复杂系统的成功实现需要来自多个领域的专家共同努力。这使得SEBoK对生物医学、土木、电气、化学、土木、材料、机械、软件和许多其他工程领域背景的工程师非常有用。
学习SEBoK使系统工程(SE)以外的其他领域的工程师能够:
- 了解为什么良好的系统工程实践必须涉及多个领域
- 用更广阔的视野来看待系统
- 理解他们的贡献如何适应更大的系统图景,并准备解决更困难和更复杂的问题。
- 在许多情况下,作为专业领域的补充而学习系统工程的工程师发现,当他们将新知识应用于实践时,他们的专业价值得到了提升。
使用主题
- 第 1 部分:SEBoK 简介 提供了系统工程和 SEBoK 本身的概述
- 第 2 部分:系统工程基础 突出了与系统工程最相关的系统知识领域,为系统工程的理论和实践奠定了基础,如第 3、4 和 5 部分所述
- 第 3 部分:系统工程和管理包括 生命周期模型系统定义 、 系统实现以及 系统部署和使用 等知识领域,这对于从其他领域研究 SE 非常重要
- 同样在第 3 部分中,系统工程管理包括风险管理、 测量、配置管理和质量管理等相关主题
- 第 4 部分:系统工程的应用确定了四种工程系统的 SE 活动,即产品 、服务 、 企业和利益相关系统(SoS)
- 给定类型系统的主要参考资料和词汇表术语(不仅仅是内容)对于开发或修改此类系统的工程师来说是必不可少的阅读材料
- 第 5 部分:启用系统工程,尤其是 团队能力,解释了系统工程师和其他类型的工程师如何适应个人和团队执行系统工程活动的大图景,以及系统工程组织战略的大图景
- 第 6 部分:系统工程和其他领域是非 SE 背景工程师的关键
- 在第 6 部分中, 几乎所有读者都应该对系统工程和项目管理感兴趣,而 系统工程和软件工程以及 系统工程和专业工程 对于各自领域的工程师来说自然是最重要的
- 第 7 部分:系统工程实施示例说明了系统工程实践、原则和概念如何在实际环境中应用,并包含许多普遍有用的见解
工程师可能会倾向于跳过听起来更像管理而不是工程故事的知识领域或主题,例如 第 3 部分或 第 5部分中的系统工程管理。 应该抵制这种诱惑,因为这些主题实际上是关于 SE 如何协调多个领域的努力,而不是行政意义上的管理。
最后,SEBoK 中广泛的参考文献列表为进一步阅读提供了基础。
Vignette:软件工程师
José Wilks 是一名创业型软件工程师,他想了解更多关于应用于嵌入式系统以进行高级文档识别和验证的系统工程原理。 他希望在开发用于实时图像处理和文件取证验证的高度安全系统方面实施最佳实践。 他的公司提供了一种快速、安全且具有成本效益的解决方案,用于验证身份、旅行和财务文件的真实性,其技术在便携式和固定位置的专有平板电脑上运行。
José 精通计算机硬件工程、硬件和软件之间的低级接口以及嵌入式设备的相关权衡。 他的公司已经开发了研究原型,但对与政府识别数据库相关的实际现场使用没有严格的安全要求。 少数已售出的实验装置在有限的测试中表现良好,但何塞希望将其扩展到政府机构、执法部门和私营部门的市场。 为了在这些多样化的市场取得进展,他将需要面对大量的新限制和挑战。
José 通过浏览SEBoK 简介和 SEBoK 的范围和背景来开始他对 SE 的研究, 以获得对 SEBoK 内容的概述。 在阅读时,他有时会提到 软件工程知识体系 (SWEBoK) (Bourque 和 Fairley 2014),José 从他多年的软件项目经验中已经知道这一点。 在 SEBoK,José 正在寻找可以帮助他的企业扩展的知识和建议。 以下是他的笔记:
- 第 3 部分:系统工程和管理具有对我们来说是新的并且可能有效的概念。生命周期模型中确定的额外系统级验证和确认 (V&V) 门 可以合并到公司流程中,并且参考可以帮助提供实施细节。 还有关于软件 V&V 之外的系统范围程序的材料,以及关于在哪里可以找到各种政府实体使用的测试和监管标准的材料。 连同已经到位的传统软件测试,这些流程可以确保符合法规并加快产品的使用批准。
- 尽管系统概念得到了验证,但公司仍必须让潜在买家相信系统的经济利益,同时证明所有安全标准都得到满足。 为此,我们必须更好地了解利益相关者的需求。 在表达系统要求和好处时,我们需要开始使用用户、公司/政府购买者和监管机构的术语。利益相关者的需求和要求在这里是相关的。 公司需要量化其产品的预期投资回报率 (ROI)。
