Ingeniería de Sistemas

Las técnicas de ingeniería de sistemas se utilizan en proyectos complejos: diseño de naves espaciales, diseño de chips de computadora, robótica, integración de software y construcción de puentes. La ingeniería de sistemas utiliza una serie de herramientas que incluyen modelado y simulación, análisis de requisitos y programación para gestionar la complejidad.

Ingeniería de sistemas es un campo interdisciplinario de ingeniería y administración de ingeniería que se enfoca en cómo diseñar, integrar y administrar sistemas complejos a lo largo de sus ciclos de vida. En esencia, la ingeniería de sistemas utiliza principios de pensamiento sistémico para organizar este cuerpo de conocimiento. El resultado individual de tales esfuerzos, un sistema de ingeniería, se puede definir como una combinación de componentes que trabajan en sinergia para realizar colectivamente una función útil.

Cuestiones como la ingeniería de requisitos, la confiabilidad, la logística, la coordinación de diferentes equipos, las pruebas y la evaluación, la capacidad de mantenimiento y muchas otras disciplinas necesarias para el diseño, el desarrollo, la implementación y la clausura definitiva del sistema se vuelven más difíciles cuando se trata de proyectos grandes o complejos.. La ingeniería de sistemas se ocupa de los procesos de trabajo, los métodos de optimización y las herramientas de gestión de riesgos en dichos proyectos. Superpone disciplinas técnicas y centradas en el ser humano como ingeniería industrial, ingeniería de sistemas de producción, ingeniería de sistemas de procesos, ingeniería mecánica, ingeniería de fabricación, ingeniería de producción, ingeniería de control, ingeniería de software, ingeniería eléctrica, cibernética, ingeniería aeroespacial, estudios organizacionales, ingeniería civil y gestión de proyectos. La ingeniería de sistemas asegura que todos los aspectos probables de un proyecto o sistema se consideren e integren en un todo.

El proceso de ingeniería de sistemas es un proceso de descubrimiento muy diferente a un proceso de fabricación. Un proceso de fabricación se centra en actividades repetitivas que logran resultados de alta calidad con un coste y un tiempo mínimos. El proceso de ingeniería de sistemas debe comenzar por descubrir los problemas reales que deben resolverse e identificar las fallas más probables o de mayor impacto que pueden ocurrir; la ingeniería de sistemas implica encontrar soluciones a estos problemas.

Historia

QFD House of Quality for Enterprise Product Development Processes

El término ingeniería de sistemas se remonta a Bell Telephone Laboratories en la década de 1940. La necesidad de identificar y manipular las propiedades de un sistema como un todo, que en proyectos de ingeniería complejos pueden diferir mucho de la suma de las partes' propiedades, motivó a varias industrias, especialmente aquellas que desarrollan sistemas para el ejército de los EE. UU., a aplicar la disciplina.

Cuando ya no era posible confiar en la evolución del diseño para mejorar un sistema y las herramientas existentes no eran suficientes para satisfacer las crecientes demandas, comenzaron a desarrollarse nuevos métodos que abordaban la complejidad directamente. La evolución continua de la ingeniería de sistemas comprende el desarrollo y la identificación de nuevos métodos y técnicas de modelado. Estos métodos ayudan a comprender mejor el diseño y el control del desarrollo de los sistemas de ingeniería a medida que se vuelven más complejos. Durante estos tiempos se desarrollaron herramientas populares que a menudo se usan en el contexto de la ingeniería de sistemas, incluidas USL, UML, QFD e IDEF.

En 1990, representantes de varias empresas y organizaciones estadounidenses fundaron una sociedad profesional de ingeniería de sistemas, el Consejo Nacional de Ingeniería de Sistemas (NCOSE). NCOSE se creó para abordar la necesidad de mejoras en las prácticas y la educación en ingeniería de sistemas. Como resultado de la creciente participación de los ingenieros de sistemas fuera de los EE. UU., el nombre de la organización se cambió a Consejo Internacional de Ingeniería de Sistemas (INCOSE) en 1995. Las escuelas en varios países ofrecen programas de posgrado en ingeniería de sistemas y hay opciones de educación continua. también disponible para ingenieros en ejercicio.

