An Integrated Model-Based Approach for Systems Engineering - Towards the use of model-based approach in the early development stages of the systems engineering process

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Coatanea, Eric, Dr., Aalto University, Department of Engineering Design and Production, Finland
dc.contributor.author Nonsiri, Sarayut
dc.date.accessioned 2015-02-06T10:00:31Z
dc.date.available 2015-02-06T10:00:31Z
dc.date.issued 2015
dc.identifier.isbn 978-952-60-6078-1 (electronic)
dc.identifier.isbn 978-952-60-6077-4 (printed)
dc.identifier.issn 1799-4942 (electronic)
dc.identifier.issn 1799-4934 (printed)
dc.identifier.issn 1799-4934 (ISSN-L)
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/15110
dc.description.abstract Systems engineering projects are increasingly complex, and often involve multi-disciplinary teams, different physical locations, and diverse stakeholders. At the early stage of the systems engineering process, systems engineers need to deal with capturing the needs, planning the process, and analyzing early solutions. These activities during early stages have a tremendous impact to all later downstream activities of the development process in term of time-to-market, quality of a system, and final cost. Model-Based Systems Engineering (MBSE), as a model-centric approach, was purposed to support systems engineers to deal with the complexities in developing a system using models. The advantages of implementing MBSE in a project are for example purposed for improving the quality, reducing the risks, increasing the productivity, and improving the communication effectively. However, models are not very useful if they cannot be executed and used for verification and validation purposes. The scope of this thesis focuses on integrating a model-based approach formalized by Systems Modeling Language (SysML) in the three following domains: requirements modeling, tasks and activities scheduling, and behavioral analyzing of a physical system. In the first domain, i.e. requirements modeling, this thesis contributes to the analysis of the impact of changes within requirements with the combination of SysML stereotypes and Design Structure Matrix (DSM) techniques. In the second domain, Design Structure Matrix (DSM) and Differential Evolution algorithm (DDE) techniques allow systems engineers to schedule the development process by minimizing iteration of tasks and increasing concurrency between tasks. In the third domain, techniques from Qualitative Physics, i.e. Dimensional Analysis and Causal ordering, are applied for modeling and simulating the behavior of physical systems. en
dc.description.abstract Järjestelmäsuunnitteluprojektit ovat yhä monimutkaisempia ja usein niihin liittyy poikkitieteellisiä tiimejä useissa fyysisissä paikoissa ja erinäisiä sidosryhmiä. Järjestelmäprosessien aikaisessa vaiheessa järjestelmäinsinöörien täytyy kerätä tarpeet, suunnitella prosessi ja analysoida aikaiset ratkaisut. Näillä aikaisen vaiheen toiminnoilla on suuri merkitys myöhempiin kehitysprosessin aktiviteetteihin kuten markkinoille pääsyaikaan, järjestelmän laatuun ja lopulliseen kustannukseen. Mallipohjainen järjestelmäsuunnittelu (MBSE), mallikeskeisenä menetelmänä, oli tarkoitettu tukemaan järjestelmäinsinöörejä käsittelemään monimutkaisuutta kehitettäessä järjestelmää käyttäen malleja (vai malleja käyttävää järjestelmää?). MBSE:n etuja ovat esimerkiksi laadun paraneminen, riskien vähentäminen, tuottavuuden kasvu ja kommunikaation parantaminen tehokkaasti. Toisaalta mallit eivät ole kovin käyttökelpoisia, jos niitä ei voida toteuttaa tai käyttää validointiin tai verifikaatioon. Tämän työn keskittyy mallipohjaisen käytännön, mikä on formalisoitu järjestelmänmallinnuskielellä (SysML), integroimiseen seuraavilla aloilla: vaatimusten mallinnus, tehtävien ja toimintojen aikataulutus ja fyysisten järjestelmien käytösanalyysi. Ensimmäisellä alalla, eli vaatimusten mallinnuksessa, tämä työ edistää vaatimusten muutoksista johtuvaa vaikutusanalyysiä yhdistämällä SysML-stereotyyppi- ja suunnittelun rakennematriisi- (DSM) tekniikoita. Toisella alalla DSM ja differentiaalinen kehitysalgoritmi (DDE) tekniikat mahdollistavat järjestelmäinsinöörien aikatauluttaa kehitysprosessia minimoimalla tehtävien iteroinnin ja lisäämällä tehtävien samanaikaisuutta. Kolmannella alalla kvalitatiivisen fysiikan tekniikoita, kuten dimensioanalyysi ja syy-seuraus analyysi, sovelletaan fyysisten järjestelmien käyttäytymisen mallinnuksessa ja simuloinnissa. fi
dc.format.extent 80 + app. 110
dc.format.mimetype application/pdf en
dc.language.iso en en
dc.publisher Aalto University en
dc.publisher Aalto-yliopisto fi
dc.relation.ispartofseries Aalto University publication series DOCTORAL DISSERTATIONS en
dc.relation.ispartofseries 19/2015
dc.relation.haspart [Publication 1]: Sarayut Nonsiri, François Christophe, Eric Coatanéa, Faisal Mokammel. A combined Design Structure Matrix (DSM) and Discrete Differential Evolution (DDE) approach for scheduling and organizing system development tasks modelled using SysML. Accepted for publication in Journal of Integrated Design and Process Science, 22 pages, IOS Press 2014.
