Ingeniería de Sistemas “Arte o habilidad de diseñar y optimizar una necesidad terminando con la especificación de cada uno de sus elementos” (Gp:) No es una ciencia exacta. (Gp:) Aplicable a problemas de gran escala. (Gp:) Es un lenguaje complicado por ser abstracto. (Gp:) Sigue un enfoque basado en FASES. (Gp:) Se puede aplicar a diferentes tecnologías. (Gp:) Ingeniería de Sistemas: (Gp:) Desarrollo de una tecnología básica. (Gp:) Diseño a pequeña escala. (Gp:) Orientado a Fabricación. (Gp:) Diseño SoftWare. (Gp:) Diseño HardWare. (Gp:) Ingeniería de Sistemas:
Interfaz en Organización Industrial (Gp:) Clientes (Gp:) Comercial (Gp:) Markting (Gp:) Fabricación (Gp:) Ingeniería (Gp:) I+D (Gp:) Compras (Gp:) Ctrl. Producción (Gp:) Material (Gp:) Ofertas (Gp:) Peticiones (Gp:) Catálogo (Gp:) Esp. Diseño (Gp:) Esp. Producto (Gp:) Especificación (Gp:) Lista Componentes (Gp:) Esp. Compras (Gp:) Política Compras (Gp:) Plan Compras (Gp:) Plan Ventas (Gp:) Informe Prod. (Gp:) Plan Producción (Gp:) Producción Acabada (Gp:) Inspección Compras
Estructura de un proyecto industrial DEFINICIÓN ANÁLISIS DISEÑO IMPLEMENTACIÓN VERIFICACIÓN EXPLOTACIÓN CONTROL CONFIGURACIÓN (Gp:) Definición Proyecto (Gp:) Plan Verif. (Gp:) Manual Operación y Mantenimiento (Gp:) Especificación Sistema (Gp:) Espec.Elementos (Gp:) Planes Prueba Elementos (Gp:) Elementos integrados (Gp:) Informes Pruebas (Gp:) Sistema Verificado (Gp:) Informes Pruebas Sistema
Fase DEFINICIÓN Definición Proyecto: Se establecen los OBJETIVOS y REQUISITOS a partir de una necesidad creada por un CLIENTE o por una necesidad de mercado. Tareas asociadas: Elaboración de un documento con OBJETIVOS y REQUISITOS. Exposición de las restricciones en: Coste. Tecnología. Plazos de ejecución. Normativa. …
Fase ANÁLISIS Análisis : Se traducen las necesidades, encontradas en la fase de DEFINICIÓN, en FUNCIONES, ELEMENTOS e INTERACIONES de una manera óptima. Tareas asociadas: Elaboración de un documento de ESPECIFICACIÓN DE SISTEMA. Se realiza un particionado en subproblemas que se optimiza según las restricciones de : Coste. Tecnología. Plazos de ejecución. Normativa. …
Fase DISEÑO Diseño : Se traducen los conjuntos de elementos y sus interacciones en SUBELEMENTOS fácilmente implementables y optimizados entre sí. Tareas asociadas: Elaboración de un documento de ESPECIFICACIÓN DE CADA UNO DE LOS ELEMENTOS. Se realizan las siguientes actividades: Control: Coordinación. Ctrl. Cumplimento de requisitos. Ctrl . de Interfaces. Documentación: Especificación de los Elementos. Diseñar. Comprar. Fabricar Se genera la inforemación necesaria para: Verificar el sistema. Realizar el Mantenimiento y Operación.
