مهندسی سیستم ها

در حالی که تمام تلاش برای پیروی از قوانین سبک استناد شده است ، ممکن است اختلافاتی وجود داشته باشد. اگر سوالی دارید ، لطفاً به کتابچه راهنمای مناسب یا منابع دیگر مراجعه کنید.

سبک استناد را انتخاب کنید استناد به اشتراک گذاری اشتراک گذاری در رسانه های اجتماعی به اشتراک بگذارید بازخورد دادن وب سایت های خارجی بازخورد از بازخورد شما متشکرم

ویراستاران ما آنچه را که شما ارسال کرده اید را مرور می کنند و تعیین می کنند که آیا مقاله را تجدید نظر کنید.

وب سایت های خارجی

• ناسا - اصول مهندسی سیستم

چاپ چاپ لطفا انتخاب کنید که کدام بخش را می خواهید چاپ کنید: استناد کردن استناد تأیید شده

در حالی که تمام تلاش برای پیروی از قوانین سبک استناد شده است ، ممکن است اختلافاتی وجود داشته باشد. اگر سوالی دارید ، لطفاً به کتابچه راهنمای مناسب یا منابع دیگر مراجعه کنید.

سبک استناد را انتخاب کنید استناد به اشتراک گذاری اشتراک گذاری در رسانه های اجتماعی به اشتراک بگذارید بازخورد وب سایت های خارجی بازخورد از بازخورد شما متشکرم

ویراستاران ما آنچه را که شما ارسال کرده اید را مرور می کنند و تعیین می کنند که آیا مقاله را تجدید نظر کنید.

وب سایت های خارجی

• ناسا - اصول مهندسی سیستم

نوشته شده توسط هندریک دبلیو بود

گوردون مک کی استاد مهندسی سیستم ، دانشگاه هاروارد ، 74- 1967. نویسنده تجزیه و تحلیل شبکه و طراحی تقویت کننده بازخورد.

Hendrik W. Bode ، ویلیام کی هولشتاین

استاد خدمات برجسته تجارت ، دانشگاه ایالتی نیویورک در آلبانی. همکار برنامه ریزی و کنترل تولید و دیگران.

ویلیام K. هولشتاین همه را ببینید واقعیت بررسی شده توسط سردبیران دائر ycl المعارف بریتانیکا

ویراستاران دائر ycl المعارف بریتانیکا بر زمینه های موضوعی نظارت می کنند که در آن دانش گسترده ای دارند ، خواه از سالها تجربه به دست آمده با کار بر روی آن محتوا و چه از طریق مطالعه برای یک مدرک پیشرفته. آنها محتوای جدید می نویسند و محتوای دریافت شده از مشارکت کنندگان را تأیید و ویرایش می کنند.

سردبیران دائر ycl المعارف بریتانیکا آخرین به روز شده: تاریخچه مقاله فهرست مطالب مباحث مرتبط: تحقیقات عملیات مدیریت مهندسی صنایع.(بیشتر نشان بده، اطلاعات بیشتر)

مهندسی سیستم ، تکنیک استفاده از دانش از شاخه های مختلف مهندسی و علوم برای معرفی نوآوری های فناوری در مراحل برنامه ریزی و توسعه یک سیستم.

مهندسی سیستم ها به اندازه شاخه مهندسی نیست زیرا تکنیکی برای استفاده از دانش سایر شاخه های مهندسی و رشته های علوم در ترکیب مؤثر برای حل یک مشکل مهندسی چند جانبه است. این مربوط به تحقیقات عملیات است اما با آن متفاوت است زیرا این یک عملکرد برنامه ریزی و طراحی است که اغلب شامل نوآوری فنی است. احتمالاً مهمترین جنبه مهندسی سیستم ، کاربرد آن در توسعه امکانات جدید فناوری با هدف خاص در استفاده از آنها به سرعت در مورد ملاحظات اقتصادی و فنی است. به این معنا ممکن است به عنوان ماما توسعه فناوری تلقی شود.

کلمه "سیستم ها" اغلب در ترکیبات دیگر نیز مورد استفاده قرار می گیرد ، به ویژه هنگامی که عناصر پیشرفت تکنولوژیکی چندان مهم نیستند. تجزیه و تحلیل سیستم ها نمونه ای است. نظریه سیستم ها یا گاهی اوقات علم سیستم ، اغلب برای تجزیه و تحلیل سیستم های پویا فیزیکی استفاده می شود. یک مثال می تواند یک شبکه الکتریکی پیچیده با یک یا چند حلقه بازخورد باشد که در آن اثرات یک فرآیند برای ایجاد تغییر در منبع فرآیند باز می گردد.

