Engenharia de Sistemas

Transcrição

1 Engenharia de Sistemas UNIMONTES 16 de fevereiro de 2011

2 Sumário 1 O que é Engenharia de Sistemas? 2 O Curso de Engenharia de Sistemas 3 O Conteúdo do Curso 4 Projetos Desenvolvidos 5 Frequência e Aproveitamento

3 O que é Engenharia de Sistemas? O que é Engenharia de Sistemas? O que é Engenharia de Sistemas?

4 O que é Engenharia de Sistemas? O que é Engenharia de Sistemas? A Engenharia de Sistemas é um campo interdisciplinar das engenharias, cujo foco é o desenvolvimento e a integração de sistemas artificiais complexos. A Engenharia de Sistemas integra outras disciplinas e especialidades, para a formação de um processo estruturado de desenvolvimento que se desdobra desde a concepção, até a produção e a operação do sistema.

5 O que é Engenharia de Sistemas? A Origem A menção ao termo System Engineering parece ter se originado nos Bell Telephone Laboratories, na década dos Depois disso, diversas companhias de grande porte passaram a adotar o termo, em contextos de projetos de grande porte e complexidade. Em 2006, havia 75 instituições nos Estados Unidos que ofereciam 130 cursos de graduação e de pós-graduação em Engenharia de Sistemas. Uma sociedade profissional da Engenharia de Sistemas foi fundada em 1990, nos Estados Unidos, sendo que a partir de 1995 essa sociedade se abriu para o exterior, mudando de nome para INCOSE (International Council on Systems Engineering).

6 O que é Engenharia de Sistemas? A Engenharia de Sistemas no Mundo 1 O conceito fundamental que se encontra por detrás da Engenharia de Sistemas, que consiste em perceber o todo como uma entidade distinta, para além de suas partes. A necessidade da Engenharia de Sistemas surgiu com o aumento da complexidade dos projetos e dos sistemas. Ao mesmo tempo, um sistema se torna mais complexo não apenas em virtude do crescimento de seu tamanho, mas também da quantidade de dados, de variáveis, ou ao número de campos simultaneamente envolvidos no projeto. Por exemplo, o desenvolvimento de algoritmos de controle inteligente, o projeto de microprocessadores, a análise de sistemas ambientais, se enquadram no escopo da Engenharia de Sistemas. 1 definição retirada da página do INCOSE

7 O que é Engenharia de Sistemas? Justificativa A partir do momento em que não foi mais possível obter avanços significativos em sistemas a partir apenas da evolução do projeto de seus sub-sistemas, e as ferramentas existentes deixaram de ser suficientes para atender às crescentes demandas, novas metodologias passaram a ser desenvolvidas, considerando explicitamente a questão da complexidade. A evolução da Engenharia de Sistemas, da maneira como ocorre hoje, inclui o desenvolvimento e a identificação de novos métodos e de novas técnicas de modelagem, que possam auxiliar na compreensão dos sistemas à medida em que estes se tornem mais complexos.

8 O que é Engenharia de Sistemas? Um pequeno exemplo Apenas para pontuar a diversidade de áreas de atuação potenciais do Engenheiro de Sistemas, mencionamos um projeto desenvolvido há cerca de dois anos por uma empresa italiana especializada em produzir projetos. A empresa em questão recebeu uma encomenda de uma fábrica de bicicletas, para projetar um novo assento que iria integrar uma nova bicicleta de topo de linha. Foi necessária a utilização de técnicas de simulação multifísica acopladas com técnicas de otimização multiobjetivo baseadas em algoritmos evolutivos (todas essas técnicas fazem parte do escopo previsto no currículo de Engenharia de Sistemas). Como resultado desse e de outros componentes inovadores, a bicicleta resultante vem sendo considerada a melhor hoje disponível no mercado mundial nessa faixa de produtos - o que evidencia o potencial de agregação de valor advindo da aplicação sistemática da Engenharia de Sistemas, em setores industriais os mais diversos.

9 O que é Engenharia de Sistemas? Ferramentas Diversas ferramentas que podem auxiliar na compreensão e no gerenciamento da complexidade de sistemas fazem parte do repertório do Engenheiro de Sistemas, tais como: a Modelagem e Simulação, a Otimização, a Dinâmica de Sistemas, a Estatística, a Mineração de Dados, a Análise de Confiabilidade, o Auxílio à Decisão.

