Changeability in complex engineering systems: quantification of system suitability and development framework for changeability through testing

Today's industry is challenged with managing large and evolving complex systems in a world characterized by dynamic developments in global economies, technology and politics. Competitive advantage and ability to correspond to technological innovations, dictates designing the “right” system the first time. However, decision challenges impacting system-level development and design are unavoidable, due to decisions undertaken with partial and/or incomplete systems knowledge, and changes in customer requirements (Ouertani, Gzara-yesilbas and Lossent, 2004). This presents changes to the design can arise throughout the entire lifecycle and has the potential to create insurmountable obstacles that increase cost and time for the design and development of complex engineering systems. Research into engineering change and system changeability has grown steadily and is today seen as an important and critical tool for use in the development of complex engineering systems (Schulz, Fricke and Igenbergs, 2000; Fricke and Schulz, 2005; Ross, Rhodes and Hastings, 2008; de Weck, 2011; Jarratt et al., 2011). This dissertation develops a method for determining a systems suitability for implementing changeability and a development a development approach that reduces the probability for risk and increased costs during concept development. The research and cases evaluated, were used to integrate accepted systems engineering process and changeability characteristics to define its scope.

L'industria di oggi si trova a dover gestire sistemi complessi di grandi dimensioni ed in continua evoluzione in un mondo caratterizzato da sviluppi dinamici nelle economie globali, nella tecnologia e nella politica. Il vantaggio competitivo e la capacità di relazionarsi alle innovazioni tecnologiche, impone la progettazione del sistema "giusto" sin dal primo momento. Tuttavia, le sfide decisionali, che incidono sullo sviluppo e sulla progettazione a livello di sistema, sono inevitabili, a causa delle decisioni prese con conoscenza solo parziale e / o incompleta dei sistemi e dei cambiamenti delle esigenze dei clieniz (Ouertani, Gzara-yesilbas and Lossent, 2004). Questo provoca cambiamenti nella progettazione che possono sorgere nel corso dell’intero ciclo di vita e rischiano di creare ostacoli insormontabili che aumentano costi e tempi di progettazione e sviluppo dei sistemi di ingegneria complessi. La ricerca sui cambiamenti di ingegneria e la mutabilità (“changeability”) dei sistemi è cresciuta significativamente ed è oggi considerata uno strumento fondamentale nello sviluppo di sistemi di ingegneria complessi (Schulz, Fricke and Igenbergs, 2000; Fricke and Schulz, 2005; Ross, Rhodes and Hastings, 2008; de Weck, 2011; Jarratt et al., 2011). Questa tesi sviluppa un metodo per determinare l'idoneità dei sistemi ad implementare i fattori di mutabilità (“changeability”) e un approccio di sviluppo che riduce la probabilità di rischio e di aumento dei costi durante lo sviluppo iniziale (fase di “concept”). La ricerca e i casi esaminati sono mirati ad illustrare e rivedere i processi di ingegneria dei sistemi e le caratteristiche di mutabilità (“changeability”) più diffusi, al fine di definirne l'ambito di applicazione.