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Prof. Andrés Roldán Aranda
Ingeniería de Sistemas
“Arte o habilidad de diseñar y optimizar una necesidad terminando con la especificación de cada uno de sus
elementos”
• No es una ciencia exacta.• Aplicable a problemas de gran escala.• Es un lenguaje complicado por ser abstracto.• Sigue un enfoque basado en FASES.• Se puede aplicar a diferentes tecnologías.
Ingeniería de Sistemas:
• Desarrollo de una tecnología básica.• Diseño a pequeña escala.• Orientado a Fabricación.• Diseño SoftWare.• Diseño HardWare.
Ingeniería de Sistemas:
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Interfaz en Organización Industrial
Clientes
ComercialMarkting
Fabricación
Ingeniería
I+D
Compras Ctrl. Producción
Material
OfertasPeticiones
Catálogo
Esp. Diseño
Esp. Producto
Especificación
Lista Componentes
Esp. Compras
Política Compras
Plan Compras
Plan Ventas
Informe Prod.
Plan Producción
ProducciónAcabada
Inspección Com
pras
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Estructura de un proyecto industrial
DEFINICIÓN
ANÁLISIS
DISEÑO
IMPLEMENTACIÓN
VERIFICACIÓN
EXPLOTACIÓN
CONTROLCONFIGURACIÓN
Definición Proyecto
Plan Verif.
ManualOperación
y Mantenimiento
Especificación Sistema
Espec.Elementos Planes Prueba Elementos
Elementos integradosInformes Pruebas
Sistema Verificado Informes Pruebas Sistema
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Fase DEFINICIÓN
Definición Proyecto:
Se establecen los OBJETIVOS y REQUISITOS a partir de una necesidad creada por un CLIENTE
o por una necesidad de mercado.
Tareas asociadas:
• Elaboración de un documento con OBJETIVOS y REQUISITOS.• Exposición de las restricciones en:
• Coste.• Tecnología.• Plazos de ejecución.• Normativa.• ...
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Fase ANÁLISIS
Análisis :
Se traducen las necesidades, encontradas en la fase de DEFINICIÓN, en FUNCIONES, ELEMENTOS e INTERACIONES de una manera óptima.
Tareas asociadas:
• Elaboración de un documento de ESPECIFICACIÓN DE SISTEMA.• Se realiza un particionado en subproblemas que se optimiza según las restricciones de :
• Coste.• Tecnología.• Plazos de ejecución.• Normativa.• ...
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Fase DISEÑODiseño :
Se traducen los conjuntos de elementos y sus interacciones en SUBELEMENTOS fácilmente implementables y optimizados entre sí.
Tareas asociadas:
• Elaboración de un documento de ESPECIFICACIÓN DE CADA UNO DE LOS ELEMENTOS.• Se realizan las siguientes actividades:
• Control:• Coordinación.• Ctrl. Cumplimento de requisitos.• Ctrl . de Interfaces.
• Documentación:• Especificación de los Elementos.
• Diseñar.• Comprar.• Fabricar Se genera la inforemación necesaria para:
• Verificar el sistema.• Realizar el Mantenimiento y Operación.
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Fase IMPLEMENTACIONImplementación :
Consiste en la integración de todos los elementos básicos
Tareas asociadas:
• Fabricación
• Compras
• Diseño - Programación de elementos a bajo nivel
• Pruebas unitarias
• Pruebas de integración
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Fase VERIFICACIONVerificación :
A través de las pruebas se comprueba si el sistema completo cumple los objetivos de partida
Requisitos de las pruebas:
• Validez
• Economía y efectividad de costes
• No duplicidad
• Tratamiento de pruebas destructivas
• Evolución
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Fase EXPLOTACIONExplotación :
Está compuesta por dos actividades• Operación
• Mantenimiento
OPERACION: son las tareas que realizan las personas para que el sistema funcione
MANTENIMIENTO: corrección de la degradación de:• las realizaciones• sistema como ente abstracto
Corregir errores
Mejoras tecnológicas
Adecuación de nuevas necesidades
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CICLO DE VIDA DEL PROYECTO
CICLO DE VIDA
DEL SISTEMA
5% Gestión
5% Definición
15% Análisis
Implementación
15% Verificación
Explotación• OPERACIÓN
• MANTENIMIENTO
60% Diseño
TEMPORIZACIÓN DEL CICLO DE DESARROLLO
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GRUPOS DE TRABAJO EN PARALELO
Definición
Análisis
Diseño
Implementación
Verificación
Explotación
Análisis y Diseño para
la fabricación
Fabricación
Análisis y Diseño para explotación
Soporte y Mantenimiento
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DEFINICION Y ANALISIS
Sistema
FuncionalidadElementos
Integración
Qué elemento interacciona Estructura
Cómo es Interfaz
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ESTRUCTURA
DEFINICION: Es una distribución y ordenamiento de las partes de un todo
REPRESENTACION
Matriz de adyacencia
Grafos
Clases de interacciones
a i j= 0 (no relación)
a i j= 1 (relación entre i y j)
IMPORTANCIA DE LA ESTRUCTURA
Según el fin así será su representación
ESTRUCTURAS MODULARES
¿Por qué?