Concepto

La ingeniería de sistemas significa solo un enfoque y, más recientemente, una disciplina en ingeniería. El objetivo de la educación en ingeniería de sistemas es formalizar varios enfoques de manera simple y, al hacerlo, identificar nuevos métodos y oportunidades de investigación similares a las que ocurren en otros campos de la ingeniería. Como enfoque, la ingeniería de sistemas tiene un sabor holístico e interdisciplinario.

Orígenes y alcance tradicional

El ámbito tradicional de la ingeniería abarca la concepción, el diseño, el desarrollo, la producción y la operación de sistemas físicos. La ingeniería de sistemas, tal como se concibió originalmente, cae dentro de este ámbito. "Ingeniería de sistemas", en este sentido del término, se refiere a la construcción de conceptos de ingeniería.

Evolución a un alcance más amplio

El uso del término "ingeniero de sistemas" ha evolucionado con el tiempo para adoptar un concepto más amplio y holístico de "sistemas" y de procesos de ingeniería. Esta evolución de la definición ha sido un tema de controversia en curso, y el término continúa aplicándose tanto en el ámbito más estrecho como en el más amplio.

La ingeniería de sistemas tradicional se veía como una rama de la ingeniería en el sentido clásico, es decir, aplicada solo a sistemas físicos, como naves espaciales y aeronaves. Más recientemente, la ingeniería de sistemas ha evolucionado para adquirir un significado más amplio, especialmente cuando se consideraba a los humanos como un componente esencial de un sistema. Peter Checkland, por ejemplo, capta el significado más amplio de ingeniería de sistemas al afirmar que 'ingeniería' "puede leerse en su sentido general; puede diseñar una reunión o un acuerdo político."

De acuerdo con el alcance más amplio de la ingeniería de sistemas, el Cuerpo de conocimientos de ingeniería de sistemas (SEBoK) ha definido tres tipos de ingeniería de sistemas: (1) Ingeniería de sistemas de productos (PSE) es la ingeniería de sistemas tradicional centrada en el diseño de sistemas físicos compuesto por hardware y software. (2) Ingeniería de Sistemas Empresariales (ESE) se refiere a la visión de las empresas, es decir, organizaciones o combinaciones de organizaciones, como sistemas. (3) Ingeniería de Sistemas de Servicio (SSE) tiene que ver con la ingeniería de sistemas de servicio. Checkland define un sistema de servicio como un sistema concebido para servir a otro sistema. La mayoría de los sistemas de infraestructura civil son sistemas de servicios.

Visión holística

La ingeniería de sistemas se enfoca en analizar y obtener las necesidades del cliente y la funcionalidad requerida al principio del ciclo de desarrollo, documentar los requisitos y luego proceder con la síntesis del diseño y la validación del sistema mientras se considera el problema completo, el ciclo de vida del sistema. Esto incluye la comprensión completa de todas las partes interesadas involucradas. Óliver et al. afirman que el proceso de ingeniería de sistemas se puede descomponer en

• a Proceso técnico de ingeniería de sistemas, y
• a Proceso de Gestión de Sistemas.

Dentro del modelo de Oliver, el objetivo del Proceso de Gestión es organizar el esfuerzo técnico en el ciclo de vida, mientras que el Proceso Técnico incluye evaluar la información disponible, definir medidas de eficacia< /i>, para crear un modelo de comportamiento, crear un modelo de estructura, realizar un análisis de compensación y crear una compilación y amplificación secuenciales; plan de prueba.

Dependiendo de su aplicación, aunque existen varios modelos que se utilizan en la industria, todos ellos tienen como objetivo identificar la relación entre las diversas etapas mencionadas anteriormente e incorporar retroalimentación. Ejemplos de tales modelos incluyen el modelo Waterfall y el modelo VEE (también llamado modelo V).