- 系统实现解决了我们更广泛的 V&V 问题。 我们需要展示我们为提高系统性能的可靠性而采取的措施。 SEBoK 中描述的系统可靠性标准模型和测量方法对我们来说是新的——现在员工必须开发测试来量化重要属性。我们可能希望使用基于模型的系统工程 (MBSE) 形式对可靠性和系统遵守法规进行建模。 我们可以从参考资料中了解更多信息。
- 系统工程管理明确指出,需要采用新的配置管理 (CM) 和信息管理 (IM) 程序来实现联邦数据库控制和完整性。 我们可以使用 系统工程标准中的参考资料来学习如何定义流程和开发测试用例。
- 第 5 部分:启用系统工程 提出了一个令人信服的案例,即为新的系统工程文化配备合适的人员至关重要。 我们可能应该聘请一两个系统工程师来增强我们工程部门的专业知识。
- 我们的应用程序必须处理私有数据问题,第 7 部分:系统工程实施示例,特别是FBI 虚拟案例文件系统案例研究 ,可以帮助我们避免在类似情况下伤害他人的陷阱。我们可以根据第 6 部分:相关领域 中的 安全工程 将其放在上下文中 ,然后在参考文献的基础上进一步研究。
现在,José 觉得他已经为适应新的系统生命周期和环境的流程做好了更好的准备,并且他可以看到一条清晰的道路,通过机构和法规的泥潭。 他的首要任务是量化技术创新的价值主张,进军新市场,并为长期企业加强员工队伍。
Vignette:机械工程师
Cindy Glass 是一名机械工程师,他在石油行业的经验专注于该领域的大型采油设备。 现在,Cindy 的任务是帮助管理采用机器人技术和计算机网络的新型海上石油平台的开发。 这要求从一开始就结合 SE 原则来应对系统考虑,这比 Cindy 以前的经验中的任何事情都要广泛。
一些钻探将使用遥控的无人水下航行器 (UUV) 进行。 除了一直是主要问题的安全之外,网络安全现在也成为焦点。 敌对的国家行为者、“黑客主义者”或其他人如果成功控制了远程车辆或其他基础设施,可能会造成严重破坏。 不幸的是,软件系统实现对 Cindy 来说是全新的,她意识到这需要处理比她以前遇到的更多的工程领域和系统约束维度。
Cindy 习惯于在现有设备中实施微小的设计变更,自动化和安全指南已经到位。 现在,她从平台生命周期的最早阶段从头开始。 虽然 Cindy 了解涉及钻机和钻井材料等机械子系统的权衡,但她现在必须扩大她的系统分析范围,以包括新的环境约束和系统安全性。
Cindy 咨询了 SEBoK,发现她努力理解具有许多“功能”的系统设计,系统实现是一个很好的起点,它的参考资料应该提供她需要的深入信息。
项目生命周期需要同时进行几项主要活动:
- 工程平台子组件
- 评估技术机会
- 了解 公司内外所有 利益相关者的需求
- 通过越来越详细的原型、软件的工作切片、系统规范、设计、计划、业务案例以及平台架构及其操作的安全性和安全性分析取得进展。
为了了解如何管理这样的项目生命周期,Cindy 转向第 3 部分:系统工程和管理。 计划部分为开始提供详细的建议 。 Cindy 希望在严格的基础上开展她的管理活动,考虑工程专业之间的接口,并制定一个需要广泛的综合管理和技术计划的项目计划 。
作为软件开发领域的新手,Cindy 阅读 了软件的本质 和系统工程师需要了解的关于软件工程的关键点,并咨询了SWEBoK 以获取有关软件工程的参考资料。
这些读数向 Cindy 展示了系统工程和软件工程是多么紧密地交织在一起。 例如,他们提醒她从一开始就包括软件级别和系统级别的安全专家。
从她最初对 SEBoK 的研究开始,Cindy 对她必须考虑的广泛的系统限制以及因此必须处理的许多工程领域有了一定的了解。 她计划就她在新平台的架构、设计、开发和部署过程中遇到的每个不熟悉的主题查阅 SEBoK 中的参考资料。
概括
来自系统工程以外领域的工程师受益于 SEBoK 提供的关于 SE 原则的见解。 研究此用例中突出显示的知识领域及其参考指向的资源可以帮助这些工程师变得更加跨领域。 最终,他们可以考虑扩大他们的工作职责,使他们对雇主和社会更有价值。
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