10 O que é Engenharia de Sistemas? O Desafio da Engenharia de Sistemas Adotar uma abordagem interdisciplinar para a Engenharia de Sistemas é inerentemente complexo, uma vez que o comportamento e a interação entre os componentes de um sistema nem sempre são bem definidos ou bem compreendidos. Definir e caracterizar tais sistemas e sub-sistemas, bem como sua interação, é uma das metas da Engenharia de Sistemas.

11 O Curso de Engenharia de Sistemas O Curso de Engenharia de Sistemas

12 O Curso de Engenharia de Sistemas Objetivos O curso de Engenharia de Sistemas tem o objetivo de formar profissionais capacitados em desenvolver, para as organizações, os artefatos de software adequados às exigências de competitividade do mercado, através da utilização de modernas técnicas e ambientes de software, permitindo determinar com alto grau de exatidão as necessidades de informação, integralização e otimização dos processos. O egresso do curso será capaz de: 1 Compreender e conhecer a estrutura, o funcionamento e os inter-relacionamento dos processos de Engenharia; 2 Conhecer as melhores práticas aplicáveis ao desenvolvimento de softwares para os integralização e otimização de processos.

13 O Conteúdo do Curso O Conteúdo do Curso de Engenharia de Sistemas

14 O Conteúdo do Curso Núcleos Conceituais da Engenharia de Sistemas Fundamentos de Matemática (Cálculo, Geometria Anaĺıtica, Equações Diferenciais), Física (Mecânica, Termodinâmica e Fluidos, Eletromagnetismo, Ondas) e Computação (Algoritmos, Estruturas de Dados, Programação Orientada a Objeto, Engenharia de Software). Esses são fundamentos comuns a vários cursos de Engenharia, e constituem a base a partir da qual derivam os conhecimentos específicos do curso.

15 O Conteúdo do Curso Núcleos Conceituais da Engenharia de Sistemas Fundamentos de Eletricidade e Eletrônica. O curso de Engenharia de Sistemas surgiu como uma derivação da grande área da Engenharia Elétrica. Seu curríuclo inclui tópicos tais como: Circuitos Elétricos, Eletrônica Digital, Eletrônica Analógica, Conversão Eletromecânica da Energia.

16 O Conteúdo do Curso Núcleos Conceituais da Engenharia de Sistemas Fundamentos de Humanidades. O Engenheiro de Sistemas terá, em sua vida profissional, o papel de integrar ou de coordenar equipes de desenvolvimento de projetos, e terá o papel de interpretar ou traduzir as necessidades dos usuários, ou da sociedade, em termos de requisitos de projeto. O currículo do curso irá prevê uma significativa carga horária destinada à aquisição de conhecimentos e de habilidades relacionadas com essas dimensões.

17 O Conteúdo do Curso Núcleos Conceituais da Engenharia de Sistemas O conceito de simulação e projeto multifísica. As áreas tradicionais da Engenharia já vêm, há décadas, trabalhando na construção de sistemas computacionais de simulação daqueles sistemas específicos de cada uma dessas áreas. Assim, hoje há pacotes bastante sofisticados para a simulação de circuitos elétricos e eletrônicos, para a análise de esforços mecânicos em estruturas, para a análise de fluxos de fluidos, para a análise térmica, para a análise de campos eletromagnéticos. É relativamente recente, entretanto, a tentativa de integração desses pacotes em sistemas capazes de simular diversos aspectos de um mesmo equipamento ao mesmo tempo. Essa simulação de aspectos diversificados em um mesmo ambiente é chamada de simulação multifísica. Nos últimos 20 anos, ela tem sido responsável por significativos ganhos de eficiência no projeto de sistemas complexos, tais como automóveis e aviões.

18 O Conteúdo do Curso Núcleos Conceituais da Engenharia de Sistemas O conceito de validação de projetos. O corpo teórico englobado por esse tema se originou na chamada Engenharia de Software. Ele diz respeito às técnicas empregadas para se realizar um projeto com a especificação sistemática de todas as partes funcionais e de suas inter-relações, usando conceitos tais como o de modularidade, e permitindo a geração de entidades tais como árvores de falhas e índices de confiabilidade. Não por coincidência, tais conceitos surgiram no âmbito da Ciência da Computação, no bojo de uma chamada crise do software, na qual os custos de desenvolvimento de programas subiam vertiginosamente, os prazos se tornavam extremamente longos, e a confiabilidade do sistema resultante se tornava inaceitavelmente baixa, em virtude da complexidade dos sistemas que eram demandados no início da década de Os avanços tecnológicos do final do século XX levaram a que diversos outros tipos de sistemas, além dos programas de computador, passassem a apresentar as mesmas dificuldades, inerentes à sua complexificação. Assim, por exemplo, o projeto de automóveis e aviões passou pelo mesmo processo no final dos anos 1980.