Facilidad
Sencillez en el diseño
Sencillez en la fabricación
Bajo costo
Flexibilidad
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ESTRUCTURA
PROPIEDADES DE LAS
ESTRUCTURAS MODULARES
Fijas
Configurables
Reconfigurables
No admiten otra estructura
Admiten varias estructurasNo cambian con el tiempo
Pueden cambiar con el tiempoEje red de telecomunicaciones
PROPIEDADES DEPENDIENTES
DE LA ESTRUCTURA
Conectividad
Redundancia
Vulnerabilidad
Nº de ramas mínimo que al quitarlas queda algún nodo aislado
Cambiar algún elemento sin cambiar la funcionalidad
Sensibilidad a fallos
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ESTRUCTURA
ESTRUCTURA DE UN PROYECTO: (Ver estructura de un proyecto industrial)
• Un sistema con estructura fija se dice que está perfectamente
ordenado
•Los sistemas complejos con el tiempo suelen ir desordenándose,
siguen proporcionando el servicio pero van degradándose
•Para que esto no ocurra hay que procurar que el sistema esté en
equilibrio
•El mantenimiento es la fuerza que contrarresta la fuente del desorden
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INTERFAZ
INTERFAZ:
•Relación entre dos elementos, cuando esta relación no sea solo de orden
•Cuando se describe un interfaz: Se describe la parte de cada elemento diseñada para comunicarse con el otro
•Diseño del interfaz importante en sistemas grandes
• TIPOS: Transferencia
• SEÑAL / INFORMACION
• ENERGIA ELECTRICA
• CALOR
• MATERIA (aire, gasolina)• FUERZA ENERGIA
• RECOMENDACIONES PARA DISTINGUIRLOS
• Internos: entre elementos
• Externos: hablan del comportamiento externo del sistema
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INTERFAZ
INTERFAZ EXTERNO:
•Normalmente se utilizan interfaces definidos ya o partes de éstos.
•El hecho de que dos externos cumplan el interfaz no quiere decir que se entiendan. La comunicación va más allá del interfaz.
• PROBLEMAS EN EL DISEÑO DE UN
INTERFAZ EXTERNO
• Difícil verificación de que se cumpla el interfaz
• Difícil verificación del interfuncionamiento
• Controlar las interacciones anómalas
• INTERFAZ
• Normalizado Coste elevado
¿Interfuncionamiento?
• Específico• Adoptar uso normalizado
• Prever evolución (costo)• Externo (protección)
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INTERFAZ
TIPOS DE INTERFACES
OPERACION
SALIDAS
ENTRADAS
• Indicaciones visuales
• Sonidos
• Botones• Teclados• Pedales
SW
SW - HW
• Instrucciones• Registros• Interrupciones• Memorias
PROGRAMADORLANLIBRERIAS
SS.OOEISHerramientas de desarrollo
SW - SWComunicar aplicacionesDiseño modularSistemas en tiempo real
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INTERFAZ
TIPOS DE INTERFACES
COMUNICACION SISTEMAS COMUNICACIONES
ORGANIZACIONCÓMO SE ESTRUCTURA UN PROYECTO
PROYECTO
ESPECIFICACIONESPLANESMANUALESINFORMES
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Fase DEFINICION
DEFINICION:
• A partir de una necesidad se hace una especificación de requisitos
ESPECIFICACION DE REQUISITOS
• Requisitos operacionales
• Como se usa• Ciclo de vida• Distribución• Parámetros físicos
• Requisitos soporte/fabricación
• Mantenimiento• Soporte logístico
• Requisitos de verificación
• Verificación/Validación• Aceptación
• Requisitos de restricción
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Fase ANÁLISISANALISIS:
• Hay que identificar y diseñar un sistema que cumpla lo expuesto en la especificación de requisitos
REQUISITOS
DISEÑO CONCEPTUAL DECISIONES
ANALISIS FUNCIONAL
ASIGNACION REQUISITOS
OPTIMIZACION
ESPECIFICACION DE SISTEMA
REVISION DE DISEÑO
CONTROL DE CONFIGURACION
1
2
3
4
5
6
7
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Fase ANALISIS: DECISIONES
ANALISIS ALTERNATIVO
REQUISITOSCRITERIOS
EVALUACION