dc.relation.haspart [Publication 2]: Sarayut Nonsiri, Eric Coatanéa, Mohamed Bakhouya. A Discrete Differential Evolution algorithm for Product Development Scheduling. In Proceedings of the ASME 2012 International Design Engineering Technical Conferences & Computers and Information in Engineering Conference, Chicago, Illinois, USA, pp. 1229-1236, DOI: 10.1115/DETC2012-70390, August 2012.
dc.relation.haspart [Publication 3]: Sarayut Nonsiri, Eric Coatanéa, Mohamed Bakhouya, Faisal Mokammel. Model-Based Approach for Change Propagation Analysis in Requirements. In 2013 IEEE International Systems Conference (SysCon), Orlando, FL, USA, pp. 497 - 503, DOI: 10.1109/SysCon.2013.6549928, April 2013.
dc.relation.haspart [Publication 4]: Galina Medyna, Sarayut Nonsiri, Eric Coatanéa, and Alain Bernard. Modelling, Evaluation and Simulation during the Early Design Stages: Toward the Development of an Approach Limiting the Need for Specific Knowledge. Transactions of the SDPS: Journal of Integrated Design and Process Science, Volume 16, number 3, pp. 83-103, DOI: 10.3233/jid-2012-0006, 2012.
dc.relation.haspart [Publication 5]: Eric Coatanéa, Sarayut Nonsiri, Mohamed Bakhouya, Panu Kiviluoma and Olof Calonius. Early Modelling and Simulation Approach for Fast Evaluation of Early Design Concepts: A System Dynamics Perspective. In Proceedings of the ASME 2012 International Design Engineering Technical Conferences & Computers and Information in Engineering Conference, Chicago, Illinois, USA, pp. 97-109, DOI: 10.1115/DETC2012-70652, August 2012.
dc.relation.haspart [Publication 6]: Eric Coatanéa, Sarayut Nonsiri, Ricardo Roca, Faisal Mokammel, Juliane Kruck, François Christophe,. Systematic search for design contradictions in systems’ architecture: Toward a computer aided analysis. Accepted for publication in Transactions of the SDPS: Journal of Integrated Design and Process Science, 23 pages, IOS Press 2015.
dc.subject.other Design en
dc.title An Integrated Model-Based Approach for Systems Engineering - Towards the use of model-based approach in the early development stages of the systems engineering process en
dc.title An Integrated Model-Based Approach for Systems Engineering fi
dc.type G5 Artikkeliväitöskirja fi
dc.contributor.school Insinööritieteiden korkeakoulu fi
dc.contributor.school School of Engineering en
dc.contributor.department Koneenrakennustekniikan laitos fi
dc.contributor.department Department of Engineering Design and Production en
dc.subject.keyword model-based approach en
dc.subject.keyword systems engineering en
dc.subject.keyword SysML en
dc.subject.keyword design structure matrix en
dc.subject.keyword optimization en
dc.subject.keyword causal ordering algorithm en
dc.identifier.urn URN:ISBN:978-952-60-6078-1
dc.type.dcmitype text en
dc.type.ontasot Doctoral dissertation (article-based) en
dc.type.ontasot Väitöskirja (artikkeli) fi
dc.contributor.supervisor Pietola, Matti, Prof., Aalto University, Department of Engineering Design and Production, Finland
dc.opn Blanco, Eric, Prof., Grenoble Institute of Technology, France
dc.date.dateaccepted 2015-01-23
dc.contributor.lab Research group on Early development process and Systems Engineering en
dc.rev Zeng, Yong, Prof., Concordia University, Canada
dc.rev Achiche, Sofiane, Prof., École Polytechnique de Montréal, Canada
dc.date.defence 2015-02-12


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account