در توسعه رشته های مختلف مهندسی در قرن نوزدهم و بیستم ، همپوشانی قابل توجهی در بین زمینه های مختلف اجتناب ناپذیر بود. به عنوان مثال ، مهندسی شیمی و مهندسی مکانیک هر دو مربوط به انتقال حرارت و جریان سیال بودند. گسترش بیشتر تخصص ها ، مانند بسیاری از شاخه های مهندسی برق و الکترونیکی ، مانند نظریه ارتباطات ، سایبرنتیک و نظریه رایانه ، منجر به همپوشانی بیشتر شد. مهندسی سیستم ممکن است به عنوان آخرین مرحله منطقی در این فرآیند دیده شود. مهندسان سیستم غالباً سابقه الکترونیک یا ارتباطی دارند و از رایانه ها و فناوری ارتباطات استفاده گسترده ای می کنند. با این حال ، مهندسی سیستم با این زمینه های دیگر اشتباه گرفته نمی شود. اساساً یک دیدگاه یا یک روش حمله ، نباید با هیچ منطقه اساسی خاص مشخص شود. در ماهیت و ماهیت مشکلاتی که به آن حمله می کند ، بین رشته ای است ، روشی برای قرار دادن تکنیک های جداگانه و بدن دانش در کنار هم برای دستیابی به یک هدف تعیین شده به روشی مؤثر.

به طور کلی ، یک رویکرد مهندسی سیستم احتمالاً با نشان دادن افزایش کلی در چارچوب منطقی اساسی خود و افزایش نگرانی از اهداف اساسی حاصل از آن ، با یک رویکرد طراحی متعارف متفاوت است. بنابراین ، در هر مرحله مهندس سیستم به جای اینکه چگونه باشد ، می پرسد که چرا و چگونه.

علاوه بر مهندسی سیستم ، تعریف خود سیستم ها مهم است. سیستمهایی که یک مهندس سیستم به آن مربوط می شود ، اول از همه ساخته شده توسط انسان است. دوم ، آنها بزرگ و پیچیده هستند. قطعات مؤلفه آنها چنان تعامل دارند که احتمالاً تغییر در یک قسمت بسیاری دیگر را تحت تأثیر قرار می دهد. مگر در مواردی که چنین تعامل وجود نداشته باشد ، حداقل در سطح سیستم ها برای مهندس سیستم کار کمی وجود ندارد. او می تواند بلافاصله به خود مؤلفه ها روی آورد. یکی دیگر از ویژگی های مهم سیستم ها این است که ورودی های آنها به طور معمول تصادفی است. یعنی ورودی ها اساساً عملکردهای تصادفی زمان هستند ، اگرچه ممکن است نظم آماری را نشان دهند. بنابراین ، نمی توان انتظار داشت که دقیقاً آنچه را که سیستم در عملکرد واقعی در معرض آن قرار خواهد گرفت ، پیش بینی کند ، و عملکرد آن باید به عنوان میانگین آماری پاسخ به طیف وسیعی از ورودی های ممکن ارزیابی شود. یک محاسبه بر اساس یک عملکرد ورودی دقیقاً تعریف شده انجام نمی شود.

اشتراک Premium Britaica را دریافت کرده و به محتوای اختصاصی دسترسی پیدا کنید. هم اکنون مشترک شوید

سیستم ها همچنین بسته به میزان قضاوت انسانی که وارد عملکرد آنها می شود ممکن است متفاوت باشد. البته سیستمهایی مانند مدارهای برقی ، تجهیزات تولید خودکار یا روبات هایی وجود دارند که ممکن است به روشی کاملاً مشخص عمل کنند. در حالت دیگر ، سیستم های مدیریت و کنترل وجود دارد ، برای اهداف تجاری و نظامی ، که در آن ماشین ها به یک معنا بیشتر کارها را انجام می دهند ، اما با نظارت و تصمیم گیری در نقاط مهم. بدیهی است که این سیستم های مخلوط انسان بیشترین تنوع را هم از امکانات و هم برای مهندس سیستم ارائه می دهند. جنبه های چنین سیستمهایی در مقاله مهندسی فاکتورهای انسانی درمان می شود.