Campo interdisciplinario

El desarrollo de sistemas a menudo requiere la contribución de diversas disciplinas técnicas. Al proporcionar una vista de sistemas (holística) del esfuerzo de desarrollo, la ingeniería de sistemas ayuda a moldear a todos los colaboradores técnicos en un esfuerzo de equipo unificado, formando un proceso de desarrollo estructurado que avanza desde el concepto hasta la producción, la operación y, en algunos casos, hasta la terminación y eliminación.. En una adquisición, la disciplina integradora holística combina las contribuciones y equilibra las ventajas y desventajas entre el costo, el cronograma y el desempeño mientras mantiene un nivel aceptable de riesgo que cubre todo el ciclo de vida del artículo.

Esta perspectiva a menudo se replica en los programas educativos, en los que los cursos de ingeniería de sistemas son impartidos por profesores de otros departamentos de ingeniería, lo que ayuda a crear un entorno interdisciplinario.

Gestión de la complejidad

La necesidad de la ingeniería de sistemas surgió con el aumento de la complejidad de los sistemas y proyectos, lo que a su vez aumentó exponencialmente la posibilidad de fricción de los componentes y, por lo tanto, la falta de fiabilidad del diseño. Cuando se habla en este contexto, la complejidad incorpora no solo los sistemas de ingeniería, sino también la organización humana lógica de los datos. Al mismo tiempo, un sistema puede volverse más complejo debido a un aumento de tamaño, así como a un aumento en la cantidad de datos, variables o la cantidad de campos que están involucrados en el diseño. La Estación Espacial Internacional es un ejemplo de tal sistema.

La Estación Espacial Internacional es un ejemplo de un sistema muy complejo que requiere Ingeniería de Sistemas.

El desarrollo de algoritmos de control más inteligentes, el diseño de microprocesadores y el análisis de sistemas ambientales también entran dentro del ámbito de la ingeniería de sistemas. La ingeniería de sistemas fomenta el uso de herramientas y métodos para comprender y gestionar mejor la complejidad de los sistemas. Algunos ejemplos de estas herramientas se pueden ver aquí:

• Arquitectura del sistema,
• Modelo de sistema, modelado y simulación,
• Optimización,
• Dinámica del sistema,
• Análisis de sistemas,
• Análisis estadístico,
• Análisis de la fiabilidad, y
• Decisión

Adoptar un enfoque interdisciplinario para los sistemas de ingeniería es intrínsecamente complejo, ya que el comportamiento y la interacción entre los componentes del sistema no siempre se definen o comprenden de inmediato. Definir y caracterizar dichos sistemas y subsistemas y las interacciones entre ellos es uno de los objetivos de la ingeniería de sistemas. Al hacerlo, se cierra con éxito la brecha que existe entre los requisitos informales de los usuarios, operadores, organizaciones de marketing y las especificaciones técnicas.

Alcance

El alcance de las actividades de ingeniería de sistemas

Una forma de entender la motivación detrás de la ingeniería de sistemas es verla como un método, o práctica, para identificar y mejorar las reglas comunes que existen dentro de una amplia variedad de sistemas. Teniendo esto en cuenta, los principios de la ingeniería de sistemas: holismo, comportamiento emergente, límite, et al. – se puede aplicar a cualquier sistema, complejo o no, siempre que se emplee el pensamiento sistémico en todos los niveles. Además de la defensa y la industria aeroespacial, muchas empresas basadas en la información y la tecnología, empresas de desarrollo de software e industrias en el campo de la electrónica y la tecnología. las comunicaciones requieren ingenieros de sistemas como parte de su equipo.

Un análisis realizado por el centro de excelencia de ingeniería de sistemas INCOSE (SECOE) indica que el esfuerzo óptimo dedicado a la ingeniería de sistemas es aproximadamente del 15 al 20 % del esfuerzo total del proyecto. Al mismo tiempo, los estudios han demostrado que la ingeniería de sistemas conduce esencialmente a la reducción de costos, entre otros beneficios. Sin embargo, hasta hace poco no se había realizado ninguna encuesta cuantitativa a mayor escala que abarcara una amplia variedad de industrias. Dichos estudios están en marcha para determinar la efectividad y cuantificar los beneficios de la ingeniería de sistemas.

