סילבוס לקורס הנדסת מערכות
קורס הנדסת מערכות מורכבות ומולטי-דיסציפלינאריות מרץ 2017
14 מפגשים בהנחיית עוזי אוריון, בפקולטה להנדסה, אוניברסיטת ת"א
הקורס יינתן ב- 14 מפגשים שבועיים בני 3 שעות כל אחד. כל מפגש ייוחד לנושא מסוים בתהליך פיתוח המערכת, החל משלב זיהוי בעלי העניין והגדרת הדרישות, דרך קביעת הקונספט של המערכת, דרך הקצאת השגיאות והטולרנסים המערכתיים, דרך שלבי הפיתוח האינטגרציה והבדיקות ועד לתכן המערכת לייצוריות, ובדיקתיות, אמינות וזמינות ותמיכה שלמה במחזור החיים השלם שלו.
במהלך הקורס נדגיש הן את הצד הפרקטי של תפקוד מהנדס המערכת וסוגי ההחלטות שהוא צריך לקבל במהלך עבודתו והן את הצד התיאורטי של הנדסת מערכות כדיסציפלינה מקצועית. בנוסף, לקראת סוף הקורס, יינתנו הצעות, שנצברו במהלך נסיונו של המרצה לפיתוח מערכות מורכבות תוך שליטה בעלויות ייצור המוצר המפותח, לאורך כל תהליך הפיתוח, ודרכים להאצת בשלות התכן לייצוריות, להוזלת וקיצור תהליך ההעברה לייצור.
במקביל להרצאות, ילווה פרויקט-תרגיל מתגלגל, שיבוצע בצוותים לאורך ההשתלמות. במהלך התרגיל, המשתתפים ישתמשו ויישמו את החומר הנלמד ויחד ננתח את ממצאי התרגילים.
הנושאים שיילמדו במהלך הקורס:
- הנדסת מערכות-למה וכמה?
- תהליכי פיתוח לינאריים ואיטרטיביים
- ניהול הצרכים, הדרישות והמפרטים
- הקצאת המפרטים ליחידות המערכת
- ארכיטקטורה וייצוגים ארכיטקטוניים
- ניהול חדשנות באירגונים גדולים
- התכן המערכתי
- ניהול ממשקים
- תקצוב וניתוח שגיאות
- אימות ותיקוף התכן
- ניהול סיכונים
- תכנון וניהול האינטגרציה המערכתית
- ניהול סיכוני האינטגרציה
- חיזוי אמינות וזמינות
- תיכון לבדיקתיות ולתחזוקתיות
- תיכון לעלות ואופטימיזציה לוח זמני הפיתוח ע"י האצת בשלות התכן לייצוריות
- ניהול אפקטיבי של סקרים טכניים
מבנה ודרישות הקורס
מפגשים: 14 מפגשים בימי א' בין השעות 15:10-18:00.
דרישות קדם: (1) סיום תואר ראשון לפחות, בהנדסה, במוסד אקדמי מוכר (הכרחי).
(2) ניסיון בעבודה הנדסית של 3 שנים לפחות בתעשייה רלוונטית (הכרחי).
הערה: מועמדים שלא ענו לקריטריון השני יוכלו להשתתף בקורס רק לאחר ראיון וקבלת אישור של מרצה הקורס.
מטרות הקורס: הכרת תהליכי התכן המערכתי, הרציונאל שעומד מאחוריהם ויישומם במערכות הנדסיות באמצעות פרויקט- תרגיל מתגלגל.
בסיום הקורס הסטודנט יכיר את התהליכים של פיתוח מוצרים מורכבים חדשים ויוכל להתאים את התהליכים הללו לצרכי הפרויקט שלו. הסטודנט יכיר את תהליך ניהול הדרישות והמפרטים ואת הכלים המשמשים לכך. הסטודנט יכיר שיטות אופטימאליות לתכן מערכתי יצירתי, הסטודנט יכיר את הצורך ושיטות התכנון של תהליכי אימות התיקוף, ידע לתכנן אינטגרציה מערכתית אופטימאלית בהשקעה ובזמן, יכיר את השיטות לחיזוי אמינות וזמינות המערכת לאורך כל תהליך הפיתוח ואת הדרכים לתכנון המוצר לבדיקתיות ותחזוקתיות.
מהלך המפגש: הרצאה פרונטאלית, העלאת נושאים לשיחה עם הסטודנטים וביצוע הפרויקט המתגלגל.