Fase IMPLEMENTACION Implementación : Consiste en la integración de todos los elementos básicos Tareas asociadas: Fabricación Compras Diseño – Programación de elementos a bajo nivel Pruebas unitarias Pruebas de integración
Fase VERIFICACION Verificación : A través de las pruebas se comprueba si el sistema completo cumple los objetivos de partida Requisitos de las pruebas: Validez Economía y efectividad de costes No duplicidad Tratamiento de pruebas destructivas Evolución
Fase EXPLOTACION (Gp:) Explotación : Está compuesta por dos actividades (Gp:) Operación Mantenimiento OPERACION: son las tareas que realizan las personas para que el sistema funcione MANTENIMIENTO: corrección de la degradación de: las realizaciones sistema como ente abstracto (Gp:) Corregir errores Mejoras tecnológicas Adecuación de nuevas necesidades
(Gp:) CICLO DE VIDA DEL PROYECTO (Gp:) CICLO DE VIDA DEL SISTEMA (Gp:) 5% Gestión (Gp:) 5% Definición (Gp:) 15% Análisis (Gp:) Implementación (Gp:) 15% Verificación (Gp:) Explotación (Gp:) OPERACIÓN MANTENIMIENTO (Gp:) 60% Diseño TEMPORIZACIÓN DEL CICLO DE DESARROLLO
GRUPOS DE TRABAJO EN PARALELO (Gp:) Definición (Gp:) Análisis (Gp:) Diseño (Gp:) Implementación (Gp:) Verificación (Gp:) Explotación (Gp:) Análisis y Diseño para la fabricación (Gp:) Fabricación (Gp:) Análisis y Diseño para explotación (Gp:) Soporte y Mantenimiento
DEFINICION Y ANALISIS (Gp:) Sistema (Gp:) Funcionalidad (Gp:) Elementos (Gp:) Integración (Gp:) Qué elemento interacciona (Gp:) Estructura (Gp:) Cómo es (Gp:) Interfaz
ESTRUCTURA DEFINICION: Es una distribución y ordenamiento de las partes de un todo (Gp:) REPRESENTACION (Gp:) Matriz de adyacencia (Gp:) Grafos (Gp:) Clases de interacciones (Gp:) a i j= 0 (no relación) (Gp:) a i j= 1 (relación entre i y j) (Gp:) IMPORTANCIA DE LA ESTRUCTURA (Gp:) Según el fin así será su representación (Gp:) ESTRUCTURAS MODULARES ¿Por qué? (Gp:) Facilidad (Gp:) Sencillez en el diseño (Gp:) Sencillez en la fabricación (Gp:) Bajo costo (Gp:) Flexibilidad
ESTRUCTURA (Gp:) PROPIEDADES DE LAS ESTRUCTURAS MODULARES (Gp:) Fijas (Gp:) Configurables (Gp:) Reconfigurables (Gp:) No admiten otra estructura (Gp:) Admiten varias estructuras No cambian con el tiempo (Gp:) Pueden cambiar con el tiempo Eje red de telecomunicaciones (Gp:) PROPIEDADES DEPENDIENTES DE LA ESTRUCTURA (Gp:) Conectividad (Gp:) Redundancia (Gp:) Vulnerabilidad (Gp:) Nº de ramas mínimo que al quitarlas queda algún nodo aislado (Gp:) Cambiar algún elemento sin cambiar la funcionalidad (Gp:) Sensibilidad a fallos
ESTRUCTURA ESTRUCTURA DE UN PROYECTO: (Ver estructura de un proyecto industrial) Un sistema con estructura fija se dice que está perfectamente ordenado Los sistemas complejos con el tiempo suelen ir desordenándose, siguen proporcionando el servicio pero van degradándose Para que esto no ocurra hay que procurar que el sistema esté en equilibrio El mantenimiento es la fuerza que contrarresta la fuente del desorden
INTERFAZ INTERFAZ: Relación entre dos elementos, cuando esta relación no sea solo de orden Cuando se describe un interfaz: Se describe la parte de cada elemento diseñada para comunicarse con el otro Diseño del interfaz importante en sistemas grandes (Gp:) TIPOS: Transferencia (Gp:) SEÑAL / INFORMACION ENERGIA ELECTRICA CALOR MATERIA (aire, gasolina) FUERZA ENERGIA (Gp:) RECOMENDACIONES PARA DISTINGUIRLOS (Gp:) Internos: entre elementos (Gp:) Externos: hablan del comportamiento externo del sistema