EVALUACIONALTERNATIVA
TECNICAS EVALUACION
MODELOSANALISIS RESULTADOS
DECISIONES TOMADAS
• Fijos
• Parámetros de efectividad
• Reconocer el problema
• Alternativas
• Decidir cifras de mérito
• Identificar datos necesarios• Identificar riesgos e incertidumbre (tamaño, peso, autonomía)
• Definición de modelos y prototipos
• Niveles de confianza
• Sensibilidad
• Parámetros comprometidos
• Simulaciones
• Obtención de resultados
• Construcción de modelos y prototipos
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Fase ANALISIS: DECISIONES
CUANDO NO APARECEN SOLUCIONES EN PROYECTOS COMPLEJOS
TECNICA BRAINSTORMING
Se utilizan en grupos de 6-8 personas y se basa en procesos de asociación de ideas
FASES:
Se explica la técnica al grupo
Se expresan las ideas por turnos, escribiéndolas y sin borrarlas para más tarde juzgarlas
Está dirigida por el mediador que es quien organiza los resultados:
eliminando ideas repetidas
generalizando ideas
clarificando lo que no lo está
descartando las no válidas
organizando las ideas restantes
Realización de un informe de nuevas ideas
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Fase ANALISIS: DECISIONES
PARAMETROS DE EVALUACION
Coste del ciclo de vida
Coste de I+D
Coste de inversiones
Coste operativos/soporte
Coste de investigación
de diseño
de pruebas/evaluación
de fabricación
de mantenimiento
Efectividad del Sistema
Prestaciones
Disponibilidad operativa
Facilidad soporte
Rango y precisión
Fiabilidad
Mantenibilidad
Velocidad
Facilidad de producción
Tamaño, peso y forma
MAX (Efectividad coste) =Efectividad sistema
Costo del ciclo de vida
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Fase ANALISIS
ANALISIS FUNCIONAL/PARTICIONADO ALTO NIVEL
CRITERIOS DEL PARTICIONADO EN
ALTO NIVEL
• Las funciones deben estar descritas fácilmente y el nº debe ser pequeño.
• Las interacciones (interfaces) deben estar descritas fácilmente, esto implica que el particionado se ha llevado a cabo separando responsabilidades clave. Debe haber pocas iteraciones.
Si se cumplen estos criterios el sistema es fácil de
• DISEÑAR
• MANTENER
• VERIFICAR
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Fase ANALISIS
ANALISIS FUNCIONAL/PARTICIONADO ALTO NIVEL
REALIZACION DEL ANALISIS FUNCIONAL
Hacer una partición funcional
Enumerar las interacciones con el exterior• Ver si hay prioridad• Secuencia• Alternativas
Ordenar las funciones
Agrupar las funciones relacionadas
Identificar funciones que existan implementadas
Identificar funciones comunes
Dibujar diagramas y unir con líneas las relacionadas
Identificar funciones con relación con el exterior
Reorganizar para evitar duplicidad
CODIFICACION Dar números o claves que ayuden a entender la estructura
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Fase ANALISIS
ESPECIFICACION DE REQUISITOS
Tenemos un sistema que debe cumplir unos requisitos y necesitamos especificar los requisitos de diseño de cada elemento para poder desarrollarlo por separado
de manera que la unión de las funciones sea la funcionalidad total
REQUISITOS
Req. i Req. j
Req. m
CONJUNTO
Requisitos
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Fase ANALISIS
ESPECIFICACION DE SISTEMA
Los documentos al final de la etapa de análisis
ESPECIFICACION DE SISTEMA
• Estructura de sistema
• Especificación funcional de elementos
• Especificación de interfaces
PLAN DE PRUEBAS
Cómo comprobar que el sistema cumple los requisitos
DISEÑO CONCEPTUAL
Documento que guarda el trabajo realizado, las alternativasbarajadas, modelos utilizados. Suele servir para retomar alternativas abandonadas
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Fase ANALISIS
ESPECIFICACION DE SISTEMA
PLANIFICACION Lista de actividades a realizar.
