Ingenieria de sistemas

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:

Interfaz en Organización Industrial
Clientes
Comercial
Markting
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.
PlanProducción
Producción
Acabada
InspecciónCompras

Estructura de un proyecto industrial
DEFINICIÓN
ANÁLISIS
DISEÑO
IMPLEMENTACIÓN
VERIFICACIÓN
EXPLOTACIÓN
CONTROL
CONFIGURACIÓN
Definición Proyecto
Plan Verif.
Manual
Operación
y Mantenimiento
Especificación Sistema
Espec.Elementos Planes Prueba Elementos
Elementos integradosInformes Pruebas
Sistema Verificado Informes Pruebas Sistema

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.
• ...

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.
• ...

Fase DISEÑO
Diseño :
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.

Fase IMPLEMENTACION
Implementación :
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

Fase VERIFICACION
Verificación :
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

Fase EXPLOTACION
Explotación :
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

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

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

DEFINICION Y ANALISIS
Sistema
FuncionalidadElementos
Integración
Qué elemento
interacciona Estructura
Cómo es Interfaz

ESTRUCTURA
DEFINICION:
Es una distribución y ordenamiento de las partes de un todo
REPRESENTACION
Matriz de adyacencia
Grafos
Clases de
interacciones
ai j= 0 (no relación)
ai 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

ESTRUCTURA
PROPIEDADES
DE LAS
ESTRUCTURAS
MODULARES
Fijas
Configurables
Reconfigurables
No admiten otra estructura
Admiten varias estructuras
No cambian con el tiempo
Pueden cambiar con el tiempo
Eje 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

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

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

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)

INTERFAZ
TIPOS DE INTERFACES
OPERACION
SALIDAS
ENTRADAS
• Indicaciones visuales
• Sonidos
• Botones
• Teclados
• Pedales
SW
SW - HW
• Instrucciones
• Registros
• Interrupciones
• Memorias
PROGRAMADOR
LAN
LIBRERIAS
SS.OO
EIS
Herramientas
de desarrollo
SW - SW
Comunicar aplicaciones
Diseño modular
Sistemas en tiempo real

INTERFAZ
TIPOS DE INTERFACES
COMUNICACION SISTEMAS COMUNICACIONES
ORGANIZACION
CÓMO SE ESTRUCTURA UN
PROYECTO
PROYECTO
ESPECIFICACIONES
PLANES
MANUALES
INFORMES

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

Fase ANÁLISIS
ANALISIS:
• 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

Fase ANALISIS: DECISIONES
ANALISIS
ALTERNATIVO
REQUISITOS
CRITERIOS
EVALUACION
EVALUACION
ALTERNATIVA
TECNICAS
EVALUACION
MODELOS
ANALISIS
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

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

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

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

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

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

Fase ANALISIS
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 alternativas
barajadas, modelos utilizados. Suele servir para retomar
alternativas abandonadas

Fase ANALISIS
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

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

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

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

Fase DISEÑO
REVISION FORMAL:
INFORME
DE
REVISION
Información
del objeto a
revisar
Personas
+
Listas Comprobaciones
COSTE
CORREGIR
ERROR
DEFINICION ANALISIS DISEÑO EJECUCION VERIFICACION EXPLOTACION

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

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

Fase DISEÑO
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.
Petición de
cambio
Comité Control
cambio
Documento
Configuración
Notificación

Fase DISEÑO
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.
Petición de
cambio
Comité Control
cambio
Distribución de
Notificación de cambios
ConfiguraciónResponsable Objeto

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.

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

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