La ingeniería de sistemas fomenta el uso de modelos y simulaciones para validar suposiciones o teorías sobre los sistemas y las interacciones dentro de ellos.

El uso de métodos que permitan la detección temprana de posibles fallas, en ingeniería de seguridad, se integran en el proceso de diseño. Al mismo tiempo, las decisiones tomadas al comienzo de un proyecto cuyas consecuencias no se entienden claramente pueden tener enormes implicaciones más adelante en la vida de un sistema, y es tarea del ingeniero de sistemas moderno explorar estos temas y tomar decisiones críticas. Ningún método garantiza que las decisiones actuales seguirán siendo válidas cuando un sistema entre en servicio años o décadas después de su primera concepción. Sin embargo, existen técnicas que apoyan el proceso de ingeniería de sistemas. Los ejemplos incluyen la metodología de sistemas blandos, el método de dinámica de sistemas de Jay Wright Forrester y el Lenguaje de modelado unificado (UML), todos actualmente en exploración, evaluación y desarrollo para respaldar el proceso de decisión de ingeniería.

Educación

La educación en ingeniería de sistemas a menudo se ve como una extensión de los cursos regulares de ingeniería, lo que refleja la actitud de la industria de que los estudiantes de ingeniería necesitan una formación básica en una de las disciplinas de ingeniería tradicionales (por ejemplo, ingeniería aeroespacial, ingeniería civil, ingeniería eléctrica, ingeniería mecánica). ingeniería, ingeniería de fabricación, ingeniería industrial, ingeniería química), además de experiencia práctica del mundo real para ser efectivos como ingenieros de sistemas. Los programas universitarios de pregrado explícitamente en ingeniería de sistemas están creciendo en número pero siguen siendo poco comunes, los títulos que incluyen dicho material se presentan con mayor frecuencia como una licenciatura en ingeniería industrial. Por lo general, los programas (ya sea por sí solos o en combinación con estudios interdisciplinarios) se ofrecen a partir del nivel de posgrado tanto en trayectorias académicas como profesionales, lo que resulta en la concesión de un título de MS/MEng o Ph.D./EngD.

INCOSE, en colaboración con el Centro de Investigación de Ingeniería de Sistemas del Instituto Tecnológico Stevens, mantiene un directorio actualizado regularmente de programas académicos en todo el mundo en instituciones debidamente acreditadas. A partir de 2017, enumera más de 140 universidades en América del Norte que ofrecen más de 400 programas de pregrado y posgrado en ingeniería de sistemas. El reconocimiento institucional generalizado del campo como una subdisciplina distinta es bastante reciente; la edición de 2009 de la misma publicación informó que el número de tales escuelas y programas era de solo 80 y 165, respectivamente.

La educación en ingeniería de sistemas puede tomarse como Centrada en sistemas o Centrada en dominio:

• Sistemas centrados Los programas tratan la ingeniería de sistemas como una disciplina separada y la mayoría de los cursos se enseñan centrándose en los principios y prácticas de ingeniería de sistemas.
• Domain-centric programas ofrecen la ingeniería de sistemas como una opción que se puede ejercer con otro campo importante en ingeniería.

Ambos patrones se esfuerzan por educar al ingeniero de sistemas que puede supervisar proyectos interdisciplinarios con la profundidad requerida de un ingeniero central.

Temas de ingeniería de sistemas

Las herramientas de ingeniería de sistemas son estrategias, procedimientos y técnicas que ayudan a realizar la ingeniería de sistemas en un proyecto o producto. El propósito de estas herramientas varía desde la gestión de bases de datos, navegación gráfica, simulación y razonamiento, hasta producción de documentos, importación/exportación neutral y más.

