A comprehensive IDEF0 model for systems engineering applied to the development of a wind power plant in China

Projects today are more complex than ever. Their architecture, network and size have grown exponentially in the last decades with the constant need for better integration. Furthermore, speed and low time to market have become a very high source of competitive advantage, requiring close collaboration and integration between systems and stakeholders. Systems Engineering aims at providing a solution to those problems, providing standards, procedures, processes and guidelines to effectively manage complex systems. The primary references to modern Systems Engineering procedures are the International Council on Systems Engineering Handbook as well as the Systems Engineering standards, among which the ISO/IEC/IEEE 15288: 2015 is the most relevant. The major obstacles to the development and broader adoption of Systems Engineering practices are both the high degree of complexity of the references for the discipline, as well as the isolated view of the single Systems Engineering processes, thus rendering its system-wide application difficult and sub-optimal. Furthermore, Systems Engineering activities are for their nature generic because they can be applied to many different industries, a lack of proper translation of such processes to the organisation's specific needs generates confusion and inefficiencies. The purpose of this study is the formulation of a complete and comprehensive model that covers all the shades of the discipline, and extends the results, presented in the author’s paper: “Functional Modelling and IDEF0 to Enhance and Support Process Tailoring in Systems Engineering” by G. Manenti, M. Ebrahimiarjestan, L. Yang, Y. Ming (2019), Conference: 2019 IEEE International Symposium on Systems Engineering (ISSE). Many authors recently advocated the need for such model, and this study presents a novel and original approach that answer their requests. The model will connect all the isolated Systems Engineering processes creating a simple tool to both easily apply and tailor the best practices of the discipline to one own system or project in virtually any kind of industry. The study describes the usage of Systems Engineering in the Renewable Energy sector and the IDEF0 model presented is applied to the development of a Wind Power Plant in China. Then, its effectiveness and benefits will be evaluated compared to the traditional usage of Systems Engineering, displaying promising results.

I progetti oggi sono più complessi che mai. Le loro architetture, reti e dimensioni sono cresciute esponenzialmente negli ultimi decenni generando la costante necessità di una migliore integrazione. Inoltre, la velocità e il basso time-to-market sono diventati una fonte molto elevata di vantaggio competitivo, che richiede una stretta collaborazione e integrazione tra i sistemi e le parti interessate. Systems Engineering, l’Ingegneria dei Sistemi, mira a fornire una soluzione a tali problemi, fornendo standard, procedure, processi e linee guida per gestire efficacemente sistemi complessi.I principali riferimenti per l’Ingegneria dei Sistemi sono il Consiglio internazionale dell’Ingegneria dei Sistemi e gli standard riguardanti l’Ingegneria dei Sistemi, tra cui il più rilevante è l’ ISO/IEC/IEEE 15288: 2015. I principali ostacoli allo sviluppo e all'adozione più ampia delle pratiche di Ingegneria dei Sistemi sono sia l'alto grado di complessità dei riferimenti per la disciplina, sia la visione isolata dei suoi singoli processi, rendendo così difficile e meno rilevante la sua applicazione. Inoltre, le attività di Ingegneria dei Sistemi sono per loro natura generiche perché possono essere applicate a molti settori diversi, la mancanza di una corretta personalizzazione di tali processi secondo i bisogni specifici del sistema considerato, genera confusione e inefficienze. Lo scopo di questo studio è la formulazione di un modello completo ed esaustivo che copra tutte le sfumature della disciplina, estendendo i risultati, presentati nell’articolo dell'autore: “Functional Modelling and IDEF0 to Enhance and Support Process Tailoring in Systems Engineering” di G. Manenti, M. Ebrahimiarjestan, L. Yang, Y. Ming (2019), per la Conferenza: 2019 IEEE International Symposium on Systems Engineering (ISSE). Molti autori hanno recentemente sostenuto la necessità di tale modello e questo studio presenta un approccio nuovo e originale che risponde alle loro richieste. Il modello collegherà tutti i processi dell’Ingegneria dei Sistemi creando un semplice strumento per applicare facilmente e adattare le Best Practices della disciplina a un proprio sistema o progetto per qualsiasi tipo di industria. Dopo una presentazione sull’utilizzo dell’Ingegneria dei Sistemi nel settore delle Energie Rinnovabili, il modello verrà applicato allo sviluppo di un impianto eolico in Cina, e la sua efficacia e benefici saranno valutati rispetto all'utilizzo tradizionale dell'Ingegneria dei Sistemi, mostrando risultati promettenti.