توسعه مهندسی سیستم

مدل سازی ریاضی

رویکرد سیستم ها از تعدادی از منابع ناشی می شود. به معنای گسترده می توان آن را گسترش ساده روش علمی استاندارد در نظر گرفت. این یک روش متداول در علم (و جاهای دیگر) است که تمام عواملی را که ممکن است در یک وضعیت معین تأثیر بگذارد ، لیست کنید و از لیست کاملی که به نظر می رسد بسیار مهم است ، انتخاب کنید. مدل سازی ریاضی ، شاید اساسی ترین ابزار در مهندسی سیستم ، تکنیکی است که در هر شاخه ای از علمی که به اندازه کافی کمی است ، مشاهده می شود. بنابراین ، به این مفهوم گسترده ، رویکرد سیستم ها صرفاً ارث یک سنتی است که نسل ها ، اگر قرن ها نباشند ، قدیمی است.

از طرف دیگر ، در جستجوی منابع اخیر و خاص تر برای رویکرد سیستم ، دو مورد به طور خاص وجود دارد. اول زمینه عمومی ارتباطات ، به ویژه تلفنی تجاری است ، جایی که مهندسی سیستم برای اولین بار به عنوان یک رشته صریح در نوع خود ظاهر می شود. اثری از رویکرد سیستم ها حداقل در سال های ابتدایی قرن در مهندسی تلفن یافت می شود و ایده های سیستم تا دهه 1920 و 30 در تلفنی نسبتاً متداول بودند. هنگامی که آزمایشگاه های تلفن بل ، بازوی تحقیقاتی شرکت تلفن و تلگراف آمریکایی ، در سال 1925 رسماً گنجانیده شد ، دو بخش اصلی مهندسی آن به ترتیب توسعه دستگاه و توسعه سیستم ها خوانده شدند. با این حال ، یک دکترین رسمی کامل از نقش مهندسی سیستم ، برای اولین بار در سالهای پس از جنگ جهانی دوم به عنوان بخشی از تلاش برای تعریف مجدد سیاست و ساختار تحقیق و توسعه پدیدار شد. این دکترین تلاش مهندسی را با تلاش های تحقیق و توسعه در یک سطح برابری منطقی قرار داده و حداقل با تحقیقات ، اندازه واقعی تقریباً قابل مقایسه را انجام داده است. مهندس سیستم با تأکید ویژه بر استفاده مؤثر از پیشرفتهای علمی و فنی در برنامه ریزی سیستم های ارتباطی جدید ، کارکردهای زیادی داشت. این مجموعه خاص از ایده ها ، البته ، منعکس کننده نیازهای ویژه تلفنی بود. با این وجود ، به عنوان نمونه و نقطه عزیمت ، تأثیر گسترده ای داشت. به نظر می رسد یکی از دلایلی است که باعث می شود یک موضوع باطنی به عنوان مهندسی سیستم به همان سرعت پیشرفت کند.(برای بحث مفصل در مورد جنبه های تحقیق و توسعه مهندسی سیستم ، به مقاله تحقیق و توسعه مقاله مراجعه کنید.)

تحقیقات عملیاتی و مهندسی سیستم

دومین منبع اصلی برای مهندسی سیستم ها، تحقیقات عملیاتی است که به شکلی قابل تشخیص در بریتانیا در طول جنگ جهانی دوم سرچشمه گرفت و در ابتدا به بهترین استفاده از تجهیزات نظامی توجه داشت. نمونه های معمولی شامل تعیین بهترین استفاده از تعداد معین بمب افکن، بهترین روش ترتیب دادن کاروان ها در برابر حمله زیردریایی، و بهترین روش استفاده از رهگیرها در برابر حمله بمب افکن بود. تحقیقات عملیاتی در چنین مواردی مؤثر بود و از آن زمان در هر دو زمینه غیرنظامی و نظامی شکوفا شده است.

تمایز واضحی بین تحقیق در عملیات و مهندسی سیستم وجود دارد. از آنجا که تحقیق در عملیات مربوط به بهترین استفاده از تجهیزات موجود است، عدم قطعیت های تکنولوژیکی ایجاد نمی شود. از سوی دیگر، مهندسی سیستم ها معمولاً با برنامه ریزی تجهیزات جدید سروکار دارند و چنین عدم قطعیت هایی ممکن است مهم باشند. با این وجود، در عمل، مهندسی سیستم و تحقیق در عملیات مشترکات خوبی دارند. به ویژه، آنها بسیاری از تکنیک های تحلیلی مشابهی را به اشتراک می گذارند. این امر تا حد زیادی ناشی از این واقعیت است که یک مهندس سیستم احتمالاً اثربخشی یک طراحی آزمایشی را با همان روش هایی ارزیابی می کند که یک متخصص تحقیقات عملیات با سخت افزار واقعی استفاده می کند.

