L’ingegneria dei sistemi (system engineering) è un processo decisionale ingegneristico multidisciplinare che riguarda la progettazione e l’utilizzo di sistemi e prodotti durante il loro ciclo di vita.

Un sistema è costituito da un insieme di sottosistemi e componenti (o elementi) che lavorano insieme per svolgere una o più funzioni e che hanno generalmente le seguenti proprietà:

• ogni componente ha un effetto sull’intero sistema;
• ogni elemento dipende da altri componenti e non può essere suddiviso in sottosistemi indipendenti.

L’approccio al system engineering può essere di due tipi:

Approccio sistemico: comprende la considerazione simultanea di molti sistemi, di molti attributi, dei compromessi tra gli attributi, del ciclo di vita, delle discipline, di altri sistemi e degli ambienti di lavoro nella risoluzione dei problemi (cioè nel processo decisionale);

• Approccio multidisciplinare: l’ingegneria dei sistemi è un approccio multidisciplinare, cioè ottiene input da persone di molte discipline diverse che lavorano insieme e considerano molti problemi di progettazione e di funzionamento e compromessi tra i diversi problemi, per consentire la realizzazione di un prodotto di successo;
• Focalizzazione sul cliente: l’ingegneria di sistema inizia con la comprensione delle esigenze del cliente e lo sviluppo di un concetto accettabile del prodotto. Si concentra sulla definizione delle esigenze del cliente e delle funzionalità richieste fin dalle prime fasi del ciclo di sviluppo, documentando i requisiti e procedendo con la progettazione e la validazione del sistema tenendo conto dell’intero quadro.

L’obiettivo dell’ingegneria dei sistemi è garantire che il prodotto sia progettato, costruito e gestito in modo da soddisfare i clienti nel modo più conveniente possibile, tenendo conto di prestazioni, sicurezza, costi, tempi e rischi.

L’implementazione dell’ingegneria di sistema è un processo iterativo che comporta la considerazione simultanea di input e output da parte di professionisti di molte discipline.

L’ingegneria simultanea richiede una comunicazione costante tra i membri del team di tutte le discipline per garantire che vengano considerati i requisiti per tutti gli attributi del prodotto e i compromessi tra gli attributi.

Nel suo complesso, il processo di ingegneria simultanea comprende un ciclo iterativo di scambio di informazioni tra input e output sui seguenti perimetri:

• Ingegneria del prodotto
• Ingegneria di processo e di produzione
• Validazione virtuale e test

I principi dell’ingegneria dei sistemi sono sintetizzati dal cosiddetto «V Model» che in generale definisce lo schema gerarchico che porta a trasformare i requisiti del cliente (must/wants) in esperienze e feedback, con l’obiettivo finale della soddisfazione del cliente.

Il processo di sviluppo dell’ingegneria dei sistemi (o processo di sviluppo del prodotto) è un piano di alto livello per la gestione delle attività volto a realizzare un prodotto (o sistema) operativo finale a partire dai requisiti iniziali. Il Processo definisce le modalità di esecuzione e controllo della parte ingegneristica del programma di sviluppo e descrive come gli sforzi dei progettisti di sistema, dei collaudatori e di tutte le altre discipline ingegneristiche e tecniche vengono integrati, monitorati e controllati durante l’intero ciclo di vita dei prodotti.

In sintesi, descrive ciò che ogni team (o reparto) deve fare e quando per raggiungere gli obiettivi del programma di sviluppo. Affronta, quindi, la tracciabilità dei requisiti delle parti interessate e fornisce un piano per garantire che venga sviluppato il prodotto (o sistema) giusto durante l’intero programma di sviluppo.

L’ingegneria dei sistemi è l’approccio tecnico globale che è alla base dello sviluppo di nuovi prodotti.

In generale, l’approccio all’ingegneria dei sistemi deve includere almeno i seguenti passaggi:

• Definire le funzioni svolte dal sistema
• Definire i parametri che meglio misurano le funzioni del sistema e i valori target che dovrebbero raggiungere per garantire la soddisfazione del cliente
• Definire quali sottosistemi e componenti fanno parte del sistema e l’influenza per il raggiungimento dei valori target di prestazione della funzione
• Identificare qualsiasi altra funzione del sistema che possa competere con quelle menzionate nel primo punto
• Stabilire una serie di specifiche tecniche

I flussi di base applicati all’ingegneria di sistema sono i seguenti:

• Analisi dei requisiti
• Sintesi del progetto
• Valutazione e validazione

I sottoprocessi chiave dell’ingegneria dei sistemi sono:

• Definizione dei requisiti su sottosistemi e componenti
• Studi di compatibilità e di trade off
• Tracciabilità (previsione degli effetti sulla funzione del sistema della modifica di un sottosistema o di un componente)
• Suddivisione (dall’intero sistema alla suddivisione in sottosistemi e componenti)
• Compatibilità e integrazione delle interfacce