Sistema

Hay muchas definiciones de lo que es un sistema en el campo de la ingeniería de sistemas. A continuación se presentan algunas definiciones autorizadas:

• ANSI/EIA-632-1999: "Una agregación de productos finales y productos habilitantes para lograr un propósito dado".
• DAU Systems Engineering Fundamentals: "un compuesto integrado de personas, productos y procesos que proporcionan una capacidad para satisfacer una necesidad o objetivo declarados".
• IEEE Std 1220-1998: "Un conjunto o arreglo de elementos y procesos relacionados y cuyo comportamiento satisface las necesidades cliente/operacionales y proporciona para el ciclo de vida el sostenimiento de los productos".
• INCOSE Manual de Ingeniería de Sistemas: "Ente homogénea que exhibe comportamiento predefinido en el mundo real y se compone de partes heterogéneas que no exhiben individualmente ese comportamiento y una configuración integrada de componentes y/o subsistemas".
• INCOSE: "Un sistema es una construcción o colección de diferentes elementos que juntos producen resultados no alcanzables solo por los elementos. Los elementos, o partes, pueden incluir personas, hardware, software, instalaciones, políticas y documentos; es decir, todas las cosas necesarias para producir resultados a nivel de sistemas. Los resultados incluyen cualidades de nivel del sistema, propiedades, características, funciones, comportamiento y rendimiento. El valor añadido por el sistema en su conjunto, más allá de lo que contribuyó independientemente por las partes, se crea principalmente por la relación entre las partes; es decir, cómo están interconectados".
• ISO/IEC 15288:2008: "Una combinación de elementos de interacción organizados para lograr uno o más propósitos declarados".
• Manual de ingeniería de sistemas de NASA: "(1) La combinación de elementos que funcionan juntos para producir la capacidad de satisfacer una necesidad. Los elementos incluyen todos los hardware, software, equipo, instalaciones, personal, procesos y procedimientos necesarios para este fin. (2) El producto final (que desempeña funciones operacionales) y los productos habilitantes (que proporcionan servicios de soporte para ciclos de vida a los productos finales operacionales) que conforman un sistema".

Procesos de ingeniería de sistemas

Los procesos de ingeniería de sistemas abarcan todas las actividades creativas, manuales y técnicas necesarias para definir el producto y que deben llevarse a cabo para convertir una definición de sistema en una especificación de diseño de sistema suficientemente detallada para la fabricación y el despliegue del producto. El diseño y desarrollo de un sistema se puede dividir en cuatro etapas, cada una con diferentes definiciones:

• definición de la tarea (definición informativa),
• etapa conceptual (definición cardiaca),
• etapa de diseño (definición formativa) y
• etapa de aplicación (definición de fabricación).

Dependiendo de su aplicación, las herramientas se utilizan para varias etapas del proceso de ingeniería de sistemas:

Uso de modelos

Los modelos desempeñan funciones importantes y diversas en la ingeniería de sistemas. Un modelo se puede definir en varios maneras, incluyendo:

• Una abstracción de la realidad diseñada para responder preguntas específicas sobre el mundo real
• Una imitación, analogía o representación de un proceso o estructura mundial real; o
• Una herramienta conceptual, matemática o física para ayudar a un tomador de decisiones.

Juntas, estas definiciones son lo suficientemente amplias como para abarcar modelos de ingeniería física utilizados en la verificación del diseño de un sistema, así como modelos esquemáticos como un diagrama de bloques de flujo funcional y modelos matemáticos (es decir, cuantitativos) utilizados en el proceso de estudio comercial. Esta sección se centra en el último.

La razón principal para usar diagramas y modelos matemáticos en los estudios comerciales es proporcionar estimaciones de la efectividad del sistema, el rendimiento o los atributos técnicos y el costo de un conjunto de cantidades conocidas o estimables. Por lo general, se necesita una colección de modelos separados para proporcionar todas estas variables de resultado. El corazón de cualquier modelo matemático es un conjunto de relaciones cuantitativas significativas entre sus entradas y salidas. Estas relaciones pueden ser tan simples como sumar cantidades constituyentes para obtener un total, o tan complejas como un conjunto de ecuaciones diferenciales que describen la trayectoria de una nave espacial en un campo gravitatorio. Idealmente, las relaciones expresan causalidad, no solo correlación. Además, la clave para el éxito de las actividades de ingeniería de sistemas son también los métodos con los que estos modelos se gestionan y utilizan de forma eficaz y eficiente para simular los sistemas. Sin embargo, diversos dominios a menudo presentan problemas recurrentes de modelado y simulación para la ingeniería de sistemas, y los nuevos avances apuntan a fertilizar métodos cruzados entre distintas comunidades científicas y de ingeniería, bajo el título de 'Modeling & Ingeniería de Sistemas Basada en Simulación'.