دلیل دیگر همپوشانی این واقعیت است که تمایز بین تجهیزات جدید و موجود کاملاً واضح نیست. جدید بودن تجهیزات امری نسبی است. اگر تجهیزات جدید به اندازه کافی بر اساس تکنیک های طراحی موجود باشد و به نظر می رسد که عدم قطعیت های فنی کافی را شامل می شود، موضوع بی اهمیت می شود. مسئله درجه و تا حدودی قضاوت است.

بیشتر ویژگی های فعلی مهندسی سیستم ها از نظر تاریخی از اوایل دهه 1950 سرچشمه می گیرد. در سال های پس از جنگ جهانی دوم، رویدادهای قابل توجهی رخ داده است، از جمله، به عنوان مثال، معرفی برنامه ریزی خطی در سال 1947 و تأسیس سازمان های مختلف برای توسعه مداوم این رشته در اواخر دهه 1940. با این حال، در کل، این دوره تثبیت پیشرفت های قبلی بود. بنابراین، در زمینه ارتباطات، سیستم های اصلی برخی از سیستم های انتقال از راه دور بودند که قبل از جنگ راه اندازی شده بودند و به دلیل فعالیت های جنگی قطع شده بودند.

در دهه 50 سرعت رشد به طرز چشمگیری تسریع شد. اولین کتاب درسی عمومی در مورد مهندسی سیستم در سال 1957 ظاهر شد و تعدادی از آثار دیگر که با برنامه های صنعتی و نظامی رفتار می کردند ، دنبال شد. این نشریات برای ایجاد مهندسی سیستم به عنوان یک رشته دانشگاهی پذیرفته شده کافی بود و دوره های موجود در آن اکنون در بسیاری از دانشگاه ها در سراسر کشورهای توسعه یافته جهان تدریس می شود. جوامع و مجلات حرفه ای در فرانسه ، هند ، ژاپن ، آلمان ، انگلستان و ایالات متحده وجود دارد.

ارتباطات و الکترونیک

توسعه مهندسی سیستم پس از سال 1950 ، تا حد زیادی از تأثیر پیشرفت های بزرگ در زمینه های مجاور ، به ویژه ارتباطات و الکترونیک ناشی شد. یک سیستم کنترل اتوماتیک مثال خوبی است. یک سیستم کنترل از ویژگی اصلی برخوردار است که مؤلفه ها به طور گسترده ای با هم تعامل دارند و سیستم به عنوان یک کل دارای خواص خاصی است - به عنوان مثال ، ثبات - که نمی توان گفت که به هر مؤلفه فردی پایبند است. بنابراین سیستم های کنترل نمونه های کتاب درسی مناسب برای مهندسی سیستم.

توسعه تئوری اطلاعات به عنوان نقطه اصلی شروع مهندسی ارتباطات ، در سالهای درست پس از جنگ جهانی دوم ، در شکل گیری تکامل مهندسی سیستم نیز تأثیرگذار بود. زیر سیستم های مختلف در بسیاری از سیستمهای کامل توسط کانال های ارتباطی ، در واقع ، در کنار هم نگه داشته می شوند. بنابراین ایده های انتقال اطلاعات از یک بخش از سیستم به بخش دیگر در درک عملکرد ساختار به عنوان یک کل مفید بود.

مهندسی رایانه و سیستم

مهندسی سیستم همچنین از ظهور رایانه ها و توسعه متعاقب آن زبانهای برنامه نویسی قدرتمند و سطح بالا سود برد ، که این زمینه را به دو روش اصلی تحت تأثیر قرار داد. اول ، آنها ابزارهای جدیدی را برای تجزیه و تحلیل سیستم های پیچیده با استفاده از محاسبات گسترده یا شبیه سازی مستقیم فراهم کردند. در وهله دوم ، می توان از آنها برای هضم مقادیر زیادی از داده ها یا به عنوان ترکیبات واقعی سیستم های پیچیده ، به ویژه موارد مربوط به انتقال اطلاعات استفاده کرد. این امکان پردازش اطلاعات و همچنین انتقال آن در چنین سیستمهایی را باز کرد (همچنین به پردازش اطلاعات مراجعه کنید).