דרישות הקורס: (1) נוכחות והשתתפות פעילה בהרצאות (מקסימום שתי החסרות) (10%)
(2) ניתוח ביקורתי של 3 מאמרים בנושא הקורס (20%)
(3) ביצוע מוצלח של התרגיל המתגלגל (70%):
סילבוס הקורס
|
|
שם המפגש |
שעות ההרצאה |
תוכן ההרצאה |
|---|---|---|---|
|
|
19/03 מפגש 1 מבוא להנדסת מערכות, תהליכי פיתוח |
15:10-16:00 |
1.1 מבוא להנדסת מערכות-מה זה ולמה? |
|
|
16:10-17:00 |
|
|
|
|
17:10-18:00 |
1.2.3 מודלים סדרתיים הכוללים דגמים מוקדמים 1.2.4 מודלים איטראטיביים |
|
|
|
26/03מפגש 2 ניהול דרישות |
15:10-16:00 |
2.1 מבוא לניהול דרישות 2.2 זיהוי בעלי העניין ואיסוף צרכיהם 2.3 צרכים תפקודיים ואיתורם |
|
|
16:10-17:00 |
2.4 תרגום צרכי בעלי העניין לדרישות 2.5 כתיבה נכונה של דרישות 2.6 סיווג הדרישות 2.7 אימות הדרישות 2.8 ניתוח ומיצוי הדרישות 2.8.1 ניתוח מבצעי |
|
|
|
17:10-18:00 |
2.8.2 ניתוח סביבתי 2.8.3 מבוא לניתוח תפקודי |
|
|
|
02/04מפגש 3 ניהול דרישות (המשך)
|
15:10-16:00 |
3.1.1 טכניקות תיעדוף 3.1.2 QFD 3.1.3 רידוד הדרישות |
|
|
16:10-17:00 |
3.1.4 הכנת מסמך הדרישות 3.1.5 הכנת סקר הדרישות המערכתיות (SRR) 3.1.5 מדרישות למפרטים 3.1.6 הכנת המפרטים |
|
|
|
17:10-18:00 |
בחירת הפרויקטים ותרגיל בכתיבת דרישות: הכנת הדרישות לפרויקט, מעבר על התרגיל |
|
|
|
09/04מפגש 4 ניהול דרישות (המשך), ארכיטקטורה תפקודית וייצוגיה |
15:10-16:00 |
3.2 ניהול מפרטי מרכיבי המערכת 3.2.1 הקצאת מפרטים ליחידות 3.2.2 ניהול דרישות בשלב התיכון המפורט 3.2.3 ניהול דרישות בכלים ממוחשבים |
|
|
16:10-17:00 |
4.1 קונספט או ארכיטקטורה 4.2 ייצוגים ארכיטקטוניים |
|
|
|
17:10-18:00 |
תרגיל: הכנת ייצוגים ארכיטקטוניים לפרויקט, מעבר על התרגיל |
|
|
|
23/04מפגש 5 ניהול יצירתיות וחדשנות בארגונים גדולים |
15:10-16:00 |
5.1 יצירתיות, חדשנות וניהולן 5.1.1 יצירתיות וחדשנות-הדומה והשונה 5.1.2 סוגי החדשנות 5.1.3 תרגיל כיתה בחדשנות |
|
|
16:10-17:00 |
תרגיל: יצירת חלופות קונספטואליות יצירתיות, מעבר על התרגיל |
|
|
|
17:10-18:00 |
5.2 תהליך התכן המערכתי - חקר חלופות קונספטואליות 5.2.1 מבוא 5.2.2 יצירת פתרונות לבעיות הבסיסיות 5.2.3 יצירת קריטריונים להערכת הקונספטים 5.2.4 סינתזה של החלופות הקונספטואליות המערכתיות |
|
|
|
07/05 מפגש 6 תכן מערכתי |
15:10-16:00 |
6.1 בחירת הקונספט העדיף 6.1.1 תהליכי קבלת החלטות |
|
|
16:10-17:00 |
6.1.2 תהליך בחירת הקונספט 6.2 הכנת המפרטים המערכתיים PRD וסקר התיכון המערכתי |
|
|
|
17:10-18:00 |
תרגיל: תכן מערכתי לפרויקט שנבחר, מעבר על התרגיל |
|
|
|
|
|
|
|
|
14/05מפגש 7 אימות ותיקוף התכן |
15:10-16:00 |
7.1 אימות ותיקוף תכן המערכת 7.1.1 מבוא לאימות ותיקוף 7.1.2 אימות התכן System Verification 7.1.3 מטריצת אימות הדרישות Requirement Verification Matrix |
|
|
16:10-17:00 |
7.1.4 תיקוף התכן System Validation 7.2 בדיקות קבלה ובדיקות תהליך ההעברה לייצור 7.3 דוגמאות לאימות ותיקוף דרישות |
|
|
|
17:10-18:00 |
תרגיל בתכנון הבדיקות בפרויקט, מעבר על התרגיל |
|
|
|
21/05מפגש 8 ניהול ממשקים, טולרנסים ותקציבי שגיאות |
15:10-16:00 |
