Systems Engineering

De beschrijving van Systems Engineering is geschreven door Timo Giling, voorzitter van INCOSE Nederland.

1    Definitie project

Hoewel de processen en activiteiten in Systems Engineering veelal sterk verweven zijn met de projecten, richt Systems Engineering zich expliciet op de hele levenscyclus van systemen. Systems Engineering kent geen specifieke definitie van een project, maar beschouwt de projectmatige processen (zoals project control, risicomanagement en planning) als onderdeel van de totale levenscyclus van systemen.

2    Kern van de methode

Systems Engineering is een vakgebied en een methode en richt zich op de interdisciplinaire aanpak en de middelen die nodig zijn om de realisatie van succesvolle systemen mogelijk te maken.

3    Historie

Systems Engineering is voor het eerst toegepast in de Amerikaanse telefoniesector als methode om operabiliteit tussen de verschillende delen van het telefoonsysteem te realiseren. Tijdens de Tweede Wereldoorlog was het vooral Bell Labs die Systems Engineering toepaste bij complexe telefoniesystemen. In de jaren vijftig van de twintigste eeuw nam de meer algemene toepassing van Systems Engineering een vlucht. De werkwijze werd parallel verder ontwikkeld in de lucht- en ruimtevaart, de defensie-industrie, bijvoorbeeld bij Boeing, Lockheed en Rockwell, en de commerciële sector, bijvoorbeeld bij AT&T. Zo ontwikkelde Systems Engineering zich tot een methode om steeds complexer wordende (R&D-)problemen het hoofd te kunnen bieden.

In Nederland is Systems Engineering ook opgemerkt en heeft met name in de software-industrie maar ook in de lucht- en ruimtevaart (Fokker, ESA) een belangrijke, maar tegelijkertijd wat verborgen rol gespeeld. Eind jaren negentig kwam daarin verandering toen bij de ontwikkeling van enkele grote infrastructurele projecten (Betuweroute, HSL-Zuid) Systems Engineering als methode werd geïntroduceerd om de enorme complexiteit van dergelijke projecten te kunnen beheersen. Maar de toenmalige initiatiefnemers (Rijkswaterstaat, ProRail) onderkenden dat om Systems Engineering succesvol te kunnen toepassen er breed draagvlak nodig was.

4    Scope

Systems Engineering is een methodiek die zich niet richt op één vakgebied of industrietak. Hoewel deze methodiek primair gericht is op projectmatig aangestuurde processen, blijft zij daartoe niet beperkt. De aard van de methodiek heeft juist in zich dat óók de gebruiksfase, tot en met de ontmanteling of buitengebruikname van het systeem, beschouwd wordt.

Onder de professionals die Systems Engineering toepassen is lange tijd discussie geweest of Systems Engineering nu een methode is waarvan projectmanagement een onderdeel is, of dat juist het omgekeerde het geval is. Op basis van de literatuur over Systems Engineering zouden beide stellingen waar kunnen zijn. Inmiddels is er vrij breed het inzicht ontstaan dat dit een tamelijk zinloze discussie is. De symbiose tussen Systems Engineering en projectmanagement is dermate groot dat er geen sprake is van een duidelijke scheidslijn (zie figuur 10.1).

Systems Engineering bewijst zich voornamelijk op het gebied van de meer technische aspecten van het project, maar heeft in hoge mate invloed op de meer sturende activiteiten binnen een project, zoals het bewaken van tijd en geld. De norm ISO/IEC 15288 en het daarop gebaseerde Systems Engineering Handbook van INCOSE beschrijft naast de technische processen dan ook meerdere processen die sturing geven aan projecten, alsmede ondersteunende en contractuele processen. Maar het zwaartepunt en de sterke kanten van Systems Engineering liggen duidelijk meer bij de technisch-inhoudelijke kant van projecten.

5    Uitgangspunten

Systems Engineering gaat primair uit van het (gehele) systeem dat gerealiseerd moet worden, het ‘system of interest’. Kenmerkend hierbij is dat een systeem altijd deel uitmaakt van een groter geheel van systemen (‘system of systems’) en zelf ook weer uit deelsystemen bestaat. Beide aspecten hebben binnen de methode een prominente plaats. Een ander kenmerk van Systems Engineering is dat deze methodiek probeert te redeneren vanuit de functies die het systeem moet vervullen. Dit in tegenstelling tot de traditionele wijze van ontwerpen, waar vaak de oplossing centraal staat. Door uit te gaan van de beoogde functies en deze te vertalen in eisen die aan het systeem gesteld worden, wordt een maximale oplossingsvrijheid geboden.