تأثیر مشکلات سلاح های نظامی در مهندسی سیستم به زودی پس از جنگ جهانی دوم آغاز شد. تاریخ برجسته سال 1945 بود ، هنگامی که توسعه نایک آژاکس ، یک سیستم موشکی دفاع هوایی ایالات متحده ، آغاز شد.

در سال 1945، پیشرانه موشکی موجود برای دادن برد تاکتیکی رضایت بخشی به موشک کافی به نظر نمی رسید. مشخص شد که برد قابل دستیابی به پارامترهای مختلفی مانند وزن و اندازه کلاهک، ظرافت طراحی آیرودینامیکی موشک، درجه مانورپذیری ارائه شده توسط سیستم کنترل و شکل مسیر و سرعت متوسط در طول آن بستگی دارد. بنابراین یک تلاش مهندسی سیستم های موثر انجام شد که در آن ترکیبات مختلفی از ویژگی های موشک با هدف دستیابی به بهترین تعادل بین برد و سایر ویژگی های تاکتیکی مورد بررسی قرار گرفت.

سوالات کنترل و بازخورد نیز جنبه های مهم مشکل کلی سیستم بودند. کل سیستم در واقع یک حلقه بازخورد غول پیکر بود، زیرا موشک با دستورات ارسال شده از یک کامپیوتر زمینی کنترل می شد و ورودی رایانه شامل اطلاعاتی درباره آنچه رادار ردیاب موشک را مشاهده می کرد، بود. بنابراین یک حلقه بازخورد بسته از موشک به رایانه و دوباره به موشک وجود داشت. همچنین حلقه های بازخورد فرعی مانند خلبان خودکار که موقعیت موشک را کنترل می کند وجود داشت، و پاسخ دینامیکی سیستم بیشتر تحت تأثیر نیاز به پردازش سیگنال های راداری برای حذف «جلو» رادار قرار گرفت. تجزیه و تحلیل چنین سیستم های دینامیکی پیچیده ای که شامل مسیرهای بازخورد درهم می شوند، به بخش ویژه مهمی از حوزه سیستم های عمومی تبدیل شده است.

در دهه های 1950 و 1960، مهندسی سیستم ها در جهات دیگری نیز رشد کرد، که عمدتاً در نتیجه پروژه های سیستم های تسلیحاتی مرتبط با جنگ سرد بود. بنابراین مطالعه آژاکس به پویایی یک موشک منفرد مربوط می شد. از سوی دیگر، سیستم های دفاعی که در دهه 1950 رشد کردند، شامل عملیات هماهنگ تعداد زیادی موشک، تفنگ، رهگیر و تأسیسات راداری بود که در منطقه قابل توجهی پراکنده بودند. اینها همه توسط یک کامپیوتر دیجیتال بزرگ در کنار هم نگه داشته شدند، که در نتیجه به عنصر مرکزی سیستم تبدیل شد. سیستم SAGE (محیط زمینی نیمه اتوماتیک) در ایالات متحده مثال خوبی است.

در همان سالها ، رویکرد سیستم ها نیز با عملکردهای مدیریتی به طور فزاینده ای مشخص می شوند. بنابراین عبارت "مهندسی سیستم و جهت فنی" برای توصیف نقش یک مهندس سیستم مسئول برنامه ریزی اولیه یک پروژه و مدیریت بعدی آن استفاده شد. تکنیک های به اصطلاح برنامه ریزی ، برنامه نویسی و بودجه (PPB) برای ارائه ترکیب های مشابه مهندسی سیستم و مدیریت مالی تهیه شده است.

در زمینه های غیر نظامی مهندسی سیستم در امتداد خطوط مشابه هر چند متوسط توسعه یافته است. برنامه های اولیه احتمالاً در مراکز تولید خودکار در مقیاس بزرگ ، مانند کارخانه های نورد فولادی و پالایشگاه های نفتی ، سیستم های کنترل بازخورد را تحت فشار قرار می دهند. برنامه های بعدی تأکید کردند که اطلاعات و سیستم های کنترل مبتنی بر رایانه تا حدودی مانند آنهایی که قبلاً برای دفاع هوایی تهیه شده بودند ، تأکید کردند. در سالهای اخیر ، این رویکرد سیستم ها گاهی اوقات برای شرکت های غیرنظامی بسیار بزرگتر مانند برنامه ریزی شهرهای جدید اعمال می شود.