8.1 ניהול ממשקים 8.1.1 דרישות ממשקים 8.1.2 דיאגרמת N2 8.1.3 תהליך ניהול הממשקים 8.2 תקצוב, הקצאה וניתוח שגיאות וטולרנסים 8.2.1 מבוא |
|
|
16:10-17:00 |
8.2.2 ביצוע ניתוח השגיאות 8.3 מבוא קצר ל-SPC 8.4 מסמך ה-SEMP (SE Management Plan) |
|
|
|
17:10-18:00 |
תרגיל: הקצאה וניתוח תקציבי שגיאות בפרויקט, מעבר על התרגיל |
|
|
|
28/05מפגש 9 תכנון וניהול אינטגרציה |
15:10-16:00 |
9.1 למה צריך אינטגרציה 9.2 בדיקות בתהליך האינטגרציה 9.3 גישות לתכנון האינטגרציה 9.4 עקרונות תכנון אינטגרציה אפקטיבית |
|
|
16:10-17:00 |
9.5 ניהול תהליך האינטגרציה 9.6 דוגמה לתכנון אינטגרציה של מוצר מורכב 9.7 הערכת סיכוני האינטגרציה בעת התכנון 9.8 סיכום |
|
|
|
17:10-18:00 |
תרגיל בתכנון אינטגרציה, מעבר על התרגיל |
|
|
|
04/06מפגש 10 איתור וניהול סיכונים |
15:10-16:00 |
10.1 ניהול סיכונים והזדמנויות 10.1.1 מבוא 10.1.2 איזורי אי ודאות בפרויקט 10.1.3 זיהוי והערכת סיכונים |
|
|
16:10-17:00 |
10.1.4 מטריקות למדידת סיכון בפרויקטים 10.1.5 אופן הטיפול בסיכונים בפרויקט 10.1.6 סיכום 10.2 ניתוח אופני כשל (Failure Modes and Effects Analysis) 10.2.1 מבוא 10.2.2 FMEA 10.2.3 FMECA |
|
|
|
17:10-18:00 |
תרגיל בזיהוי וניהול סיכונים וזיהוי אופני כשל, מעבר על התרגיל |
|
|
|
11/06מפגש 11 תכן לאמינות, זמינות, ובדיקתיות ותחזוקתיות |
15:10-16:00 |
11.1 חיזוי האמינות בפרויקט 11.1.1 מבוא 11.1.2 חישוב האמינות 11.1.3 התנהגות האמינות לאורך חיי המוצר 11.1.4 התפלגויות סטטיסטיות של קצב התקלות במוצר, 11.1.5 מודל Weibul |
|
|
16:10-17:00 |
11.1.6 חיזוי מוקדם של אמינות המערכת בשיטת Part Count תרגיל: חיזוי אמינות הפרויקט בשיטת Part Count 11.1.7 חיזוי אמינות בהמשך הפרוייקט 11.1.8 בדיקות אמינות 11.2 חישוב זמינות המערכת |
|
|
|
17:10-18:00 |
11.3 תיכון לבדיקתיות 11.3.1 מבוא 11.3.2 תהליך התיכון לבדיקתיות 11.3.3 ניתוח תקלות 11.3.4 בדיקתיות בתיכון תוכנה 11.3.5 ניתוח כיסוי הבדיקתיות |
|
|
|
18/06מפגש 12 תכן לתחזוקתיות, ניהול תצורה ושינויים וסקרים טכניים |
15:10-16:00 |
12.1 תיכון לאחזקתיות 12.1.1 ILS 12.1.2 תחזוקתיות-אחזקתיות 12.1.3 דוגמאות לשינויי תכן עקב דרישות האחזקה |
|
|
16:10-17:00 |
תרגיל: תיכון בדיקתיות ותחזוקתיות בפרויקט, מעבר על התרגיל |
|
|
|
17:10-18:00 |
12.2 ניהול תצורה ושינויים 12.3 מדדי ביצוע טכנולוגיים (Technical Performance Measurement) |
|
|
25/06מפגש 13 הנדסת מערכות מבוססת מודלים |
15:10-16:00 |
13.1 מבוא 13.2 הערכת הארכיטקטורה 13.3 SysML-System Models Language |
|
|
16:10-17:00 |
13.4 שימוש ב- OPCAT ככלי מידול לתכן מערכתי |
||
|
17:10-18:00 |
13.5 ניהול אפקטיבי של סקרים טכניים |
||
|
|
02/07מפגש 14 שיפור לו"ז הפרויקט ועלויותיו, סיכום הקורס |
15:10-16:00 |
14.1 תמיכה במחזור חיי המוצר 14.2 תכן לעלות, לייצוריות והרכבתיות 14.2.1 תכן לעלות |
|
|
16:10-17:00 |
14.2.2 האצת בשלות המערכת לייצוריות |
|
|
|
17:10-18:00 |
14.3 סיכום הקורס |
|
הערה: התכנית כפופה לשינויים בהתאם להתפתחות השיעורים בכיתה, חלוקת הזמן בתוך המושבים נתונה לשינויים.
