Detail předmětu

Systémové inženýrství

FSI-VSIAk. rok: 2026/2027

Předmět „Systémové inženýrství“ seznamuje studenty s metodami, nástroji a principy modelově orientovaného systémového inženýrství (MBSE) a jejich aplikací v průmyslové praxi. Důraz je kladen na propojení automatizace, informatiky a strojírenství v rámci komplexních technických systémů, jako jsou výrobní linky, mechatronické celky či celé výrobní ekosystémy. Studenti se naučí identifikovat požadavky, modelovat strukturu a chování systému pomocí UML/SysML, pracovat se systémovými architekturami, hodnotit rizika, navrhovat bezpečnostní a spolehlivostní opatření, analyzovat životní cyklus vývoje podle V-modelu a vytvářet systémové návrhy odpovídající průmyslovým normám a best practices.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. Ing. Zdeněk Hadaš, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav automatizace a informatiky (ÚAI)

Vstupní znalosti

  • základní znalosti technických systémů (výroba, mechatronika, automatizace) – výhoda;
  • základní orientace v počítačových systémech a modelování;
  • analytické a logické myšlení;
  • ochota pracovat v týmu a prezentovat výsledky.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Požadavky pro zápočet: Aktivní účast na cvičeních, zpracování zadaného projektu.

Zkouška: Test a ústní zkoušení.

Kontrolována je účast na cvičeních. Zameškaná výuka může být nahrazena zpracováním zadaných úloh.

Učební cíle

Po absolvování předmětu bude student schopen:

  • aplikovat systémové myšlení, kritické a koncepční myšlení při řešení průmyslových úloh;
  • definovat požadavky (funkční, nefunkční) včetně aktérů, hranic a perspektiv systému;
  • vytvářet modely systémů pomocí UML/SysML (statické, dynamické, struktura, chování, parametry);
  • provádět analýzy úzkých hrdel, rizik, bezpečnosti (FHA, FTA, FMEA) a spolehlivosti;
  • popsat životní cyklus systému podle V-modelu a aplikovat metody verifikace a validace;
  • chápat vazby mezi HW, SW a systémovou integrací;
  • orientovat se v normách průmyslové automatizace, automotive, aerospace a dalších odvětví;
  • připravit základní projektový plán, systémovou dokumentaci a konfigurační management;
  • navrhnout systémová řešení výrobních linek či technických soustav s ohledem na kvalitu, bezpečnost, udržitelnost a náklady.

Základní literatura

INTERNATIONAL COUNCIL ON SYSTEMS ENGINEERING (INCOSE). INCOSE Systems Engineering Handbook: A Guide for System Life Cycle Processes and Activities. 4th ed. Hoboken: John Wiley & Sons, 2015.
KOSSIAKOFF, Alexander, William N. SWEET, Sam SEYMOUR a Steven BIEMER. Systems Engineering: Principles and Practice. 3rd ed. Hoboken: John Wiley & Sons, 2020. Wiley Series in Systems Engineering and Management. 
WEILKIENS, Tim. Systems Engineering with SysML/UML: Modeling, Analysis, Design. Amsterdam: Morgan Kaufmann, 2007.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-AIŘ-P magisterský navazující 2 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Zdeněk Hadaš, Ph.D.

Osnova

  • Úvod do systémového inženýrství, kritické a koncepční myšlení, definice systému, požadavky, systémové architektury
  • Modelování systémů UML a SysML – základní diagramy, prvky, manažerské rámce, úzká hrdla
  • Analýza statická a dynamická, popis existujících stavů, UML/SysML chování
  • Návrh systémů, správa požadavků, dekompozice, integrace modelování
  • Životní cyklus vývoje systémů, V-model
  • Bezpečnost systémů
  • Spolehlivost systémů
  • Projektový management, technická dokumentace a konfigurační management
  • Standardizace a specifika jednotlivých odvětví průmyslu (průmyslová automatizace, automotive, letectví, železnice)

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Zdeněk Hadaš, Ph.D.

Osnova

  • Analýza požadavků, definice aktorů, identifikace stakeholderů, definice funkcí systému
  • Analýza prostředí a kontextu projektu – systému (vnitřní vs. vnější), popis dodavatelského/ výrobního řetězce, stanovení rizikových bodů v řetězci. Vnější pohled na systém (systém jako blackbox), UseCase
  • Modelování systému pomoci UML a SySML, UseCase, Stavové diagramy
  • Dekompozice systému do subsystémů, popis procesů, bezpečnost, sekvenční diagramy, diagramy aktivit, Gantův diagram
  • Implementace a integrace systému, praktické aspekty psaní/modelování požadavků.
  • Analýza bezpečnosti jednoduchého systému „od A do Z“
  • Výpočet parametrů spolehlivosti elektromechanického systému
  • Plánování projektu ve vazbě na V-diagram
  • Normy a standardy, práce s normami, vyhledávání požadavků dle odvětví
  • Prezentace projektů