هندسة النظم
هندسة النظم Systems engineering، هوحقل هندسي متداخل يُعنى بتطوير الوسائل والمنهجيات الضرورية لبناء منظومات ناجحة.
والنظام أوالمنظومة هومجموعة من الكيانات أوالعناصر المتفاعلة من أجل تحقيق هدف معين، وهي تضم المواد والتجهيزات والبرمجيات والأفراد والمعلومات والتقانات والأمكنة والخدمات وغيرها من العناصر المساعدة. يُلاحظ من التعريف السابق حتى العناصر الداخلة في هجريب منظومة ما يمكن حتى تكون مادية مثل التجهيزات، ويمكن حتى تكون مجردة مثل المعلومات والبرمجيات. ويكون الهدف واضحاً في المنظومات التي يخترعها الإنسان مثل السيارة والحاسوب والمصرف، ويكون أقل وضوحاً في المنظومات الطبيعية مثل المنظومة الشمسية.
التاريخ
كان المعماريون والمهندسون المدنيون قبل الحرب العالمية الثانية هم الذين يقومون بدور مهندسي النظم من خلال عملهم في المشروعات الإنشائية الضخمة مثل الجسور والسدود وناطحات السحاب، وهناك مصممون آخرون كانوا يعملون في بناء المنظومات الضخمة مثل منظومات السكك الحديدية وأساطيل النقل البحري، إلا حتى أعمال هؤلاء المهندسين لم تكن تستند إلى أي نظرية أوفهم يتعلق بهندسة النظم، ولم تتوافر لديهم إجراءات أوممارسات مُعرّفة بدقة.
وقد لاحظ مديروالمشروعات وكبار المهندسين إبان الحرب العالمية الثانية أهمية إسناد مهمات تطوير منظومات جزئية من منظومات الطائرات - مثل منظومة الدفع، ومنظومة التوجيه، والهيكل، وغيرها - إلى مهندسين متخصصين بكل نوع، كما لاحظوا أهمية هذا التوجه في إنقاص زمن التصميم وحمل وتيرة الإنتاج.
بدأ ظهور هندسة النظم فرعاً من فروع الهندسة في أواخر الخمسينيات من القرن العشرين، وقد عزز من أهمية هذا الاختصاص الهندسي الجديد السباق المتسارع في برامج الفضاء وبرامج التسلح التي بدأت في تلك الفترة، وجرى الهجريز على تطوير منظومات ذات وثوقية عالية ضمن أزمنة قصيرة نسبياً، مما استدعى تطوير أدوات جديدة لإدارة مشروعات تعنى بتحسين أداء الأنظمة واحترام الخطط الزمنية وضبط التكاليف.
من أشهر الأدوات التي نشأت في هذه الظروف هي تقنية مراجعة وتقويم البرامج PERT (Program Evaluation and Review Technique) التي تساعد على تخطيط المشروع وتقدير زمن إنجازه وخاصة إذا كان يتضمن عدة مسارات ومهام يجري تطبيقها على التوازي وأخرى يعتمد بعضها على بعض. وقد انتقل الاهتمام بهندسة النظم إلى قطاع الأعمال، وكانت شركات الاتصالات من أولى الشركات التي اهتمت بتطبيق هندسة النظم في مشروعاتها.
يمكن تلخيص التحديات الأساسية التي يقابلها مديروالبرامج والمشروعات الهندسية الضخمة بضرورة إيجاد الأدوات الضرورية لضبط المواد الأولية ومتابعتها، والتحكم بإجراءات التصنيع وعملياته، ومتابعة عمليات التصميم والتصنيع والاختبار، وقد أتى اختصاص هندسة النظم إجابة مباشرة للقاءة هذه التحديات وليشكل منهج تفكير مُعتمداً من قبل مديري المشروعات.