ביבליוגרפיה:
- Kossiakoff, Sweet, Seymour, Biemer: Systems Engineering principles and practice, John Wiley & Sons, 2011
- INCOSE: Systems Engineering Handbook v. 3.2.2 ,INCOSE-TP-2003-002-03.2.2, 2011
- INCOSE: Guide to the Systems Engineering Body of Knowledge (SEBoK) v1.4, INCOSE, 2015
- Extreme Chaos, The Standish Group International , Inc., 2012
- GAO Analysis of DOD data 2011
- ISO/IEC 15288 /IEEE Std 15288-2008- Systems and software engineering - System life cycle processes
- Bohdan W. Oppenheim - Lean Product Development Flow, PMI &INCOSE, 2013
- NASA: Systems Engineering Handbook, NASA/SP-2007-6105 Rev1, 2007
- Federal Aviation Administration: Systems Engineering Manual, FAA ASD 100, 2003
- Gilb, T., Principles of Software Engineering Management, Addison-Wesley, 1988
- Peter H. Sydenhan: Systems approach to engineering design, Artech House, 2006
- DOD: Systems Engineering Guide for Systems of Systems, Director, Systems and Software Engineering , Deputy Under Secretary of Defense (Acquisition and Technology), Office of the Under Secretary of Defense, 2008
- ד" גושן-מסקין: תהליך התכן ההנדסי של מערכת, אילטם/האיגוד הישראלי להנדסת מערכות, 2012
- Prof. Reich: System Development in Dynamic Environments, Tools for architecture development and process management' Technion, 2009
על המרצה: = מר עוזי אוריון
לאחר שפרש לגימלאות מחברת אלביט מערכות אלקטרו-אופטיקה אלאופ, עוזי אוריון משמש כיום כיועץ ומרצה באקדמיה ופעיל בהנהלת האיגוד הישראלי להנדסת מערכות.
עוזי עבד בחברת אלאופ למעלה מ-40 שנים, שם הוא עבר מגוון רחב של תפקידים שכללו פיתוח אלקטרוניקה, תיכון מערכות רבות, ביניהן מערכות לייזרים צבאיים מתקדמים, מערכות לבקרת אש של טנקי המרכבה לדורותיהם וטנקים אחרים, מערכות למדידה ללא מגע של רכיבים מכניים תוך כדי מהלך ייצורם, מערכות צילום חלליות ומערכות תצפית ימיות. כמו כן, הקים וניהל דסק שיווקי ויחידות עסקיות. זאת, בנוסף לניהול יחידות טכנולוגיות ברמה גבוהה.
בין תפקידיו האחרונים, אפשר למנות: אחראי על ייזום ופיתוח טכנולוגיות חדשות בחברת אלאופ. מהנדס ראשי של החברה ומקים וראש מינהל הנדסת מערכות.
כאמור, עוזי פעיל בהנהלת האיגוד הישראלי להנדסת מערכות INCOSE_IL ושימש בעבר כנשיא האיגוד. במסגרת זו, שילב בפעילות האיגוד תעשיות "לא ביטחוניות" רבות, סייע להקים מסגרות לימוד לתואר שני בהנדסת מערכות למהנדסים, טיפח את נושא הנדסת המערכות בקרב בני נוער וכן הרחיב את מעגל פעילויות האיגוד והוסיף קבוצות עבודה חדשות.
לעוזי תואר ראשון בהנדסת אלקטרוניקה (בהצטיינות יתרה) מאוניברסיטת "בן גוריון" בבאר שבע. לפני כן סיים בהצטיינות יתרה את בית הספר להנדסאים של אורט "יד סינגלובסקי"
עוזי פועל, יחד עם גורמים בארץ ובחו"ל לפיתוח והטמעת שיטות חדשות בהנדסת מערכות, כגון תהליכים יעילים של אינטגרציה מערכתית רב תחומית וניהול סיכוני אינטגרציה וכן תהליכי פיתוח מהיר שמבוססים על שילוב של Lean ו-Agile. בנוסף לכך, עוזי עוסק בהוראת נושאי הנדסת מערכות לתלמידי תואר שני, כמרצה אורח בטכניון וכמרצה במכון הטכנולוגי חולון ומעביר קורסים שונים בתחומי הנדסת המערכות בחברות שונות, בעיקר בתעשיות הלא ביטחוניות.