19 O Conteúdo do Curso Núcleos Conceituais da Engenharia de Sistemas A modelagem usando técnicas caixa-preta (modelos entrada-saída) e a otimização de sistemas. Essas técnicas, que constituem um extenso repertório de ferramentas livres-de-contexto, vêm sendo empregadas com crescente intensidade onde quer que dispositivos de alta agregação tecnológica sejam projetados nos dias de hoje. Em geral, as mesmas técnicas se aplicam a contextos muito distintos, tais como o projeto de aeronaves, ou de bicicletas, ou de máquinas de lavar, etc, sempre conduzindo a ganhos de eficiência, desempenho diferenciado ou aumento da confiabilidade. Esse conjunto de técnicas, que vem sendo introduzido de forma marginal em alguns currículos dos cursos tradicionais de Engenharia, constitui um dos troncos de formação do Engenheiro de Sistemas.

20 O Conteúdo do Curso Deve-se destacar que o núcleo teórico da Engenharia de Sistemas é essencialmente livre-de-contexto, ou seja, não está ligado especificamente a sistemas de uma ou outra natureza específica. Assim, para completar a formação do profissional envolvido com a engenharia de sistemas, será necessário apresentar a ele um ou mais exemplos de contexto de aplicação. Algumas possibilidades de contextos seriam: 1 Sistemas de energia elétrica; 2 Sistemas de eletrônica e computação; 3 Sistemas de telecomunicações; 4 Sistemas de transportes ou logística; 5 Sistemas de Controle; 6 Projeto multidisciplinar assistido por computador.

21 Projetos Desenvolvidos Projetos Termovisionamento de equipamentos e conexões elétricas associado a técnicas de reconhecimento de imagens por inteligência artificial (Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - Cooperação / Companhia Hidro Elétrica do São Francisco); Identificação de SPAM Usando Abordagem Baseada no Sistema Imune: Validação do Software Desenvolvido no Projeto UOL número a e proposição de melhorias (UNIVERSO ONLINE);

22 Projetos Desenvolvidos Projetos Desenvolvimeto de uma Metodologia para Implementação de um Sistema de Apoio à Tomada de Decisão para Torre de Fracionamento da REGAP (PETROBRAS); Metodologia para Determinação do Carregamento Admissível de Transformadores de Distribuição Baseado no Modelo Térmico e no Evelhecimento do Papel Isolante (CEMIG);

23 Projetos Desenvolvidos Projetos Desenvolvimento de equipamento para teste e diagnóstico básico de transformadores de distribuição para poste com proteção operada, sem desconexão da rede de BT (CEMIG); Sistema Inteligente de Tomada de Decisão em Manutenção Preditiva (ELETRONORTE);

24 Projetos Desenvolvidos Projetos Uma Abordagem fuzzy/bayesiana para o problema de detecção de falhas incipientes (FAPEMIG); Novas Abordagens para Estabilidade, Controle, Filtragem e Detecção de Falhas em Sistemas Dinâmicos (CNPq);

25 Projetos Desenvolvidos Projetos Sistemas de Detecção de Falhas em Mangas do Filtro de Processo do Sistema de Injeção de Carvão Pulverizado do Alto Forno n o 1 da Gerdau Açominas S/A (Gerdau Açominas S/A); Detecção de Quebras de Cilindro na Caldeira UR2N do Laminador TANDEN da Laminação de Perfis na Gerdau Açominas S/A (Gerdau Açominas S/A);

26 Projetos Desenvolvidos Projetos Sistema de Diagnóstico de Falhas em Turbogeradores. (CEMIG); Diagnóstico de Falhas em Pára-Raios a Partir de Imagens Termográficas (CEPEL);

27 Frequência e Aproveitamento Frequência e Aproveitamento Nota Frequência Resultado >= 70 >= 75% Aprovado >= 50 e < 70 >= 75% Prova Final < 50 Qualquer Frequência Reprovado Qualquer Nota < 75% Reprovado