المفهوم
| بعض التعاريف |
|---|
| "An interdisciplinary approach and means to enable the realization of successful systems" — INCOSE handbook, 2004. |
| "System engineering is a robust approach to the design, creation, and operation of systems. In simple terms, the approach consists of identification and quantification of system goals, creation of alternative system design concepts, performance of design trades, selection and implementation of the best design, verification that the design is properly built and integrated, and post-implementation assessment of how well the system meets (or met) the goals." — NASA Systems Engineering Handbook, 1995. |
| "The Art and Science of creating effective systems, using whole system, whole life principles" OR "The Art and Science of creating optimal solution systems to complex issues and problems" — Derek Hitchins, Prof. of Systems Engineering, former president of INCOSE (UK), 2007. |
| "The concept from the engineering standpoint is the evolution of the engineering scientist, i.e., the scientific generalist who maintains a broad outlook. The method is that of the team approach. On large-scale-system problems, teams of scientists and engineers, generalists as well as specialists, exert their joint efforts to find a solution and physically realize it...The technique has been variously called the systems approach or the team development method." — Harry H. Goode & Robert E. Machol, 1957. |
| "The systems engineering method recognizes each system is an integrated whole even though composed of diverse, specialized structures and sub-functions. It further recognizes that any system has a number of objectives and that the balance between them may differ widely from system to system. The methods seek to optimize the overall system functions according to the weighted objectives and to achieve maximum compatibility of its parts." — Systems Engineering Tools by Harold Chestnut, 1965. |
النشأة والنطاق التقليدي
عرض شامل
تعدد المجالات
تعقيد الادارة
المجال
التعليم
موضوعات هندسة النظم
النظام
عمليات هندسة النظم
نماذج الاستخدام
أدوات التمثيل البياني
حقول فرعية ومرتبطة
تتضمن هندسة النظم عناصر من مجالات متعددة مثل بحوث العمليات، والنمذجة[ر] والمحاكاة[ر]، وتحليل القرارات، وإدارة المشروعات، وتطوير المتطلبات، وهندسة البرمجيات[ر]، والهندسة الصناعية، وإدارة المخاطر، وتقدير التكاليف، وغيرها. ولا يفترض بمهندس النظم حتىقد يكون خبيراً بكل هذه المجالات، ولكنه مع الزمن يصبح ملماً بمعظمها.
إجراءات هندسة النظم
يمكن تلخيص المراحل الأساسية التي يقوم بها مهندس النظم بما يأتي:
1- تعريف أهداف المنظومة المعنية اعتماداً على حاجات المستخدم.
2- تحديد الوظائف، أوما يسمى بالتحليل الوظيفي.
3- تحديد متطلبات الأداء.
4- تصميم المنظومة.
5- إنجاز المنظومة.
6- اختبار مدى تحقيق المنظومة لمتطلبات المستخدم.
ويُعدّ الفصل بين الوظائف التي يجب حتى تحققها المنظومة (الإجابة على السؤال ماذا ستحقق المنظومة) وكيفية تحقيق هذه الوظائف (كيف تحقق المنظومة هذه الوظائف) من المهام الأساسية التي ينبغي على مهندس النظم القيام بها. تتضمن الإجابة على السؤال الأول تحديد قائمة المهام من دون الخوض في كيفية تحقيقها، في حين تجري الإجابة على السؤال الثاني في أثناء مراحل التصميم والتطبيق.
هندسة النظم المعلوماتية
تُعدّ النظم المعلوماتية من المنظومات المعقدة نظراً لعدد العناصر الداخلة في هجريبها ولكثافة التفاعلات بين مكوناتها المتنوعة. ولذلك فقد عثر العاملون في تحليل النظم المعلوماتية وتصميمها حتى تطبيق هندسة النظم في ميدان المعلوماتية أمر على درجة عالية من الأهمية لضبط العمل في مختلف مراحل حياة منظومة المعلومات والوصول إلى منتجات ذات جودة عالية ضمن الزمن المخطط وبأقل التكاليف.
تضم هندسة النظم المعلوماتية إجراءات تحليل المنظومات المعلوماتية وتصميمها وتطويرها واختبارها وهجريبها وصيانتها، وتستدعي استخدام طيف واسع من الأدوات والتقانات والمفاهيم أهمها:
- تحليل المتطلبات
- نمذجة الوظائف
- إنشاء النماذج التجريبية
- هندسة البرمجيات
- أدوات الاختبار ومنهجياته
- معايير التوثيق
- أدوات الصيانة ومنهجياتها
يمتد عمل مهندس منظومة المعلومات طوال فترة حياة المنظومة كلها، ولا يقتصر على فترة محددة منها، بدءاً من فترة وصف المتطلبات مروراً بوضع التصاميم والوظيفة والتطوير والاختبار وصولاً إلى مراحل الاختبار والهجريب والاستثمار. ولذلك يُلحظ حتى مهام مهندس المنظومة تختلف عن مهام مهندسي الإنتاج ومصممي البرامج والمبرمجين؛ لأن هؤلاء يهتمون بالتفاصيل التقنية في حين تكون مهمة مهندس المنظومة النظر من منظورها الكامل.
يكون مهندس منظومة المعلومات عادة من ذوي الخبرة في المعلوماتية عامة وفي هندسة البرمجيات بوجه خاص، وتكون لديه خبرة إدارية وفهم جيدة باستخدام أدوات إدارة المشروعات التي تعتمد على الرياضيات التطبيقية.
يكون الدور الذي يؤديه مهندس نظم المعلومات في المراحل الأولى من حياة منظومة المعلومات بالغ الأهمية في نجاحها أوإخفافها. ففي بداية المشروع يقوم مهندس نظم المعلومات بالتعاون مع الجهة المستفيدة من منظومة المعلومات بوضع المتطلبات وتحليلها ونمذجتها، وتُعدّ هذه الفترة من أدق المراحل وأكبرها أثراً في نوعية المنظومة المعلوماتية. ولذلك فقد وضع الكثير من النظريات وطورت تقانات وإجراءات ومنهجيات لإنجاز فترة المتطلبات بدقة عالية ونشأ بنتيجة ذلك مفهوم حديث هوهندسة المتطلبات requirements engineering الذي يعنى بطرائق استخراج المتطلبات وتدقيقها ونمذجتها.
في الفترة التالية تبدأ عملية التحليل والتصميم، وهنا يقع على عاتق مهندس النظم مهمة تجزئة المنظومة المعلوماتية إلى منظومات جزئية والتنسيق بين فرق العمل المتعددة المكلفة تحليل جميع منظومة جزئية منها وتصميمها لضمان تكاملها في إطار المنظومة العامة.
في مراحل البناء (التطوير) والاختبار يقوم مهندس النظم بمتابعة العمل وإداراته وضبط الانحرافات التي يمكن حتى تحصل سواء فيما يتعلق بالزمن أم الكلفة أم الجودة.
أصبحت هندسة النظم المعلوماتية من الاختصاصات الهندسية التي تطبق مفاهيم هندسة النظم ونظرياتها وأدواتها في مراحل تطوير المنظومات المعلوماتية، وتمايزت من غيرها من الاختصاصات واكتسبت أهمية خاصة نتيجة الازدياد المستمر في تعقيد المنظومات المعلوماتية، مما يستدعي نظرة أكثر شمولية تبتعد قدر الإمكان عن التفاصيل التقنية، وهجرز على متابعة تطبيق المشروع ضمن ضوابط الجودة والزمن والكلفة.
انظر أيضا
|
؛ قوائم
|
؛ قوائم
|
المصادر
-
^ "هندسة النظم". الموسوعة العربية. Retrieved 18 November 2011. Unknown parameter
|Author=ignored (|author=suggested) (help) - ^ Systems Engineering Handbook, version 2a. INCOSE. 2004.
- ^ NASA Systems Engineering Handbook. NASA. 1995. SP-610S.
- ^ "Derek Hitchins". INCOSE UK. Retrieved 2 June 2007.
-
^ Goode, Harry H. (1957). System Engineering: An Introduction to the Design of Large-scale Systems. McGraw-Hill. p. 8. LCCN 56-11714. Unknown parameter
|coauthors=ignored (|author=suggested) (help) - ^ Chestnut, Harold (1965). Systems Engineering Tools. Wiley. ISBN .
- ^ Defense Acquisition University Press, 2001
قراءات إضافية
- Harold Chestnut, Systems Engineering Methods. Wiley, 1967.
- Harry H. Goode, Robert E. Machol System Engineering: An Introduction to the Design of Large-scale Systems, McGraw-Hill, 1957.
- David W. Oliver, Timothy P. Kelliher & James G. Keegan, Jr. Engineering Complex Systems with Models and Objects. McGraw-Hill, 1997.
- Simon Ramo, Robin K. St.Clair, The Systems Approach: Fresh Solutions to Complex Problems Through Combining Science and Practical Common Sense, Anaheim, CA: KNI, Inc, 1998.
- Andrew P. Sage, Systems Engineering. Wiley IEEE, 1992.
- Andrew P. Sage, Stephen R. Olson, Modeling and Simulation in Systems Engineering, 2001.
- Dale Shermon, , Gower publishing, 2009
- Richard Stevens, Peter Brook, Ken Jackson & Stuart Arnold. Systems Engineering: Coping with Complexity. Prentice Hall, 1998.
وصلات خارجية
 |
مشاع الفهم فيه ميديا متعلقة بموضوع Systems engineering. |
- INCOSE homepage.
- Defense Acquisition University Press, 2001
- Shishko, Robert et al. NASA Center for AeroSpace Information, 2005.
- Systems Engineering Handbook NASA/SP-2007-6105 Rev1, December 2007.
- Derek Hitchins, , 1997.
- Parallel product alternatives and verification & validation activities.
- Model Based System Engineering - an introduction