Modelado de formalismos y representaciones gráficas

Inicialmente, cuando el propósito principal de un ingeniero de sistemas es comprender un problema complejo, las representaciones gráficas de un sistema se utilizan para comunicar los requisitos funcionales y de datos de un sistema. Las representaciones gráficas comunes incluyen:

• Diagrama de flujo funcional (FFBD)
• Diseño basado en modelos
• Diagrama de flujo de datos (DFD)
• Gráfico N2
• Diagrama IDEF0
• Use diagrama de caso
• Diagrama de secuencia
• Diagrama del bloque
• Gráfico de flujo de señales
• Mapas de funciones de USL y mapas de tipo
• Marcos de arquitectura empresarial

Una representación gráfica relaciona los diversos subsistemas o partes de un sistema a través de funciones, datos o interfaces. Cualquiera o cada uno de los métodos anteriores se utilizan en una industria en función de sus requisitos. Por ejemplo, el gráfico N2 se puede utilizar cuando las interfaces entre sistemas son importantes. Parte de la fase de diseño es crear modelos estructurales y de comportamiento del sistema.

Una vez que se entienden los requisitos, ahora es responsabilidad de un ingeniero de sistemas perfeccionarlos y determinar, junto con otros ingenieros, la mejor tecnología para un trabajo. En este punto, comenzando con un estudio comercial, la ingeniería de sistemas fomenta el uso de opciones ponderadas para determinar la mejor opción. Una matriz de decisión, o método de Pugh, es una forma (QFD es otra) de hacer esta elección considerando todos los criterios que son importantes. El estudio comercial, a su vez, informa el diseño, que nuevamente afecta las representaciones gráficas del sistema (sin cambiar los requisitos). En un proceso SE, esta etapa representa el paso iterativo que se lleva a cabo hasta encontrar una solución factible. Una matriz de decisión a menudo se completa utilizando técnicas como análisis estadístico, análisis de confiabilidad, dinámica del sistema (control de retroalimentación) y métodos de optimización.

Otras herramientas

El lenguaje de modelado de sistemas (SysML), un lenguaje de modelado utilizado para aplicaciones de ingeniería de sistemas, admite la especificación, el análisis, el diseño, la verificación y la validación de una amplia gama de sistemas complejos.

Lenguaje de modelado de ciclo de vida (LML) es un lenguaje de modelado de estándar abierto diseñado para la ingeniería de sistemas que admite el ciclo de vida completo: etapas conceptuales, de utilización, de soporte y de retiro.

Campos y subcampos relacionados

Muchos campos relacionados pueden considerarse estrechamente relacionados con la ingeniería de sistemas. Las siguientes áreas han contribuido al desarrollo de la ingeniería de sistemas como una entidad distinta:

Ingeniería de sistemas cognitivos

La ingeniería de sistemas cognitivos (CSE) es un enfoque específico de la descripción y análisis de sistemas de máquinas humanas o sistemas sociotécnicos. Los tres temas principales de la CSE son cómo los seres humanos afrontan la complejidad, cómo se realiza el trabajo mediante el uso de artefactos, y cómo los sistemas de máquinas humanas y sistemas sociotécnicos pueden describirse como sistemas cognitivos conjuntos. El CSE se ha convertido desde su comienzo en una disciplina científica reconocida, a veces también conocida como ingeniería cognitiva. El concepto de Sistema Cognitivo Conjunto (JCS) se ha utilizado en particular como una forma de entender cómo pueden describirse los complejos sistemas sociotécnicos con diferentes grados de resolución. Los más de 20 años de experiencia con CSE se han descrito ampliamente.