6    Beschrijving van de methode

Systems Engineering streeft ernaar om een werkend systeem te ontwerpen en te bouwen dat voldoet aan de klantwens. Om dit te bereiken wordt het ontwerpproces van grof (de eindoplossing is alleen nog in grote lijnen beschreven) naar fijn (alle details van het systeem zijn bekend) doorlopen. Dit betreft geen zuiver lineair proces, maar maakt juist de flexibiliteit mogelijk die nodig is voor een ontwerpproces van complexe systemen. Gedurende dit proces wordt voortdurend getoetst of het (deel)systeem in kwestie voldoet aan de daaraan gestelde eisen en of het als geheel systeem een werkend geheel oplevert. Dit toetsingsproces wordt aangeduid met ‘verificatie en validatie’. Ook tijdens de bouw, fabricage of realisatie van het systeem wordt dit toetsingsproces voortgezet gedurende alle fasen van de realisatie. Uiteindelijk resulteert dit in afnametesten door de klant.

Een veelgebruikte modelmatige weergave van projectprocessen binnen Systems Engineering is het V-model. Dit model beschrijft op een tijdlijn (horizontaal) de toenemende decompositie van het systeem (en de toenemende mate van kennis en detail) op de linkerkant van de ‘V’. De rechterkant van de ‘V’ beschrijft de toenemende mate van integratie van het systeem (het samenstellen van het systeem uit zijn individuele componenten of deelsystemen), met als resultaat het complete en werkende ‘system of interest’.

7    Beschikbaarheid

Systems Engineering is beschikbaar voor alle soorten projecten en in alle projectfasen. Er is in principe geen limiet aan de grootte van projecten, al zullen hele kleine en eenvoudige projecten weinig directe baat hebben bij het toepassen van Systems Engineering. De methode is als zodanig vrijelijk te gebruiken, wel bestaan er de gebruikelijke beperkingen voor het gebruik van specifieke Systems Engineering-tools.

8    Toepassingsgebied

Zoals al eerder gesteld is het toepassingsgebied van Systems Engineering nagenoeg onbeperkt. De kracht van de methodiek zit hem er dan ook in dat, mist juist toegepast, Systems Engineering in vrijwel iedere denkbare technische omgeving een positieve bijdrage kan leveren aan het resultaat. De juiste toepassing van Systems Engineering (SE) wordt bepaald door factoren als:

• de mate waarop de SE-processen worden geschaald naar de complexiteit, omvang en duur van het project;
• het tijdstip waarop Systems Engineering in het project wordt geïntroduceerd;
• de mate waarin de betrokkenen binnen het project Systems Engineering kunnen toepassen.

Er bestaat redelijke consensus over het feit dat Systems Engineering vooral tot haar recht komt in complexe tot zeer complexe omgevingen.

9    Beheer van de methode

De methode is vastgelegd in:

INCOSE. Systems Engineering Handbook, a guide for system life cycle processes and activities, Version 3.2. INCOSE-TP-2003-002-03.2, 2010. Dit boek is gebruikt als brondocument bij de vergelijking met andere methoden.

NEN-ISO/IEC 15288. Systems and software engineering -System lifecycle processes, 2008

Literatuur

Gilb, T. (2005). Competitive Engineering: A handbook for Systems Engineering, Requirements Engineering, and Software Engineering. Butterworth Heinemann. ISBN 0750665076

INCOSE Nederland. Wij gaan verbouwen! – Systems Engineering dicht bij huis. INCOSE Nederland, 2010

Leidraad voor Systems Engineering binnen de GWW-sector, RWS, ProRail, Bouwend Nederland en NLingenieurs, versie 2.0, 2009.

NEN-EN-ISO 10007 Richtlijn voor configuratiebeheer, 1995.

Beheerder van de methode

International Counsil on Systems Engineering INCOSE (www.incose.org)

Voor Nederland de INCOSE Netherlands Chapter (www.incose.org/nl/)

Opleidingen

Internationaal en nationaal worden er vele opleidingen en trainingen gegeven op het gebied van Systems Engineering. Deze opleidingen en trainingen betreffen zowel de gehele methode als de specifieke onderdelen daarvan, zoals requirements engineering of verificatie en validatie. Op de sites van INCOSE internationaal (www.incose.org) en INCOSE Nederland (www.incose.org/nl/) staan regelmatig overzichten en aankondigingen vermeld.

INCOSE verzorgd ook de certificering van professionals op dit gebied. In Nederland is dit nog van beperkt belang, maar internationaal neem het aantal gecertificeerde SE’ers sterk toe. De belangrijkste vorm van certificering is de ‘Certified Systems Engineering Professional’ (CSEP). Daarnaast bestaan er enkele daaraan gerelateerde vormen van certificering (zie de website van INCOSE).

Bron

Deze beschrijving is (met toestemming) overgenomen uit:

Wegwijzer voor methoden bij projectmanagement (2de geheel herziene druk)