مهندسی در عصر سیستم (مهندسی سیستم ها)

مهندسی سیستم ها

پیدایش مهندسی سیستم ها

فعالیت‌ های تحلیل و طراحی برای سیستم‌‌ های فنی یا بشرساخته به نوبه خود پایان کار نیستند بلکه وسیله ای برای برآورده ساختن نیازها و خواسته های انسان به شمار می روند. از این رو، مهندسی مدرن ( مهندسی سیستم ها) دارای دو بُعد مختلف است: یک بُعد آن مربوط به مواد و نیرو های طبیعت و بُعد دیگر آن مرتبط با نیازهای انسان است.

در عصر سیستم، تحقق موفقیت آمیز اهداف نیازمند ترکیبی از مهارت و تخصص های فنی است. مهندسی در عصر سیستم باید یک فعالیت تیمی باشد و افراد مختلف درگیر در پروژه از روابط مهم موجود بین حوزه های تخصصی مختلف و بین عوامل مختلف اقتصادی، زیست محیطی، سیاسی و اجتماعی باخبر باشند. امروزه تصمیمات مهندسی نیازمند لحاظ نمودن این عوامل در مراحل اولیه طراحی و توسعه سیستم بوده و نتایج این تصمیمات از تأثیر قطعی و روشنی برروی این عوامل برخوردارند. از سوی دیگر، این عوامل نیز معمولاً قیود و محدودیت هایی را بر فرآیند طراحی سیستم تحمیل می کنند.

بنابراین، دانش فنی نه تنها باید شامل شناخت پایه ای حوزه های تخصصی جداگانه باشد بلکه شناخت لازم از بافت و محیط پیرامونی سیستمی که در حال موجودیت یافتن است نیز باید در آن یافت شود.
هرچند محصولات نسبتاً کوچکی مانند یک دستگاه تلفن بی سیم، یک وسیله الکتریکی خانگی یا حتی یک اتومبیل ممکن است طیف محدودی از مهندسان و منابع پشتیبانی را به طور مستقیم در خدمت داشته باشند، اما در مقابل، سیستم های بزرگ زیادی وجود دارند که تولید آنها نیازمند طیف وسیعی از تخصص ها و رشته های مهندسی است که یک نمونه از آن ها، سامانه های حمل و نقل ریلی است.

برای توسعه چنین سامانه ای، به مهندسین عمران برای طراحی مسیرهای ریلی، تونل ها، پل ها و سایر تجهیزات نیاز می باشد. مهندسین برق درگیر طراحی تسهیلات کنترل اتوماتیک قطار، پست های توزیع برق، جمع آوری اتوماتیک کرایه ها، سیستم های داده پرداز دیجیتال و غیره خواهند بود. مهندسین مکانیک برای طراحی بخش های مربوط به حمل و نقل مسافر و تجهیزات مکانیکی مرتبط با آن ها موردنیاز هستند. مهندسین معماری در ساخت پایانه های مسافربری به ارائه خدمات و پشتیبانی می پردازند. مهندسین قابلیت اطمینان و نگهداری در گنجانده شدن ویژگی هایی چون قابلیت دسترسی و قابلیت پشتیبانی در طراحی کلی سیستم مشارکت دارند. مهندسین صنایع با جنبه های تولیدی سامانه‌ های مختلف و اجزاء آن ها سر و کار دارند. مهندسین تست، سیستم را برای اطمینان یافتن از تحقق کلیه الزامات مربوط به عملکرد، اثربخشی و پشتیبانی مورد ارزیابی قرار می دهند. مهندسین حوزه های طرح ریزی و بازاریابی برای اطلاع رسانی به عموم و تبلیغ ابعاد فنی سیستم، موردنیاز می باشند (یعنی برای آگاهی بخشی به شهروندان و سیاستمداران) و در نهایت، مهندسین سیستم برای اطمینان از یکپارچه سازی و عملکرد صحیح ابعاد مختلف سیستم در قالب یک کلیت واحد به ایفای نقش می پردازند.

هرچند این مثال یک مثال جامع و فراگیر نیست اما بدیهی است که رشته های مهندسی مختلفی بطور مستقیم در فرآیند طراحی یک سیستم نقش دارند. در حقیقت، پروژه های بزرگی مانند پروژه توسعه یک هواپیمای جدید وجود دارند که تعداد مهندسینی که در آنها برای انجام وظایف مختلف به خدمت گرفته می شوند به هزاران نفر می رسد. علاوه بر این، حوزه های مختلف مهندسی در این پروژه ها اغلب بالغ بر صدها مورد است. این مهندسین که بخشی از یک سازمان بزرگ را تشکیل می دهند، نه تنها باید قادر به ارتباط با یکدیگر باشند بلکه باید به حوزه های مشترکی چون خرید، حسابداری، پرسنلی و حقوقی نیز اشراف لازم را داشته باشند.