INTERFAZ INTERFAZ EXTERNO: Normalmente se utilizan interfaces definidos ya o partes de éstos. El hecho de que dos externos cumplan el interfaz no quiere decir que se entiendan. La comunicación va más allá del interfaz. (Gp:) PROBLEMAS EN EL DISEÑO DE UN INTERFAZ EXTERNO (Gp:) Difícil verificación de que se cumpla el interfaz Difícil verificación del interfuncionamiento Controlar las interacciones anómalas (Gp:) INTERFAZ (Gp:) Normalizado (Gp:) Coste elevado (Gp:) ¿Interfuncionamiento? (Gp:) Específico (Gp:) Adoptar uso normalizado Prever evolución (costo) Externo (protección)
INTERFAZ (Gp:) TIPOS DE INTERFACES (Gp:) OPERACION (Gp:) SALIDAS (Gp:) ENTRADAS (Gp:) Indicaciones visuales Sonidos (Gp:) Botones Teclados Pedales (Gp:) SW (Gp:) SW – HW (Gp:) Instrucciones Registros Interrupciones Memorias (Gp:) PROGRAMADOR (Gp:) LAN LIBRERIAS (Gp:) SS.OO EIS Herramientas de desarrollo (Gp:) SW – SW (Gp:) Comunicar aplicaciones Diseño modular Sistemas en tiempo real
(Gp:) INTERFAZ (Gp:) TIPOS DE INTERFACES (Gp:) COMUNICACION (Gp:) SISTEMAS COMUNICACIONES (Gp:) ORGANIZACION (Gp:) CÓMO SE ESTRUCTURA UN PROYECTO (Gp:) PROYECTO (Gp:) ESPECIFICACIONES PLANES MANUALES INFORMES
Fase DEFINICION DEFINICION: A partir de una necesidad se hace una especificación de requisitos (Gp:) ESPECIFICACION DE REQUISITOS (Gp:) Requisitos operacionales (Gp:) Como se usa Ciclo de vida Distribución Parámetros físicos (Gp:) Requisitos soporte/fabricación (Gp:) Mantenimiento Soporte logístico (Gp:) Requisitos de verificación (Gp:) Verificación/Validación Aceptación Requisitos de restricción
Fase ANÁLISIS ANALISIS: Hay que identificar y diseñar un sistema que cumpla lo expuesto en la especificación de requisitos (Gp:) REQUISITOS (Gp:) DISEÑO CONCEPTUAL DECISIONES (Gp:) ANALISIS FUNCIONAL (Gp:) ASIGNACION REQUISITOS (Gp:) OPTIMIZACION (Gp:) ESPECIFICACION DE SISTEMA (Gp:) REVISION DE DISEÑO (Gp:) CONTROL DE CONFIGURACION (Gp:) 1 (Gp:) 2 (Gp:) 3 (Gp:) 4 (Gp:) 5 (Gp:) 6 (Gp:) 7
Fase ANALISIS: DECISIONES (Gp:) ANALISIS ALTERNATIVO (Gp:) REQUISITOS (Gp:) CRITERIOS EVALUACION (Gp:) EVALUACIONALTERNATIVA (Gp:) TECNICAS EVALUACION (Gp:) MODELOS (Gp:) ANALISIS RESULTADOS (Gp:) DECISIONES TOMADAS Fijos Parámetros de efectividad Reconocer el problema Alternativas Decidir cifras de mérito Identificar datos necesarios Identificar riesgos e incertidumbre (tamaño, peso, autonomía) Definición de modelos y prototipos Niveles de confianza Sensibilidad Parámetros comprometidos Simulaciones Obtención de resultados Construcción de modelos y prototipos
Fase ANALISIS: DECISIONES CUANDO NO APARECEN SOLUCIONES EN PROYECTOS COMPLEJOS (Gp:) TECNICA BRAINSTORMING Se utilizan en grupos de 6-8 personas y se basa en procesos de asociación de ideas FASES: Se explica la técnica al grupo Se expresan las ideas por turnos, escribiéndolas y sin borrarlas para más tarde juzgarlas Está dirigida por el mediador que es quien organiza los resultados: eliminando ideas repetidas generalizando ideas clarificando lo que no lo está descartando las no válidas organizando las ideas restantes Realización de un informe de nuevas ideas
