Systems Engineering
ETHZ / Bauingenieur Bsc. / 5.Semester / HS2020
ETHZ / Bauingenieur Bsc. / 5.Semester / HS2020
Fichier Détails
Cartes-fiches | 49 |
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Langue | Deutsch |
Catégorie | Technique |
Niveau | Université |
Crée / Actualisé | 17.09.2020 / 17.06.2025 |
Lien de web |
https://card2brain.ch/box/20200917_systems_engineering
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Intégrer |
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Analyse von möglichen Lösungen
Bei der Analyse von Lösungsvarianten werden diese überprüft in Bezug auf:
- Erfüllung aller Rahmenbedingungen
- Optimierung der Zielfunktion
Eliminierung von untauglichen Varianten --> häufig durch eine Machbarkeitsanalyse
Um eine Eignung einer Lösungsvariante objektiv beurteilen zu können, müssen Attribute klar definiert sein.
Diese sind Eigenschaften eines Systems
- Funktionsfähigkeit (z.B. Transportkapazität, Fläche)
- Zuverlässigkeit (z.B. Wahrscheinlichkeit des Versagenseintritts)
- Instandhaltungsfreundlichkeit (z.B. Zeitaufwand, Kosten)
- Gebrauchstauglichkeit (z.B. Barierrefreiheit, Max Verformung von Bauteilen)
- Sicherheit (z.B. Zeit zwischen Zwischenfällen, Anzahl der betroffenen Personen)
- Produzierbarkeit (z.B. Zeitaufwand)
- Entsorgungsfreundlichkeit (z.B. Abfallmenge)
- Erschwinglichkeit (z.B. Herstellungskosten)
Gewichtung der Attribute ist wichtig für die Lösungsfindung.
Bewertung von möglichen Lösungen
Werkzeuge zur Bewertung und Entscheidung
- Argumentenbilanz
- Optimierung
- Entscheidungstabellen
- Entscheidungsbäume
- Wirtschaftlichkeitsrechnung
Zielkatalog
Klassifikation der Ziele (Rahmenbedingungen / Soll- / Wunschziele)
Zielobjekte
Zieleigenschaften
Zielausmasse
Zeitbezüge
Ortsbezeichnungen
Optimierung - Lineare Programmierung
Modellformulierung:
- Zielfunktion
- Nebenbedingungen
- Nicht-Negativitäts-Bedingung
Mit Annahmen:
- Proportionalität
- Additivität
- Teilbarkeit
- Gewissheit
Lösung durch:
- Grafische Lösungsmethode (nur bis und mit 3 Variablen anwendbar)
- SIMPLEX-Algorithmus
- klassische Schreibweise
- Tableau-Methode
SIMPLEX-Algorithmus - Schritte
- Auswahl der Anfangs-Basislösung
- Überprüfung der Optimalität der Lösung
- Bestimmen der Variable, die in die Basis gebracht werden soll
- Bestimmen des Werts der Variable, die in die Basis kommen soll
- Bestimmen der Variable, die die Basis verlässt
- Bestimmen der neuen Werte der Basisvariablen
Besteht aus 2 Phasen:
I - Der Auswahl einer zulässigen Anfangs-Basislösung
II - der Verbesserung dieser Anfangs-Basislösung
Methoden zur Generierung des nicht-unterlegenen Satzes
Gewichtungsmethode
Restriktionsmethode
3 verschiedene Skalen
Nominalskala
- Beschreibt Eigenschaften ohne Rangreihenfolge
- z.B. Tomate - Gurke - Salat
Ordinalskala
- Hat eine Reihenfolge, aber keine definierten Abstände
- z.B. schlecht - ok - gut - sehr gut
Kardinalskala
- Werte haben sowohl eine Reihenfolge als auch bestimmte Abstände
- z.B. 0 Punkte - 5 Punkte - 10 Punkte - 20 Punkte
Mehrere Kriterien
Zukunft ungewiss
Wahrscheinlichkeit unbekannt
Dominanz-Regel
Laplace-Regel
Jeder Variante wird dieselbe Wahrscheinlichkeit zugewiesen.
Maximin-Regel
Die Strategie auswählen, die den geringstmöglichen Nettonutzen maximiert.
Maximax-Regel
Die Strategie auswählen die den Nettonutzen maximiert.
BIM
Best value In Most likely scenario
Bester Wert im wahrscheinlichsten Szenario
HILL
Highest Likelihood of achieving a Level
Höchste Eintrittswahrscheinlichkeit für das Erreichen eines bestimmten Niveaus
(Wert gegeben)
BMO
Best most often
SBOMI
Selecting the Best of the most Important
--> paarweiser Vergleich und nach Wichtigkeit sortiert
MARR
Eine erwartete Rendite aus einer nicht näher bezeichneten alternativen Variante.
Was sind die 4 Grundprinzipien?
Problemlösungsprozess
Phasengliederung
Vom Groben zum Detail
Variantenbildung
Was ist Systems Engineering?
Systems Engineering (SE) ist ein fächerübergreifender Denkansatz mit dem Ziel, den Entwurf und die Entwicklung erfolgreicher Systeme zu ermöglichen. Systems Engineering wird als Verallgemeinerung und Erweiterung der ingenieurwissenschaftlichen Methodik betrachtet.
Verschiedene Methoden ein Problem anzugehen
Systemorientiert - Konzentrieren auf das System
Umfeldorientiert - Konzentrieren auf die Umgebung des Systems
Ursachenorientiert - Warum ist das Ergebnis so wie es ist?
Lösungsorientiert - Was muss ich tun, um etwas bestimmtes zu erreichen?
Zukunftsorientiert - Wenn ich längerfristig plane, wasändert sich?
Delphi-Methode
Methode zur Informationsbeschaffung:
Idee: Diskussionen zwischen Teilnehmern vermeiden, da daruch unerwünschte gruppendynamische Effekte nicht auftreten können.
1. Jede Person bekommt eine Problembeschreibung und reicht eine Antwort ein.
2. Die Antworten werden erfasst und es wird anonymisiertes Feedback für jedes Gruppenmitglied gegeben.
3. Jede Person berücksichtigt, ob sie ihre vorherigen Aussichten modifizieren will oder mehr Information beitragen möchte.
4. Dies wird iterativ fortgesetzt, bis ein Konsens gefunden wird.
Allgemeine Zielformulierung - "SMART"
Specific
Measurable
Achievable
Realistic
Time constrained
Zielkatalog
Hilfsmittel und Übersicht und Klarheit über die Ziele und Prioritäten zu behalten.
Elemente des Zielkatalogs (Beispiel):
- Zielklasse (Kosten, Sicherheit,...)
- Zielformulierung (Beschreibung des Ziels)
- Zielausmass (Wert des Ziels) --> präzise und messbar
- Zieltyp (Muss-, Soll- oder Wunschziel)
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