Quién, cómo, dónde, con qué ....
PLAN DE INGENIERIA DE
SISTEMA
• Metodología• Herramientas/Procedimientos• Documentos• Gestión de configuración
PLANES ESPECIALES
(para cosas aparte)
• Fiabilidad• Mantenibilidad• Aseguramiento• Calidad
CONTROL CONFIGURACIÓN
• Conjunto formado por los documentos anteriores
• Pueden cambiar
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Fase DISEÑO
Para cada elemento unitario hay que realizar los siguientes documentos:
• Plan de pruebas
• Manual de uso / operación / mantenimiento
ACTIVIDADES A REALIZAR
REVISIONES FORMALES
GESTION DE CONFIGURACION
• Revisión de diseño
• Revisión de entrega de documentación
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Fase DISEÑO
REVISION FORMAL
REVISION DE DISEÑO
REVISION DE ENTREGA DE DOCUMENTACIÓN
Se revisa todo el proyecto
Se revisan solo ciertos documentos
REVISION FORMAL:
Auditoría o inspección sistemática realizada por alguien externo, donde hay
un ponente responsable
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Fase DISEÑO
REVISION FORMAL:
• FIN DE ANALISIS
• DISEÑO DETALLADO 50%
• FIN DISEÑO DETALLADO
• ¿Cuantas revisiones hay que hacer?
• ¿Qué se revisa en una revisión de diseño?
• COSTES
• FUNCIONALIDAD
• INTERFACES
• PRESTACIONES
• CUMPLIMIENTO DE NORMAS
•SEGUIMIENTO DE PLANES
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Fase DISEÑO
REVISION FORMAL:
INFORME DE
REVISION
Información del objeto a
revisar
Personas+
Listas Comprobaciones
COSTE CORREGIR
ERROR
DEFINICION ANALISIS DISEÑO EJECUCION VERIFICACION EXPLOTACION
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Fase DISEÑO
GESTION DE LA CONFIGURACION
CONFIGURACION DEL SISTEMA: Conjunto de elementos que definen el sistema en un momento dado del ciclo de vida del sistema.
OBJETIVO: Que el número de documentos de la configuración crezca de forma controlada y ordenada.
ACTIVIDADES DE LA GESTION
Identificación de la configuración
Control de configuración
Informe de estado de configuración
Auditoría de la configuración
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Fase DISEÑO
Identificación de la configuración
Es saber escribir la lista completa de documentos que va a tener el sistema.
Control de la configuración
Se revisan los documentos antes de pasar a la configuración. Se controla que los cambios sean aprobados. Se utiliza en:
Nuevos documentos:
Un técnico tras un ensayo solicita un cambio. El comité revisa formalmente e identifica si este documento está ya definido. Distribuye el documento versionado.
ACTIVIDADES DE LA GESTION
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Fase DISEÑO
Control de la configuración
Cambio de uno existente:
Tras una modificación se solicita cambio del documento al comité. Se revisa si afecta al proyecto de forma global o no.
ACTIVIDADES DE LA GESTION
Petición de cambio
Comité Control cambio Documento
Configuración
Notificación
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Fase DISEÑO
Control de la configuración
Cambio propuestos por otros:
El documento propuesto se analiza por el comité y si el cambio es aceptado se envía al responsable para que ejecute el cambio.
ACTIVIDADES DE LA GESTION
Petición de cambio
Comité Control cambio
Distribución de Notificación de cambios
ConfiguraciónResponsable Objeto
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Fase DISEÑO
Informe de estado de configuración
Responde a qué documentos de la configuración hay y en qué versión están.
A veces conviven varias versiones del mismo producto que hasta coexisten.
Pueden existir problemas como el montaje de una versión con listas de componentes anticuados.
Se pueden recuperar las versiones antiguas.
Auditoría de la configuración
Comprobar que se cumplen los puntos 1, 2 y 3.
ACTIVIDADES DE LA GESTION
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Fase VERIFICACION
Consiste en hacer pruebas unitarias a los elementos y generar los informes de pruebas.
PRUEBAS DE SISTEMA
• PLANIFICACION: Definir actividades y objetivos
• PREPARACION: Se definen las maquetas sobre las que se harán las pruebas de sistema
• EJECUCION
(Fase Análisis)
(Fase Diseño, Ejecución)
VER REQUISITOS EN LA ESPECIFICACION DE PRUEBAS