Yurt Dışında Yapılmış Araştırmalar

Como disciplina, a engenharia de sistemas possui obras clássicas como os livros de Blanchard e Fabrycky (2006), Kossiakoff et al (2011) e o extenso manual compilado por Sage (2009). Organizações que trabalham com projetos de sistemas também costumam publicar manuais, como o da NASA (2007) e o da Defense

Acquisition University (DAU) (2001). Além disso, o International Council on Systems Engineering (INCOSE), entidade sem fins lucrativos, possui um manual próprio

(INCOSE, 2006). Recentemente, um contrato do Departamento de Defesa norte- americano viabilizou a elaboração e publicação do Systems Engineering Book of

Knowledge (SEBoK) (PYSTER et al, 2014), disponível em http://www.sebokwiki.org,

que foi desenvolvido e é atualizado por dezenas de autores e está apresentado em formato wiki, com recursos de buscas e navegação.

Conceitos principais 2.1.1.1

Apesar de ser direcionado para a atividade fim de sua organização, o NASA

Systems Engineering Handbook (NASA, 2007) traz uma página de introdução à

engenharia de sistemas, que pode ser parcialmente reproduzida neste texto para apresentação de definições desta disciplina:

Engenharia de sistemas é uma abordagem metódica e disciplinada para o projeto, realização, gestão técnica, operações e retirada de um sistema. Um "sistema" é uma construção ou um conjunto de elementos diferentes que, em conjunto (conectados), produzem resultados que não podem ser obtidos por meio dos elementos isolados. Os elementos, ou partes, podem incluir pessoas, hardware, software, instalações, políticas e documentos, ou seja, todas as coisas necessárias para produzir resultados no nível de sistema. Os resultados incluem qualidades, propriedades, características, funções, comportamento e desempenho. O valor adicionado pelo sistema como um todo (...) é criado principalmente pela relação entre as partes, ou seja, como elas são interconectadas. É uma maneira de olhar para o "quadro completo", quando se toma decisões técnicas. (...) Engenharia de sistemas é a arte e a ciência de desenvolver um sistema operacional capaz de atender requisitos dentro das restrições, muitas vezes conflitantes. Engenharia de sistemas é uma abordagem holística, disciplina integradora, em que as contribuições de várias disciplinas são avaliadas e equilibradas, (NASA, 2007, tradução nossa).

Ciclo de vida 2.1.1.2

Blanchard e Fabrycky (2006) argumentam que é fundamental para a engenharia de sistemas o entendimento e a compreensão de seu ciclo de vida. Apresentado na Figura 2.1 – que reproduz uma ilustração do livro dos autores – o ciclo de vida de um sistema é dividido em duas fases: a aquisição e a fase de utilização ou operação. A fase de aquisição do sistema está subdividida nas etapas de projeto preliminar ou conceitual, projeto detalhado e a produção ou construção do sistema. A fase de utilização envolve o emprego do sistema, as diversas ações de suporte ao sistema e, por fim, a sua retirada do serviço. Obviamente, cada instituição e/ou autor apresenta variações da estrutura do ciclo de vida de um sistema em relação a esse modelo.

Figura 2.1 - Fases do ciclo de vida do material.

Fonte: Blanchard e Fabrycky (2006).

Processo de engenharia de sistemas 2.1.1.3

O processo de desenvolvimento da engenharia de sistemas apresenta variações entre autores e/ou instituições. Em Kossiakoff et al (2011), é possível encontrar uma comparação entre modelos de processos apresentados nas normas MIL-STD-499B, IEEE-1220, EIA-STD-632 e ISO-IEC-IEEE-STD-15288. Após as devidas discussões, os autores apresentam um método sintético composto de quatro atividades básicas:

1. Análise de requisitos (definição do problema), que envolve o processo de consolidação de entradas para o projeto, o que inclui requisitos, planejamentos e modelos. Também busca compreender o complexo quadro

formado por requisitos, necessidades, restrições, ambiente de operação e outros objetivos.

2. Definição funcional (análise e alocação de funções), que busca converter os requisitos (porquês) nas funções que o sistema deve desempenhar (como). Os requisitos são alocados em blocos de funções e busca-se compreender a interação entre os elementos funcionais.

3. Definição física (síntese, análise física e alocação), que inclui a síntese de alternativas, seleção da mais apropriada e a elaboração do projeto no nível de detalhamento necessário.

4. Validação do projeto (verificação e avaliação), que, a partir de um modelo do ambiente no qual o sistema está inserido, simula ou testa a solução adotada, permitindo também interações necessárias para revisões do sistema.

A Figura 2.2 representa o modelo de Kossiakoff (parte superior da mesma) e o modelo clássico do processo de engenharia de sistemas apresentado na norma MIL-STD-499B (DOD, 1993), que está apresentado neste texto devido a sua simplicidade e difusão. A comparação entre os modelos permite compreender o caminho de sucessivas transformações desde a verificação de uma necessidade até a solução do problema, que é o sistema que foi desenvolvido por meio do processo.

Sistemas, subsistemas e a arquitetura de sistemas 2.1.1.4

Kossiakoff et al (2011) apresentam uma estrutura hierárquica composta pelas seguintes terminologias, em ordem decrescente: sistema, subsistema, componentes, subcomponentes e peças. Esta estrutura é particular a cada sistema, o que define uma arquitetura do produto.

Figura 2.2 - Processo de engenharia de sistemas.

Fonte: Kossiakoff (2011).

Tomando como um exemplo, um sistema que é definido por um veículo militar, haveria, no caso, subsistema elétrico, assim como subsistemas de trem de força, direção, freio, ar comprimido, entre outros. No subsistema elétrico, há componentes como o alternador, que pode ser desmembrado em subcomponentes (e.g.: regulador de tensão) e em peças (e.g.: um capacitor). Entretanto, ao se

considerar o veículo dentro de um sistema formado por várias unidades deste veículo (um regimento de carros de combate), é oportuno empregar uma nova nomenclatura, como “supersistema” ou o termo militar sistema de sistemas – do inglês SoS, System of Systems – (Kossiakoff et al, 2011).

Toda essa discussão ressalta a importância de se estabelecer o “sistema de interesse”, bem definido por suas fronteiras, no qual se aplicará a engenharia de sistemas, bem como compreender a inserção desse sistema dentro de seu ambiente.

De Weck et al. (2012) contribuem para esta discussão, apresentando uma interessante metáfora, construída a partir da observação de um objeto (problema) por alguém dentro de um helicóptero, cuja altitude relaciona-se ao nível de detalhamento e o ponto de vista é representado pela posição horizontal da aeronave – ao se posicionar o helicóptero em grande altitude, tem-se uma visão de maior abrangência, porém menos detalhada; por outro lado, uma baixa altitude revela maior detalhamento, mas também passa a depender muito do ponto de vista adotado.

Pimmler e Eppinger (1994) argumentam que a arquitetura de um produto está fortemente associada às características técnicas e organizacionais de seu projetista: estratégia de desenvolvimento de produtos, capacidade de produção, e filosofias de projeto, entre outras.