عامل مهم دیگری که با پروژه های بزرگ مرتبط است، این است که بخش قابل ملاحظه ای از فرآیند توسعه، تولید، ارزیابی و پشتیبانی اغلب توسط تأمین کنندگان (که برخی مواقع تحت عنوان پیمانکاران فرعی نیز از آنها یاد می شود) انجام می شود که ممکن است در سرتاسر جهان پراکنده باشند. اغلب یک تولید کننده یا پیمانکار اصلی وجود دارد که در نهایت مسئولیت توسعه و تولید سیستم موردنظر را در قالب یک کلیت واحد برعهده دارد و در کنار آن تأمین کنندگان متعددی وجود دارند که اجزاء مختلف سیستم را در اختیار تولیدکننده یا پیمانکار اصلی قرار می دهند. از این رو، بخش اعظمی از کار پروژه و بسیاری از وظایف مهندسی مرتبط با آن ممکن است در مکان های پراکنده ای در سرتاسر جهان انجام شوند.

روند مستمر پیشرفت های فناورانه، تقاضای فزاینده ای را برای حضور مهندسین در حوزه های کاری مختلف بوجود آورده است. همواره تقاضا برای مهندسینی که قادر به ترکیب کردن و وفق دادن باشند وجود دارد. برخی حوزه های تخصصی فنی با گذشت زمان منسوخ می شوند. یک مهندس قابل باید قادر به کشف رویه ها و طرح ریزی بر اساس آنها و در پی کسب دانش برای وسعت بخشیدن به افق های خود باشد. کمک به این فرآیند کسب دانش یکی از اهداف این کتاب می باشد.

مهندسی سیستم ها

عوامل موثر در پیدایش مهندسی سیستم ها

با توجه به آنچه گفته شد، سه عامل اساسی را می توان در پیدایش مهندسی سیستم ها در گذر تاریخ دخیل دانست:

رشد سریع فناوری در دهه های میانی و پایانی قرن بیستم میلادی در کنار فرصت کم نظیری که برای توسعه قابلیت های سیستم ها فراهم کرد، به دلیل بالارفتن سطح ریسک پروژه ها و پیچیده شدن تعاملات میان عناصر تشکیل دهنده سیستم ها، لزوم شکل گیری حوزه جدیدی از مهندسی به نام مهندسی سیستم ها را در کانون توجه قرار داد. در حقیقت، رشد انفجارگونه فناوری در نیمه دوم قرن بیستم را می توان مهمترین دلیل شکل گیری مهندسی سیستم ها به عنوان ضروری ترین رکن مهندسی سیستم های پیچیده برشمرد چرا که پیشرفت های صورت گرفته در این دوره نه تنها بر قابلیت های سیستم های قبلی افزود بلکه ماهیت محصولات و حتی نحوه مهندسی و ساخت آنها را نیز دستخوش تغییر کرد.

تشدید رقابت در اشکال مختلف خود در دوران جنگ سرد، اتخاذ راه حل های سیستمی مناسب برای حل مشکلات طراحی سیستم های پیچیده دفاعی و همچنین تلاش سازمان یافته تر برای انتخاب رویکردهای بهینه طراحی و ساخت برای برقراری موازنه نظامی میان بلوک غرب و شرق را ضروری ساخت. مسئله رقابت در زمان حاضر نیز یکی از محرک های اصلی بکارگیری مهندسی سیستم ها در طراحی و ساخت سیستم های پیچیده است. زیرا در تهیه یک محصول تجاری خاص، همواره شرکت های متعددی در حال رقابت با یکدیگر هستند و هر یک می کوشند تا با بکارگیری اصول مهندسی سیستم ها و برقراری یک توازن معقول میان هزینه، عملکرد و زمان، سهم بیشتری را در بازار رقابتی امروز به خود اختصاص داده و از مزیت رقابتی ویژه ای برخوردار شوند که تا چندین سال ضامن بقای محصول آنها در بازار باشد.

در کنار دو عامل قبلی، پیچیده شدن سیستم های مدرن نیز از یک سو، تفکیک سیستم های مورد نظر به اجزاء سازنده خود و سپس، طراحی و ساخت جداگانه هر یک از آنها توسط متخصصان مربوطه را الزامی ساخت و از سوی دیگر، لزوم مدیریت تعاملات موجود میان عناصر تشکیل دهنده سیستم را به عنوان یکی از وظایف مهم مهندسی سیستم ها مورد تأکید قرار داد. در واقع، یک سیستم پیچیده با توجه به ماهیت چند کارکردی خود باید به گونه ای پیکره بندی شود که هر کارکرد اصلی توسط یک بخش فیزیکی جداگانه که مستقل از سایر اجزاء سیستم، طراحی، ساخته و تست می شود، انجام شود. این امر در درجه اول نیازمند همکاری متخصصین رشته های مختلف مهندسی از قبیل مکانیک، الکترونیک و آیرودینامیک در فرآیند طراحی و ساخت هر یک از اجزاء و در درجه دوم، نیازمند یکپارچه سازی اجزاء، اشراف بر موضوعات، شناخت روابط و مدیریت تعاملات موجود میان اجزاء مختلف است که این مسئله یکی دیگر از حوزه های کاری مهم مهندسی سیستم‌ها را تشکیل می دهد.

درباره نویسنده

مطالب مرتبط

نظر بدهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *