Análise de trade off do sistema

Como: Concluindo uma análise de compromisso.

Existem muitas abordagens para concluir uma análise formal de trade-offs. Este post irá resumir dois.

Decisões importantes incluem múltiplos fatores, às vezes competitivos. Um trade-off é desistir de uma coisa em troca de outra. Quase todas as decisões complexas exigem que você aceite menos de uma coisa para obter mais de outra coisa.

Ferramenta de trade-off de Ben Franklin.

A ferramenta de trade-off da Ben Franklin fornece uma maneira simples e intuitiva de pesar trade-offs. Crie duas colunas verticais, uma com a etiqueta & # 8220; Pros & # 8221; e um & ldquo; Cons & # 8221; Brainstorm as duas listas. Em seguida, emparelhe um item ou itens de cada lista com um item ou itens de igual peso da outra lista. Essas combinações semelhantes de prós e contras se anulam mutuamente. No gráfico da amostra, os profissionais superam os contras na troca & # 8220; álgebra. & # 8221; Não há necessidade de uma ferramenta mais sofisticada para tomar a decisão. A metodologia poderia ser ensinada a uma criança pequena.

Visualizando negociações em uma matriz de decisão.

A beleza de uma matriz de decisão é que você pode gerenciar facilmente a análise de compromisso, pois é possível ver onde estão as compensações.

Um post anterior de três partes descreveu como completar uma análise multicritério. A parte 3 ilustrou como construir uma matriz de decisão usando o exemplo do processo de seleção da faculdade.

A matriz acima exibe os resultados finais da avaliação de três faculdades em relação a um conjunto de critérios ponderados. As células com a borda vermelha representam a maior pontuação em cada critério. O benefício total de & # 8220; & # 8221; é a soma das pontuações ponderadas. Como você pode ver, a matriz ajuda a esclarecer as escolhas específicas da decisão por critério individual.

Esses resultados podem levar uma família a decidir selecionar Siracusa porque ela tem a maior pontuação de Benefício Total e a pontuação mais alta em três critérios: Distância, Clubes e Alimentação. No entanto, os trade-offs também são claros. Delaware é superior em dois critérios: Vida Social e Instalações. Templo, em um: Major. O quadro de decisão cria clareza: ao selecionar Siracusa, a família obtém o maior Benefício Total, mas desiste de Instalações superiores, Vida Social e Maior.

O desafio de qualquer decisão complexa é como esclarecer, gerenciar e avaliar as compensações. A ferramenta de trade-off e a matriz de decisão de Ben Franklin completam a tarefa de maneiras diferentes. Como você gerencia negócios em sua tomada de decisão?

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O sistema de prestação de contas do Departamento de Educação de Nova York distorce o desempenho escolar de maneiras absurdas e com resultados perversos. prismdecision / nysed-disto & hellip;

@sarbetter Você é bem-vindo, @sarbetter. Tentando ajudar as pessoas a entender as mudanças. Essa “variação de um tema” não apenas sustenta mas provavelmente amplifica os problemas inerentes ao sistema legado que ele cria. @NYSEDNews @spong_learns @NYSchoolSupts @nyschoolboards @NYRuralSchools.

Análise de sistema.

A análise do sistema permite que os desenvolvedores realizem avaliações quantitativas de sistemas objetivamente para selecionar e / ou atualizar a arquitetura de sistema mais eficiente e para gerar dados de engenharia derivados. Durante a engenharia, as avaliações devem ser realizadas sempre que forem tomadas decisões ou decisões técnicas para determinar a conformidade com os requisitos do sistema.

A análise do sistema fornece uma abordagem rigorosa para a tomada de decisões técnicas. Ele é usado para realizar estudos de compromisso e inclui modelagem e simulação, análise de custos, análise de riscos técnicos e análise de efetividade.

Princípios que regem a análise do sistema.

Uma das principais tarefas de um engenheiro de sistemas é avaliar os dados e artefatos de engenharia criados durante o processo de engenharia de sistemas (SE). As avaliações estão no centro da análise do sistema, fornecendo meios e técnicas.

definir critérios de avaliação com base nos requisitos do sistema; avaliar as propriedades de design de cada solução candidata em comparação a esses critérios; pontuar globalmente as soluções candidatas e justificar as pontuações; e decidir sobre a (s) solução (ões) apropriada (s).

O artigo Análise e Seleção entre Soluções Alternativas na Abordagem de Sistemas Aplicados à Área de Conhecimento de Sistemas de Engenharia (KA) da Parte 2 descreve atividades relacionadas à seleção entre possíveis soluções de sistema para um problema ou oportunidade identificado. Os seguintes princípios gerais de análise de sistemas são definidos:

A análise de sistemas é baseada em critérios de avaliação baseados em uma descrição do sistema de problemas ou oportunidades. Esses critérios serão baseados em uma descrição de sistema ideal, que pressupõe que um contexto de problema de sistema rígido pode ser definido. Os critérios devem considerar o comportamento e as propriedades do sistema requeridos da solução completa, em todos os contextos e ambientes de sistema mais amplos possíveis. Eles devem considerar problemas não funcionais, como segurança do sistema, segurança etc. (consulte Engenharia de sistemas e engenharia de especialidade para obter mais informações sobre a incorporação de elementos não funcionais.) Essa descrição do sistema "ideal" pode ser suportada por descrições de sistema flexíveis. quais critérios “soft” adicionais podem ser definidos. Por exemplo, uma preferência das partes interessadas a favor ou contra certos tipos de soluções, convenções sociais, políticas ou culturais relevantes a serem consideradas, etc. Os critérios de avaliação devem incluir, no mínimo, as restrições de custo e escalas de tempo aceitáveis ​​para as partes interessadas. Estudos de comércio fornecem um mecanismo para a análise de soluções alternativas. Um estudo comercial deve considerar um conjunto de critérios de avaliação, com conhecimento adequado das limitações e dependências entre os critérios individuais. Estudos de comércio precisam lidar com critérios objetivos e subjetivos. Deve-se ter cuidado para avaliar a sensibilidade da avaliação geral a critérios específicos.

Estudos de trade-off.

No contexto da definição de um sistema, um estudo de trade-off consiste em comparar as características de cada elemento do sistema e de cada arquitetura de sistema candidato para determinar a solução que melhor equilibra globalmente os critérios de avaliação. As várias características analisadas são reunidas na análise de custos, análise técnica de riscos e análise de eficácia (NASA 2007).

Orientações sobre a condução de estudos de comércio para todos os tipos de contexto do sistema são caracterizadas nos princípios acima e descritas com mais detalhes no tópico Análise e Seleção entre Soluções Alternativas. De particular interesse para a análise de SE são a eficácia técnica, o custo e a análise técnica de risco.

Análise de Eficácia.

A eficácia de uma solução de engenharia inclui várias características essenciais que geralmente são reunidas na seguinte lista de análises, incluindo (mas não limitadas a) desempenho, usabilidade, confiabilidade, manufatura, manutenção ou suporte, ambiente, etc. soluções sob vários aspectos.

É essencial estabelecer uma classificação que limite o número de análises aos aspectos realmente significativos, como os principais parâmetros de desempenho. As principais dificuldades da análise de eficácia são classificar e selecionar o conjunto certo de aspectos de eficácia; por exemplo, se o produto for feito para um único uso, a manutenção não será um critério relevante.

Análise de Custo.

Uma análise de custo considera os custos totais do ciclo de vida. Uma linha de base de custo pode ser adaptada de acordo com o projeto e o sistema. O custo global do ciclo de vida (LCC), ou custo total de propriedade (TOC), pode incluir itens de custo de mão-de-obra e não relacionados ao trabalho, como os indicados na Tabela 1.

Os métodos para determinar o custo são descritos no tópico Planejamento.

Análise de riscos técnicos.

Cada análise de risco referente a cada domínio é baseada em três fatores:

Análise de ameaças potenciais ou eventos indesejados e sua probabilidade de ocorrência. Análise das conseqüências dessas ameaças ou eventos indesejados e sua classificação em uma escala de gravidade. Mitigação para reduzir as probabilidades de ameaças e / ou os níveis de efeitos prejudiciais a valores aceitáveis.

Os riscos técnicos aparecem quando o sistema não pode satisfazer os requisitos do sistema por mais tempo. As causas residem nos requisitos e / ou na própria solução. Eles são expressos na forma de eficácia insuficiente e podem ter múltiplas causas: avaliação incorreta das capacidades tecnológicas; superestimação da maturidade técnica de um elemento do sistema; falha de peças; separação; quebra, obsolescência de equipamentos, peças ou software, fraqueza do fornecedor (peças não conformes, atraso no fornecimento, etc.), fatores humanos (treinamento insuficiente, afinações erradas, tratamento de erros, procedimentos inadequados, malícia), etc.

Os riscos técnicos não devem ser confundidos com os riscos do projeto, mesmo que o método para gerenciá-los seja o mesmo. Embora os riscos técnicos possam levar a riscos de projeto, os riscos técnicos abordam o próprio sistema, não o processo para o seu desenvolvimento. (Veja Gerenciamento de Risco para mais detalhes.)

Processo de abordagem.

Finalidade e Princípios da Abordagem.

O processo de análise do sistema é usado para: (1) fornecer uma base rigorosa para a tomada de decisões técnicas, resolução de conflitos de requisitos e avaliação de soluções físicas alternativas (elementos do sistema e arquiteturas físicas); (2) determinar o progresso na satisfação dos requisitos do sistema e requisitos derivados; (3) apoiar o gerenciamento de riscos; e (4) assegurar que as decisões sejam tomadas somente após a avaliação do custo, cronograma, desempenho e efeitos de risco na engenharia ou reengenharia de um sistema (ANSI / EIA, 1998). Esse processo também é chamado de processo de análise de decisão pela NASA (2007, 1-360) e é usado para ajudar a avaliar problemas técnicos, alternativas e suas incertezas para apoiar a tomada de decisões. (Consulte Gerenciamento de Decisões para obter mais detalhes.)

A análise do sistema suporta outros processos de definição do sistema:

A definição de requisitos das partes interessadas e os processos de definição de requisitos do sistema usam a análise do sistema para resolver problemas relacionados a conflitos entre o conjunto de requisitos; em particular, aqueles relacionados a custos, riscos técnicos e eficácia (desempenho, condições operacionais e restrições). Os requisitos do sistema sujeitos a altos riscos, ou aqueles que exigiriam arquiteturas diferentes, são discutidos. Os processos de Desenvolvimento de Modelo de Arquitetura Lógica e Desenvolvimento de Modelos de Arquitetura Física utilizam-no para avaliar características ou propriedades de projeto de arquiteturas lógicas e físicas candidatas, fornecendo argumentos para selecionar o mais eficiente em termos de custos, riscos técnicos e efetividade (por exemplo, desempenho, confiabilidade fatores humanos, etc.).

Como qualquer processo de definição do sistema, o processo de análise do sistema é iterativo. Cada operação é realizada várias vezes; cada etapa melhora a precisão da análise.

Atividades do Processo.

Principais atividades e tarefas realizadas dentro deste processo incluem.

Planejando os estudos de compromisso: Determine o número de soluções candidatas a serem analisadas, os métodos e procedimentos a serem usados, os resultados esperados (exemplos de objetos a serem selecionados: arquitetura comportamental / cenário, arquitetura física, elemento do sistema, etc.). e os itens de justificação. Programe as análises de acordo com a disponibilidade de modelos, dados de engenharia (requisitos do sistema, propriedades do projeto), pessoal qualificado e procedimentos. Definir o modelo de critérios de seleção: Selecione os critérios de avaliação a partir de requisitos não funcionais (desempenhos, condições operacionais, restrições, etc.) e / ou das propriedades de design. Classifique e ordene os critérios de avaliação. Estabelecer uma escala de comparação para cada critério de avaliação e pesar todos os critérios de avaliação de acordo com seu nível de importância relativa com os demais. Identifique soluções candidatas, modelos relacionados e dados. Avaliar soluções candidatas usando métodos ou procedimentos previamente definidos: Realizar análise de custos, análise de riscos técnicos e análise de eficácia, colocando cada solução candidata em cada escala de comparação de critérios de avaliação. Pontuação de cada solução candidata como uma pontuação de avaliação. Forneça resultados para o processo de chamada: critérios de avaliação, escalas de comparação, pontuações de soluções, seleção de avaliação e possivelmente recomendações e argumentos relacionados.

Artefatos e Elementos de Ontologia.

Esse processo pode criar vários artefatos, como.

Um modelo de critérios de seleção (lista, balanças, pesagem) Relatórios de análise de custos, riscos e eficácia Relatórios de justificativa.

Esse processo manipula os elementos de ontologia da Tabela 2 na análise do sistema.

Identificador; nome; descrição; peso relativo; peso escalar.

Identificador; nome; descrição; valor.

Identificador; nome; descrição; montante; tipo (desenvolvimento, produção, utilização, manutenção, descarte); intervalo de confiança; período de referência; técnica de estimação.

Identificador; descrição do nome; status.

Verificação da exatidão da análise do sistema.

Os principais itens a serem verificados na análise do sistema para obter argumentos validados são.

Relevância dos modelos e dados no contexto de uso do sistema, Relevância dos critérios de avaliação relacionados ao contexto de uso do sistema, Reprodutibilidade dos resultados da simulação e dos cálculos, Nível de precisão das escalas de comparação, Confiança das estimativas e Sensibilidade dos escores das soluções relacionadas aos pesos dos critérios de avaliação.

Veja Ring, Eisner e Maier (2010) para uma perspectiva adicional.

Métodos e Técnicas de Modelagem.

Uso geral dos modelos: Vários tipos de modelos podem ser usados ​​no contexto da análise do sistema: Os modelos físicos são modelos em escala que permitem a simulação de fenômenos físicos. Eles são específicos para cada disciplina; ferramentas associadas incluem mock-ups, tabelas de vibração, bancadas de teste, protótipos, câmara de descompressão, túneis de vento, etc. Os modelos de representação são usados ​​principalmente para simular o comportamento de um sistema. Por exemplo, diagramas de blocos de fluxo funcional aprimorados (eFFBDs), diagramas de estados, diagramas de máquina de estado (baseados em linguagem de modelagem de sistemas (SysML)), etc. Os modelos analíticos são usados ​​principalmente para estabelecer valores de estimativas. Podemos considerar os modelos determinísticos e os modelos probabilísticos (também conhecidos como modelos estocásticos) como sendo de natureza analítica. Modelos analíticos usam equações ou diagramas para abordar a operação real do sistema. Podem ser muito simples (adição) a incrivelmente complicada (distribuição probabilística com várias variáveis). Use modelos certos dependendo do progresso do projeto No início do projeto, os primeiros estudos usam ferramentas simples, permitindo aproximações aproximadas que têm a vantagem de não exigir muito tempo e esforço. Essas aproximações são geralmente suficientes para eliminar soluções candidatas irreais ou de saída. Progressivamente, com o progresso do projeto, é necessário melhorar a precisão dos dados para comparar as soluções candidatas que ainda estão competindo. O trabalho é mais complicado se o nível de inovação for alto. Um engenheiro de sistemas sozinho não pode modelar um sistema complexo; ele tem que ser apoiado por pessoas qualificadas de diferentes disciplinas envolvidas. Expertise especializada: Quando os valores dos critérios de avaliação não podem ser dados de forma objetiva ou precisa, ou porque o aspecto subjetivo é dominante, podemos pedir especialistas para especialistas. As estimativas seguem quatro etapas: Selecionar entrevistados para coletar a opinião de pessoas qualificadas para o campo considerado. Elaborar um questionário; Um questionário preciso permite uma análise fácil, mas um questionário que é demasiado fechado corre o risco de negligenciar pontos significativos. Entreviste um número limitado de especialistas com o questionário, incluindo uma discussão aprofundada para obter opiniões precisas. Analise os dados com várias pessoas diferentes e compare suas impressões até que um acordo sobre uma classificação de critérios de avaliação e / ou soluções candidatas seja alcançado.

Os modelos analíticos frequentemente usados ​​no contexto da análise do sistema estão resumidos na Tabela 3.

Modelos contendo estatísticas estão incluídos nesta categoria. O princípio consiste em estabelecer um modelo baseado em uma quantidade significativa de dados e número de resultados de projetos anteriores; eles podem se aplicar apenas a elementos / componentes do sistema cuja tecnologia já existe. Modelos por analogia também usam projetos antigos. O elemento do sistema em estudo é comparado a um elemento do sistema já existente com características conhecidas (custo, confiabilidade, etc.). Em seguida, essas características são ajustadas com base na experiência dos especialistas. As curvas de aprendizado permitem prever a evolução de uma característica ou de uma tecnologia. Um exemplo de evolução: "Cada vez que o número de unidades produzidas é multiplicado por dois, o custo dessa unidade é reduzido com uma certa porcentagem, geralmente constante".

Considerações práticas.

As principais armadilhas e boas práticas relacionadas à análise do sistema são descritas nas próximas duas seções.

Algumas das principais armadilhas encontradas no planejamento e na execução da análise do sistema são fornecidas na Tabela 4.

Práticas comprovadas.

Algumas práticas comprovadas reunidas a partir das referências são fornecidas na Tabela 5.

Referências.

Trabalhos citados.

ANSI / EIA. 1998. Processos para Engenharia de um Sistema. Filadélfia, PA, EUA: American National Standards Institute (ANSI) / Associação das Indústrias Eletrônicas (EIA), ANSI / EIA-632-1998.

NASA 2007. Manual de Engenharia de Sistemas. Washington, D. C .: Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço (NASA), NASA / SP-2007-6105.

Ring, J, H. Eisner e M. Maier. 2010. "Questões-chave da engenharia de sistemas, parte 3: Provando seu design." INCOSE Insight 13 (2).

Referências Primárias.

ANSI / EIA. 1998. Processos para Engenharia de um Sistema. Filadélfia, PA, EUA: American National Standards Institute (ANSI) / Associação das Indústrias Eletrônicas (EIA), ANSI / EIA 632-1998.

Blanchard, B. S. e W. J. Fabrycky. 2010. Engenharia e Análise de Sistemas, 5ª ed. Prentice-Hall International Series em Engenharia Industrial e de Sistemas. Englewood Cliffs, NJ, EUA: Prentice-Hall.

NASA 2007. Manual de Engenharia de Sistemas. Washington, D. C., EUA: NASA / NASA / SP-2007-6105.

Referências Adicionais.

Ring, J, H. Eisner e M. Maier. 2010. "Questões-chave da engenharia de sistemas, parte 3: Provando seu design." INCOSE Insight. 13 (2).

Discussão SEBoK.

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Análise de Trade-off: Criação e Exploração do Tradespace do Sistema.

Gregory S. Parnell PhD (Editor)

Descrição.

Apresenta informações para criar uma estrutura de análise de compromisso para uso em ambientes de aquisição governamentais e comerciais.

Este livro apresenta um processo de gerenciamento de decisões baseado nas melhores práticas de teoria de decisão e análise de custos alinhadas com a ISO / IEC 15288, o Manual de Engenharia de Sistemas e o Corpo de Conhecimento em Engenharia de Sistemas. Ele fornece uma estrutura sólida de análise de compromisso para gerar o espaço de negociação e avaliar o valor e o risco para apoiar a tomada de decisões do sistema ao longo do ciclo de vida. Análise de trade-off e técnicas de análise de risco são examinadas. Os autores apresentam uma estrutura de trade-off e análise de risco de valor integrado baseada na teoria da decisão. Esses conceitos de análise de compromisso são ilustrados nos diferentes estágios do ciclo de vida usando vários exemplos de defesa e domínios comerciais.

Fornece técnicas para identificar e estruturar os objetivos das partes interessadas e alternativas criativas e factíveis Apresenta as vantagens e desvantagens das técnicas de criação e exploração de tradespace para análise de conceitos, arquiteturas, projeto, operações e aposentadoria Abrange as fontes de incerteza no ciclo de vida do sistema e examina como identificar, avaliar e modelar a incerteza usando probabilidade Ilustra como realizar uma análise de compromisso usando o Processo de Gerenciamento de Decisão INCOSE usando técnicas determinísticas e probabilísticas.

Trade-off Analytics: Criando e Explorando o Sistema O Tradespace é escrito para estudantes de graduação e pós-graduandos que estudam projeto de sistemas, engenharia de sistemas, engenharia industrial e gerenciamento de engenharia. Este livro também serve como um recurso para a prática de projetistas de sistemas, engenheiros de sistemas, gerentes de projeto e gerentes de engenharia.

Gregory S. Parnell, PhD, é professor pesquisador no Departamento de Engenharia Industrial da Universidade de Arkansas. Ele também é diretor sênior da Innovative Decisions, Inc., uma empresa de análise de risco e análise e atuou como presidente do conselho. Dr. Parnell publicou mais de 100 artigos e capítulos de livros e foi editor líder de tomada de decisão para engenharia de sistemas e gerenciamento, Wiley Series em engenharia de sistemas (2ª edição, Wiley 2011) e principal autor do manual de análise de decisão (Wiley 2013) . Ele é membro do INFORMS, do INCOSE, do MORS e da Society for Decision Professionals.

Recursos relacionados

Instrutor.

Permissões.

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Lista de colaboradores xix.

Sobre os autores xxi.

Sobre o site do Companion xlv.

1 Introdução à Análise de Trade-off 1.

Gregory S. Parnell Mateus Cilli Azad M. Madni e Garry Roedler.

1.1 Introdução 2.

1.2 Análises de Trade-off ao longo do ciclo de vida 3.

1.3 Análise de Trade-off para Identificar o Valor do Sistema 3.

1.4 Análise de Trade-off para Identificar Incertezas e Riscos do Sistema 6.

1.5 As análises de compromisso podem integrar a análise de valor e risco 6.

1.6 Análise de Trade-off no Processo de Gerenciamento de Decisão de Engenharia de Sistemas 8.

1.7 Análise de Trade-off Erros de Omissão e Comissão 9.

1.8 Visão Geral do Livro 20.

1.9 Principais Termos 24.

1.10 Exercícios 25.

2 Uma Estrutura Conceitual e Fundamentos Matemáticos para Análise de Trade-Off 29.

Gregory Parnell Azad M. Madni e Robert F. Bordley.

2.1 Introdução 29.

2.2 Termos de Análise de Trade-Off 30.

2.3 Diagrama de Influência do Tradespace 31.

2.4 Exploração Tradespace 46.

2.6 Palavras-chave 47.

2.7 Exercícios 48.

3 Quantificando a incerteza 51.

Robert F. Bordley.

3.1 Fontes de Incerteza na Engenharia de Sistemas 51.

3.2 As Regras de Probabilidade e Intuição Humana 52.

3.3 Distribuições de Probabilidade 56.

3.4 Estimativa de Probabilidades 66.

3.5 Modelando Usando Probabilidade 72.

3.7 Principais Termos 81.

3.8 Exercícios 83.

4 ANALISANDO OS RECURSOS 91.

Edward A. Pohl Simon R. Goerger e Kirk Michealson.

4.1 Introdução 91.

4.2 Recursos 92.

4.3 Análise de Custo 99.

4.4 Análise de Acessibilidade 135.

4.5 Termos-chave 147.

4.6 Exercícios 149.

5 Entendendo o Gerenciamento de Decisões 155.

Matthew Cilli e Gregory S. Parnell.

5.1 Introdução 155.

5.2 Contexto do Processo de Decisão 156.

5.3 Atividades do Processo de Decisão 157.

5.5 Termos Chave 199.

5.6 Exercícios 200.

6 Identificando oportunidades 203.

Donna H. Rhodes e Simon R. Goerger.

6.1 Introdução 203.

6.2 Conhecimento 205.

6.3 Armadilhas de Decisão 207.

6.4 Técnicas 210.

6.6 Exemplos ilustrativos 223.

6.7 Termos principais 228.

6,8 Exercícios 230.

7 Identificando Objetivos e Medidas de Valor 233.

Gregory S. Parnell e William D. Miller.

7.1 Introdução 233.

7.2 Pensamento com Foco no Valor 234.

7.3 Valor para os acionistas e partes interessadas 236.

7.4 Desafios na identificação de objetivos 238.

7.5 Identificando os Objetivos da Decisão 239.

7.6 O objetivo financeiro ou de custo 241.

7.7 Desenvolvimento de medidas de valor 243.

7.8 Estruturando Múltiplos Objetivos 243.

7.9 Exemplos ilustrativos 248.

7.10 Resumo 250.

7.11 Termos principais 252.

7.12 Exercícios 253.

8 DESENVOLVIMENTO E AVALIAÇÃO DE ALTERNATIVAS 257.

C. Robert Kenley Clifford Whitcomb e Gregory S. Parnell.

8.1 Introdução 257.

8.2 Visão geral da criatividade e das equipes decisórias 258.

8.3 Técnicas Alternativas de Desenvolvimento 263.

8.4 Avaliação de Técnicas Alternativas de Desenvolvimento 275.

8.5 Técnicas Alternativas de Avaliação 276.

8.6 Avaliação de Técnicas Alternativas de Avaliação.

8.7 Termos principais 290.

8.8 Exercícios 290.

9 Um modelo integrado para análise de trade-off 297.

Alexander D. MacCalman Gregory S. Parnell e Sam Savage.

9.1 Introdução 297.

9.2 Exemplo de Projeto Conceitual 298.

9.3 Diagrama de Influência da Abordagem Integrada 300.

9.4 Outros tipos de análise de trade-off 322.

9.5 Ferramentas de Simulação 322.

9.7 Termos principais 330.

9.8 Exercícios 331.

10 EXPLORANDO O COMÉRCIO DE CONCEITOS 337.

Azad M. Madni e Adam M. Ross.

10.1 Introdução 337.

10.2 Definição do conceito de espaço e conceito de sistema das operações 345.

10.3 Explorando o Espaço do Conceito 346.

10.4 Estruturas de Análise de Trade-off 348.

10.5 Tradespace e ciclo de vida do projeto do sistema 349.

10.6 Do Point Trade-offs para o Tradespace Exploration 351.

10.7 Análise Tradespace Multiatributo Baseada em Valor 351.

10.8 Exemplo Ilustrativo 359.

10.9 Conclusões 369.

10.10 Termos principais 371.

10.11 Exercícios 372.

11 Estrutura de Avaliação de Arquitetura 377.

11.1 Introdução 377.

11.2 Principais Considerações na Avaliação de Arquiteturas 385.

11.3 Elementos de Avaliação de Arquitetura 389.

11.4 Passos em um processo de avaliação de arquitetura 396.

11.5 Exemplo de taxonomia de avaliação 398.

11.6 Resumo 400.

11.7 Termos-chave 400.

11.8 Exercícios 402.

12 Explorando o espaço de design 405.

Clifford Whitcomb e Paul Beery.

12.1 Introdução 405.

12.2 Exemplo 1: Liftboat 406.

12.3 Exemplo 2: Projeto do Navio de Cruzeiro 411.

12.4 Exemplo 3: Navio Combatente de Superfície Naval da NATO 417.

12.5 Termos-chave 431.

12.6 Exercícios 433.

13 MODELOS RELACIONADOS AO SUSTENTAMENTO E ESTUDOS DE COMÉRCIO 437.

John E. MacCarthy e Andres Vargas.

13.1 Introdução 437.

13.2 Modelagem de Disponibilidade e Estudos Comerciais 439.

13.3 Modelos de sustentação do custo do ciclo de vida e estudos comerciais14 454.

13.4 Otimização em Estudos de Comércio de Disponibilidade 464.

13,5 Modelagem de Monte Carlo 471.

13.6 Resumo do capítulo 475.

13.7 Termos-chave 476.

13.8 Exercícios 478.

14 Execução de análises de trade-off programático 483.

Gina Guillaume-Joseph e John E. MacCarthy.

14.1 Introdução 483.

14.2 Decisões de Aceitação do Sistema e Estudos de Comércio 485.

14.3 Estudo de Negociação de Decisão de Cancelamento de Produto 512.

4.3.1 Framework de Processo de Estudo de Tradeoff de Engenharia de Sistemas.

Matthew V. Cilli,

E-mail: mcilli@stevens. edu Engenharia de Sistemas PhD Candidato Stevens Institute of Technology, Hoboken, NJ Procurar por mais artigos deste autor.

Gregory S. Parnell.

E-mail: gparnell@uark. edu Departamento de Engenharia Industrial, Universidade de Arkansas, Professor Visitante de Engenharia Industrial 4207 Bell Engineering Centre Procurar mais artigos deste autor.

Primeira publicação: julho de 2014 Histórico de publicação completo DOI: 10.1002 / j.2334-5837.2014.tb03151.x Ver / salvar citações Citado por (CrossRef): 0 articles Check for updates.

Os estudos de tradeoff são uma ferramenta crítica para fornecer informações para apoiar a tomada de decisões para engenheiros de disciplina, engenheiros de sistemas e gerentes de programas durante todo o ciclo de vida do sistema. Infelizmente, a qualidade dos estudos de comércio é inconsistente entre as organizações e dentro das organizações. Este documento relata parte de um esforço do INCOSE para melhorar os estudos de tradeoff e discute uma proposta de Processo de Gestão de Decisões INCOSE alinhada com a ISO / IEC 15288. O processo proposto discutido neste documento integra as melhores práticas de análise de decisão com atividades de engenharia de sistemas para criar uma linha de base a partir da qual Trabalhos futuros podem explorar possíveis inovações para melhorar ainda mais a qualidade do estudo de tradeoff. O processo permite que as empresas desenvolvam uma compreensão profunda do relacionamento complexo entre requisitos, as escolhas de design feitas para atender a cada requisito e as conseqüências do nível de sistema da soma das escolhas de design em todo o conjunto de requisitos de desempenho, além de outros elementos valor do stakeholder para incluir custo e cronograma. Por meio de técnicas de visualização de dados, os tomadores de decisão podem entender rapidamente e comunicar com clareza um espaço comercial complexo e convergir para recomendações robustas na presença de incerteza.

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Emissão online: 31 de outubro de 2014 Versão do registro online: 31 de outubro de 2014.

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Análise e Seleção entre Soluções Alternativas.

Este tópico faz parte da área de conhecimento Abordagem de Sistemas Aplicada a Sistemas de Engenharia (KA). Ele descreve o conhecimento relacionado à análise e seleção de uma solução preferencial das possíveis opções, que podem ter sido propostas pela Synthesizing Possible Solutions. Opções de solução selecionadas podem formar o ponto de partida para Implementar e Provar uma Solução. Qualquer uma das atividades descritas abaixo também pode precisar ser considerada concorrentemente com outras atividades na abordagem de sistemas em um ponto específico da vida de um sistema de interesse (SoI).

As atividades descritas abaixo devem ser consideradas no contexto do tópico Visão Geral do Enfoque de Sistemas no início deste KA. O tópico final desta KA, Aplicando a Abordagem de Sistemas, considera os aspectos dinâmicos de como essas atividades são usadas como parte da abordagem de sistemas e como isso se relaciona em detalhes com os elementos da engenharia de sistemas (SE).

Análise de sistema.

A análise do sistema é uma atividade na abordagem de sistemas que avalia um ou mais artefatos do sistema criados durante as atividades envolvidas no Sintetizando possíveis soluções, como:

Definição de critérios de avaliação com base nas propriedades e no comportamento requeridos de um problema identificado ou situação do sistema de oportunidade. Acessando as propriedades e o comportamento de cada solução candidata em comparação aos critérios. Comparing the assessments of the candidate solutions and identification of any that could resolve the problem or exploit the opportunities, along with the selection of candidates that should be further explored.

As discussed in Synthesizing Possible Solutions topic, the problem context for an engineered system will include a logical or ideal system solution description. It is assumed that the solution that “best” matches the ideal one will be the most acceptable solution to the stakeholders. Note, as discussed below, the “best” solution should include an understanding of cost and risk, as well as effectiveness. The problem context may include a soft system conceptual model describing the logical elements of a system to resolve the problem situation and how these are perceived by different stakeholders (Checkland 1999). This soft context view will provide additional criteria for the analysis process, which may become the critical issue in selecting between two equally effective solution alternatives.

Hence, analysis is often not a one-time process of solution selection; rather, it is used in combination with problem understanding and solution synthesis to progress towards a more complete understanding of problems and solutions over time (see Applying the Systems Approach topic for a more complete discussion of the dynamics of this aspect of the approach).

Effectiveness Analysis.

Effectiveness studies use the problem or opportunity system context as a starting point.

The effectiveness of a synthesized system solution will include performance criteria associated with both the system’s primary and enabling functions. These are derived from the system’s purpose, in order to enable the realization of stakeholder needs in one or more, wider system contexts.

For a product system there are a set of generic non-functional qualities that are associated with different types of solution patterns or technology, e. g., safety, security, reliability, maintainability, usability, etc. These criteria are often explicitly stated as parts of the domain knowledge of related technical disciplines in technology domains.