Gestión de configuración

Como la ingeniería de sistemas, la gestión de configuración como se practica en la industria de defensa y aeroespacial es una práctica a nivel de sistemas amplio. El campo paralela a las tareas de ingeniería de sistemas; donde la ingeniería de sistemas se ocupa del desarrollo de los requisitos, la asignación a los artículos de desarrollo y la verificación, la gestión de la configuración se ocupa de las necesidades de captura, trazabilidad al elemento de desarrollo, y la auditoría de los elementos de desarrollo para asegurar que haya alcanzado la funcionalidad deseada de que la ingeniería de sistemas y/o la ingeniería de pruebas y verificación se hayan demostrado mediante pruebas objetivas.

Ingeniería de control

La ingeniería de control y su diseño e implementación de sistemas de control, utilizados ampliamente en casi todas las industrias, es un gran subcampo de ingeniería de sistemas. El control de cruceros en un automóvil y el sistema de guía para un misil balístico son dos ejemplos. La teoría de sistemas de control es un campo activo de las matemáticas aplicadas que implican la investigación de espacios de solución y el desarrollo de nuevos métodos para el análisis del proceso de control.

Ingeniería industrial

La ingeniería industrial es una rama de ingeniería que se refiere al desarrollo, mejora, implementación y evaluación de sistemas integrados de personas, dinero, conocimiento, información, equipo, energía, material y proceso. La ingeniería industrial se basa en los principios y métodos de análisis y síntesis de ingeniería, así como las ciencias matemáticas, físicas y sociales, junto con los principios y métodos de análisis y diseño de ingeniería para especificar, predecir y evaluar los resultados obtenidos de dichos sistemas.

Sistemas de producción

Ingeniería de Sistemas de Producción (PSE) es una rama emergente de Ingeniería destinada a descubrir los principios fundamentales de los sistemas de producción y utilizarlos para análisis, mejora continua y diseño.

Diseño de interfaz

El diseño de la interfaz y su especificación están preocupados por asegurar que las piezas de un sistema se conectan e interoperan con otras partes del sistema y con sistemas externos, según sea necesario. El diseño de interfaz también incluye asegurar que las interfaces del sistema sean capaces de aceptar nuevas características, incluyendo interfaces mecánicas, eléctricas y lógicas, incluyendo cables reservados, plug-space, códigos de comandos y bits en protocolos de comunicación. Esto se conoce como extensibilidad. Interacción Human-Computer (HCI) o Interfaz Human-Machine (HMI) es otro aspecto del diseño de interfaces, y es un aspecto crítico de la ingeniería de sistemas modernos. Los principios de ingeniería de sistemas se aplican en el diseño de protocolos de comunicación para redes locales de área y redes de área amplia.

Ingeniería mecatrónica

La ingeniería mecatrónica, como la ingeniería de sistemas, es un campo multidisciplinario de ingeniería que utiliza modelos de sistemas dinámicos para expresar construcciones tangibles. En ese sentido es casi indistinguible de Ingeniería de Sistemas, pero lo que lo distingue es el enfoque en detalles más pequeños en lugar de generalizaciones y relaciones más grandes. Como tal, ambas esferas se distinguen por el alcance de sus proyectos en lugar de la metodología de su práctica.

Investigación de operaciones

La investigación de operaciones apoya la ingeniería de sistemas. Las herramientas de investigación de operaciones se utilizan en análisis de sistemas, toma de decisiones y estudios comerciales. Varias escuelas imparten cursos de SE dentro del departamento de investigación de operaciones o ingeniería industrial, destacando el papel que juega la ingeniería de sistemas en proyectos complejos. La investigación de operaciones, brevemente, está preocupada por la optimización de un proceso bajo múltiples limitaciones.

Ingeniería de rendimiento

La ingeniería de rendimiento es la disciplina de asegurar que un sistema cumple con las expectativas de los clientes para el rendimiento durante toda su vida. El rendimiento generalmente se define como la velocidad con la que se ejecuta una determinada operación, o la capacidad de ejecutar una serie de tales operaciones en una unidad de tiempo. El rendimiento puede ser degradado cuando las operaciones queued para ejecutar se tropieza con la capacidad limitada del sistema. Por ejemplo, el rendimiento de una red con red de paquetes se caracteriza por el retraso de tránsito de paquetes de extremo a extremo, o el número de paquetes conmutados en una hora. El diseño de sistemas de alto rendimiento utiliza modelos analíticos o de simulación, mientras que la aplicación de alto rendimiento implica pruebas exhaustivas de rendimiento. La ingeniería de rendimiento depende en gran medida de las estadísticas, teoría de colas y teoría de probabilidad para sus herramientas y procesos.

Gestión de programas y gestión de proyectos

La gestión de programas (o gestión de programas) tiene muchas similitudes con la ingeniería de sistemas, pero tiene orígenes más amplios que los de ingeniería de sistemas. La gestión de proyectos también está estrechamente relacionada con la gestión de programas y la ingeniería de sistemas.

Ingeniería de propuestas

La ingeniería de propuestas es la aplicación de principios científicos y matemáticos para diseñar, construir y operar un sistema de desarrollo de propuestas rentable. Básicamente, la ingeniería de propuestas utiliza el "proceso de ingeniería de sistemas" para crear una propuesta rentable y aumentar las probabilidades de una propuesta exitosa.

Ingeniería de responsabilidad

La ingeniería de fiabilidad es la disciplina de asegurar que un sistema cumple con las expectativas de los clientes por la fiabilidad durante toda su vida; es decir, no falla con más frecuencia de lo esperado. Junto a la predicción del fracaso, es tanto sobre la prevención del fracaso. La ingeniería de fiabilidad se aplica a todos los aspectos del sistema. Está estrechamente asociada con la capacidad de mantenimiento, disponibilidad (dependibilidad o RAMS preferida por algunos) e ingeniería logística. La ingeniería de fiabilidad es siempre un componente crítico de la ingeniería de seguridad, como en los modos de falla y análisis de efectos (FMEA) y análisis de árboles de falla de riesgo, y de la ingeniería de seguridad.

Gestión de riesgos

La gestión del riesgo, la práctica de evaluar y tratar el riesgo es una de las partes interdisciplinarias de Ingeniería de Sistemas. En el desarrollo, la adquisición o las actividades operacionales, la inclusión del riesgo en el comercio con costos, calendario y características de rendimiento, implica la gestión compleja iterativa de la configuración de trazabilidad y evaluación a la gestión de programación y requisitos en todos los ámbitos y para el ciclo de vida del sistema que requiere el enfoque técnico interdisciplinario de la ingeniería de sistemas. Ingeniería de Sistemas tiene Gestión de Riesgos definir, adaptar, implementar y supervisar un proceso estructurado de gestión de riesgos que se integra en el esfuerzo general.

Ingeniería de seguridad

Las técnicas de ingeniería de seguridad pueden ser aplicadas por ingenieros no especializados en diseñar sistemas complejos para minimizar la probabilidad de fallos críticos de seguridad. La función "System Safety Engineering" ayuda a identificar "riesgos de seguridad" en los diseños emergentes, y puede ayudar con técnicas para "mitigar" los efectos de condiciones peligrosas (potencialmente) que no pueden diseñarse fuera de los sistemas.

Planificación

La programación es uno de los instrumentos de apoyo a la ingeniería de sistemas como práctica y elemento para evaluar las preocupaciones interdisciplinarias en la gestión de la configuración. En particular, la relación directa de recursos, características de rendimiento y el riesgo de duración de una tarea o los vínculos de dependencia entre tareas e impactos en todo el ciclo de vida del sistema son problemas de ingeniería de sistemas.

Ingeniería de seguridad

La ingeniería de seguridad puede considerarse como un campo interdisciplinario que integra la comunidad de práctica para el diseño de sistemas de control, fiabilidad, seguridad e ingeniería de sistemas. Puede implicar tales sub-especialidades como autenticación de usuarios del sistema, objetivos del sistema y otros: personas, objetos y procesos.

Ingeniería de software

Desde sus inicios, la ingeniería de software ha ayudado a configurar la práctica de ingeniería de sistemas modernos. Las técnicas utilizadas en el manejo de las complejidades de los grandes sistemas intensivos de software han tenido un efecto importante en la configuración y remodelación de las herramientas, métodos y procesos de ingeniería de sistemas.