutarlı kalır ve amaç aynı kalır: gereksinimleri karşılayacak en iyi tasarımı bulmak. Herhangi bir mühendislik projesinde, projenin nihai sonucunun, teknik özelliklerini en iyi şekilde yerine getirmesini sağlamak için bir araya getirilmesi gereken bir dizi özel alt sistem olacaktır.
Referanslar
3dsCATIA. (2011, 30 Eylül). "Sistem Mühendisliği" nedir? - Temel koleksiyon. YouTube'dan alındı:
Aronson, D. (nd). Sistem Düşüncesine Genel Bakış. 2016, Thinking Page'den alındı:
Savunma Departmanı. (1998). MIL-HBK-338B Elektronik Güvenilirlik Tasarım El Kitabı. Virginia: Savunma Kalitesi ve Standardizasyon Ofisi.
INCOSE. (nd). Sistem Mühendisliği nedir? INCOSE UK'den 2016'da alındı:
INCOSE. (2009, Mart). zGuide 3: Neden Sistem Mühendisliğine yatırım yapmalı? INCOSE UK'den alındı:
Kasser, J. ve Mackley, T. (2008). Sistem düşüncesini uygulamak ve bunu sistem mühendisliğine uygun hale getirmek. Cranfield: Joseph E. Kasser.
Moir, I. ve Seabridge, A. (2013). Uçak Sistemlerinin Tasarımı ve Geliştirilmesi (2. baskı). Chichester: John Wiley & Sons Ltd.
NASA. (2009). Sistem Mühendisliği Sanatı ve Bilimi. NASA.
© 2016 Emre Değirmenci