Fase ANALISIS: DECISIONES PARAMETROS DE EVALUACION (Gp:) Coste del ciclo de vida (Gp:) Coste de I+D Coste de inversiones Coste operativos/soporte (Gp:) Coste de investigación de diseño de pruebas/evaluación de fabricación de mantenimiento (Gp:) Efectividad del Sistema (Gp:) Prestaciones Disponibilidad operativa Facilidad soporte (Gp:) Rango y precisión Fiabilidad Mantenibilidad Velocidad Facilidad de producción Tamaño, peso y forma (Gp:) MAX (Efectividad coste) = (Gp:) Efectividad sistema Costo del ciclo de vida
Fase ANALISIS ANALISIS FUNCIONAL/PARTICIONADO ALTO NIVEL (Gp:) CRITERIOS DEL PARTICIONADO EN ALTO NIVEL (Gp:) Las funciones deben estar descritas fácilmente y el nº debe ser pequeño. Las interacciones (interfaces) deben estar descritas fácilmente, esto implica que el particionado se ha llevado a cabo separando responsabilidades clave. Debe haber pocas iteraciones. Si se cumplen estos criterios el sistema es fácil de (Gp:) DISEÑAR MANTENER VERIFICAR
Fase ANALISIS ANALISIS FUNCIONAL/PARTICIONADO ALTO NIVEL (Gp:) REALIZACION DEL ANALISIS FUNCIONAL (Gp:) Hacer una partición funcional Enumerar las interacciones con el exterior (Gp:) Ver si hay prioridad Secuencia Alternativas (Gp:) Ordenar las funciones (Gp:) Agrupar las funciones relacionadas Identificar funciones que existan implementadas Identificar funciones comunes Dibujar diagramas y unir con líneas las relacionadas Identificar funciones con relación con el exterior Reorganizar para evitar duplicidad CODIFICACION (Gp:) Dar números o claves que ayuden a entender la estructura
Fase ANALISIS ESPECIFICACION DE REQUISITOS Tenemos un sistema que debe cumplir unos requisitos y necesitamos especificar los requisitos de diseño de cada elemento para poder desarrollarlo por separado de manera que la unión de las funciones sea la funcionalidad total (Gp:) REQUISITOS (Gp:) Req. i (Gp:) Req. j (Gp:) Req. m (Gp:) CONJUNTO (Gp:) ? Requisitos
Fase ANALISIS ESPECIFICACION DE SISTEMA Los documentos al final de la etapa de análisis (Gp:) ESPECIFICACION DE SISTEMA (Gp:) Estructura de sistema Especificación funcional de elementos Especificación de interfaces (Gp:) PLAN DE PRUEBAS (Gp:) Cómo comprobar que el sistema cumple los requisitos (Gp:) DISEÑO CONCEPTUAL (Gp:) Documento que guarda el trabajo realizado, las alternativas barajadas, modelos utilizados. Suele servir para retomar alternativas abandonadas
Fase ANALISIS ESPECIFICACION DE SISTEMA (Gp:) PLANIFICACION (Gp:) Lista de actividades a realizar. Quién, cómo, dónde, con qué …. (Gp:) PLAN DE INGENIERIA DE SISTEMA (Gp:) Metodología Herramientas/Procedimientos Documentos Gestión de configuración (Gp:) PLANES ESPECIALES (para cosas aparte) (Gp:) Fiabilidad Mantenibilidad Aseguramiento Calidad (Gp:) CONTROL CONFIGURACIÓN (Gp:) Conjunto formado por los documentos anteriores Pueden cambiar
Fase DISEÑO Para cada elemento unitario hay que realizar los siguientes documentos: (Gp:) Plan de pruebas Manual de uso / operación / mantenimiento (Gp:) ACTIVIDADES A REALIZAR (Gp:) REVISIONES FORMALES (Gp:) GESTION DE CONFIGURACION (Gp:) Revisión de diseño Revisión de entrega de documentación