For a service system or enterprise system the criteria will be more directly linked to the identified user needs or enterprise goals. Typical qualities for such systems include agility, resilience, flexibility, upgradeability, etc.

In addition to assessments of the absolute effectiveness of a given solution system, systems engineers must also be able to combine effectiveness with the limitations of cost and timescales included in the problem context. In general, the role of system analysis is to identify the proposed solutions which can provide some effectiveness within the cost and time allocated to any given iteration of the systems approach (see Applying the Systems Approach for details). If none of the solutions can deliver an effectiveness level that justifies the proposed investment, then it is necessary to return to the original framing of the problem. If at least one solution is assessed as sufficiently effective, then a choice between solutions can be proposed.

Trade-Off Studies.

In the context of the definition of a system, a trade-off study consists of comparing the characteristics of each candidate system element to those of each candidate system architecture, in order to determine the solution that globally balances the assessment criteria in the best way. The various characteristics analyzed are gathered in cost analysis, technical risks analysis, and effectiveness analysis (NASA 2007). To accomplish a trade off study there are a variety of methods, often supported by tooling. Each class of analysis is the subject of the following topics:

Assessment criteria are used to classify the various candidate solutions. They are either absolute or relative. For example, the maximum cost per unit produced is c$, cost reduction shall be x%, effectiveness improvement is y%, and risk mitigation is z%. Boundaries identify and limit the characteristics or criteria to be taken into account at the time of analysis (e. g., the kind of costs to be taken into account, acceptable technical risks, and the type and level of effectiveness). Scales are used to quantify the characteristics, properties, and/or criteria and to make comparisons. Their definition requires knowledge of the highest and lowest limits, as well as the type of evolution of the characteristic (linear, logarithmic, etc.). An assessment score is assigned to a characteristic or criterion for each candidate solution. The goal of the trade-off study is to succeed in quantifying the three variables (and their decomposition in sub-variables) of cost, risk, and effectiveness for each candidate solution. This operation is generally complex and requires the use of models. The optimization of the characteristics or properties improves the scoring of interesting solutions.

A decision-making process is not an accurate science; ergo, trade-off studies have limits. The following concerns should be taken into account:

Subjective Criteria – personal bias of the analyst; for example, if the component has to be beautiful, what constitutes a “beautiful” component? Uncertain Data – for example, inflation has to be taken into account to estimate the cost of maintenance during the complete life cycle of a system, how can a systems engineer predict the evolution of inflation over the next five years? Sensitivity Analysis – A global assessment score that is designated to every candidate solution is not absolute; thus, it is recommended that a robust selection is gathered by performing a sensitivity analysis that considers small variations of assessment criteria values (weights). The selection is robust if the variations do not change the order of scores.

A thorough trade-off study specifies the assumptions, variables, and confidence intervals of the results.

Systems Principles of System Analysis.

From the discussions above, the following general principles of systems analysis can be defined:

Systems analysis is an iterative activity consisting of trade studies made between various solution options from the systems synthesis activity. Systems analysis uses assessment criteria based upon a problem or opportunity system description. These criteria will be based around an ideal system description that assumes a hard system problem context can be defined. The criteria must consider required system behavior and properties of the complete solution in all of the possible wider system contexts and environments. Trade studies require equal consideration to the primary system and the enabling system working as a single sytem to address the User need. These trades need to consider system requirements for Key Performance Parameters (KPPs), systems safety, security, and affordability across the entire life cycle This ideal system description may be supported by soft system descriptions from which additional “soft” criteria may be defined (e. g., a stakeholder preference for or against certain kinds of solutions and relevant social, political, or cultural conventions to be considered in the likely solution environment, etc.). At a minimum, the assessment criteria should include the constraints on cost and time scales acceptable to stakeholders. Trade studies provide a mechanism for conducting analysis of alternative solutions. A trade study should consider a “system of assessment criteria”, designating special attention to the limitations and dependencies between individual criteria. Trade studies need to deal with both objective and subjective criteria. Care must be taken to assess the sensitivity of the overall assessment to particular criteria.

Referências.

Trabalhos citados.

Checkland, P. B. 1999. Systems Thinking, Systems Practice . Chichester, UK: John Wiley & Filhos Ltd.

NASA 2007. Systems Engineering Handbook , Revision 1. Washington, DC, USA: National Aeronautics and Space Administration (NASA). NASA/SP-2007-6105.

Primary References.

ISO/IEC/IEEE. 2015. Systems and software engineering -- System life cycle processes . Geneva, Switzerland: International Organisation for Standardisation / International Electrotechnical Commissions / / Institute of Electrical and Electronics Engineer. ISO/IEC/IEEE 15288:2015.

Jackson, S., D. Hitchins and H. Eisner. 2010. "What is the Systems Approach?" INCOSE Insight. 13(1) (April 2010): 41-43.

Referências Adicionais.

SEBoK v. 1.9 released 17 November 2017.

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