Fase DISEÑO (Gp:) REVISION FORMAL (Gp:) REVISION DE DISEÑO (Gp:) REVISION DE ENTREGA DE DOCUMENTACIÓN (Gp:) Se revisa todo el proyecto (Gp:) Se revisan solo ciertos documentos REVISION FORMAL: Auditoría o inspección sistemática realizada por alguien externo, donde hay un ponente responsable
Fase DISEÑO REVISION FORMAL: (Gp:) FIN DE ANALISIS DISEÑO DETALLADO 50% FIN DISEÑO DETALLADO (Gp:) ¿Cuantas revisiones hay que hacer? (Gp:) ¿Qué se revisa en una revisión de diseño? (Gp:) COSTES FUNCIONALIDAD INTERFACES PRESTACIONES CUMPLIMIENTO DE NORMAS SEGUIMIENTO DE PLANES
Fase DISEÑO REVISION FORMAL: (Gp:) INFORME DE REVISION (Gp:) Información del objeto a revisar (Gp:) Personas + Listas Comprobaciones (Gp:) COSTE CORREGIR ERROR (Gp:) DEFINICION ANALISIS DISEÑO EJECUCION VERIFICACION EXPLOTACION
Fase DISEÑO GESTION DE LA CONFIGURACION CONFIGURACION DEL SISTEMA: Conjunto de elementos que definen el sistema en un momento dado del ciclo de vida del sistema. OBJETIVO: Que el número de documentos de la configuración crezca de forma controlada y ordenada. (Gp:) ACTIVIDADES DE LA GESTION (Gp:) Identificación de la configuración Control de configuración Informe de estado de configuración Auditoría de la configuración
Fase DISEÑO Identificación de la configuración Es saber escribir la lista completa de documentos que va a tener el sistema. Control de la configuración Se revisan los documentos antes de pasar a la configuración. Se controla que los cambios sean aprobados. Se utiliza en: Nuevos documentos: Un técnico tras un ensayo solicita un cambio. El comité revisa formalmente e identifica si este documento está ya definido. Distribuye el documento versionado. ACTIVIDADES DE LA GESTION
Fase DISEÑO Control de la configuración Cambio de uno existente: Tras una modificación se solicita cambio del documento al comité. Se revisa si afecta al proyecto de forma global o no. ACTIVIDADES DE LA GESTION (Gp:) Petición de cambio (Gp:) Comité Control cambio (Gp:) Documento (Gp:) Configuración (Gp:) Notificación
Fase DISEÑO Control de la configuración Cambio propuestos por otros: El documento propuesto se analiza por el comité y si el cambio es aceptado se envía al responsable para que ejecute el cambio. ACTIVIDADES DE LA GESTION (Gp:) Petición de cambio (Gp:) Comité Control cambio (Gp:) Distribución de Notificación de cambios (Gp:) Configuración (Gp:) Responsable Objeto
Fase DISEÑO Informe de estado de configuración Responde a qué documentos de la configuración hay y en qué versión están. A veces conviven varias versiones del mismo producto que hasta coexisten. Pueden existir problemas como el montaje de una versión con listas de componentes anticuados. Se pueden recuperar las versiones antiguas. Auditoría de la configuración Comprobar que se cumplen los puntos 1, 2 y 3. ACTIVIDADES DE LA GESTION
Fase VERIFICACION Consiste en hacer pruebas unitarias a los elementos y generar los informes de pruebas. (Gp:) PRUEBAS DE SISTEMA (Gp:) PLANIFICACION: Definir actividades y objetivos PREPARACION: Se definen las maquetas sobre las que se harán las pruebas de sistema EJECUCION (Gp:) (Fase Análisis) (Gp:) (Fase Diseño, Ejecución)