Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Inżynieria systemów
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
EELT-2-203-IE-s
Wydział:
Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Inżynieria elektryczna w pojazdach samochodowych
Kierunek:
Elektrotechnika
Semestr:
2
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Prowadzący moduł:
dr hab. inż. Skruch Paweł (pawel.skruch@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Celem przedmiotu jest wprowadzenie do zagadnień inżynierii systemów dla pojazdów samochodowych. Wprowadzenie obejmuje omówienie metodyki postępowania niezbędnej przy projektowaniu złożonych systemów spełniających oczekiwania klienta. Metodyka ta określa uporządkowany proces pozwalający na stworzenie produktu od fazy koncepcyjnej do produkcyjnej. Obejmuje ona zarówno biznesowe jak i techniczne aspekty dla tworzonego produktu przy jednoczesnym zapewnieniu jakości oczekiwanej przez klienta.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Ma ogólną wiedzę w obszarze procesów projektowania zaawansowanych systemów automatyki pojazdowej. ELT2A_W04, ELT2A_W08 Egzamin
M_W002 Zna procesy techniczne, projektowe i organizacyjne potrzebne do realizacji zaawansowanych systemów automatyki pojazdowej. ELT2A_W04, ELT2A_W08 Egzamin
Umiejętności: potrafi
M_U001 Ma praktyczne umiejętności metodycznego podejścia do rozwiązywania problemów związanych z projektowaniem zaawansowanych systemów automatyki pojazdowej. ELT2A_W04, ELT2A_W08 Projekt
M_U002 Potrafi przygotować plan realizacji zaawansowanego projektu dla systemu automatyki pojazdowej. ELT2A_W04, ELT2A_W08 Projekt
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
48 28 0 20 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Ma ogólną wiedzę w obszarze procesów projektowania zaawansowanych systemów automatyki pojazdowej. + - - - - - - - - - -
M_W002 Zna procesy techniczne, projektowe i organizacyjne potrzebne do realizacji zaawansowanych systemów automatyki pojazdowej. + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Ma praktyczne umiejętności metodycznego podejścia do rozwiązywania problemów związanych z projektowaniem zaawansowanych systemów automatyki pojazdowej. - - + - - - - - - - -
M_U002 Potrafi przygotować plan realizacji zaawansowanego projektu dla systemu automatyki pojazdowej. - - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 85 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 48 godz
Przygotowanie do zajęć 10 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 10 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 10 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 5 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (28h):
Wprowadzenie do zagadnień inżynierii systemów dla systemów automatyki pojazdowej

Inżynieria systemów jest podejściem inżynieryjnym do projektowania złożonych systemów spełniających oczekiwania klienta. Inżynieria systemów integruje wszystkie kompetencje inżynieryjne w zespół projektowy i określa uporządkowany proces pozwalający na stworzenie produktu od fazy koncepcyjnej do produkcyjnej. Inżynieria systemów obejmuje zarówno biznesowe jak i techniczne aspekty dla tworzonego produktu przy jednoczesnym zapewnieniu jakości oczekiwanej przez klienta.

Temat 1: Systemy wbudowane – architektura sprzętowa i architektura oprogramowania.
Cel: Zapoznanie studentów z następującymi zagadnieniami:
- budowa i zasada działania mikroprocesorów i mikrokontrolerów;
- bloki funkcjonalne mikrokontrolerów (FLASH, RAM, EEPROM,I/O, TIMERS, A/C, C/A itd.);
- interfejsy komunikacyjne (SPI, UART, I2C, I2S, CAN, LIN, ETHERNET itd.);
- współpraca mikroprocesorów i mikrokontrolerów z otoczeniem;
- programowanie systemów wbudowanych;
- systemy operacyjne czasu rzeczywistego;
- architektura oprogramowania systemów wbudowanych.

Temat 2: Systemy wbudowane w przemyśle samochodowym.
Cel: Zapoznanie z takim aspektami systemów wbudowanych w przemyśle samochodowym jak:
- systemy transmisji danych i protokoły komunikacyjne (CAN, LIN, MOST, FlexRay);
- kalibracja i diagnostyka;
- narzędzia analizy i symulacji (CANoe, CANalyzer, itd.) ;
- AUTOSAR.

Temat 3: Inżynieria systemów – problemy i metody.
Cel: Szczegółowe zapoznanie i przedstawienie inżynierii systemów zgodnie z definicją
standardu ISO ISO/IEC/IEEE 15288 i INCOSE Systems Engineering Handbook w obszarze wszystkich procesów definiowanych przez te standardy. Omówienie procesów technicznych, projektowych i organizacyjnych. Model V tworzenia systemów.

Temat 4: Inżynieria wymagań i zarządzanie wymaganiami.
Cel: Bardzo dokładne zapoznanie z zagadnieniami pozyskiwania wymagań, analizy wymagań, definiowania wymagań i definiowania architektury systemów. Zapoznanie z tematyką śledzenia wymagań. Zapoznanie z narzędziami wspomagającymi inżynierię wymagań (DOORS, Reqtify, itp.).

Temat 5: Definiowanie architektury systemów z wykorzystaniem UML/SysML.
Cel: Zapoznanie z językami modelowania UML/SysML i narzędziami wspierającymi modelowanie w tym języku np. Enterprise Architect. Specyfikowanie systemów wbudowanych w UMLu/SysMLu.

Temat 6: Modelowanie systemów wbudowanych z wykorzystaniem środowiska Matlab/Simulink/Stateflow.
Cel: Zapoznanie z koncepcją Model Based Development. Wykorzystanie środowiska MATLAB w całym cyklu V tworzenia systemów tj. do pozyskiwania i definiowania wymagań przez implementację i testowanie.

Temat 7: Wybrane zagadnienia analizy zagrożeń i bezpieczeństwa systemów wbudowanych.
Cel: Zapoznanie ze:
- standardami ISO 26262, IEC 61508;
- podstawowymi technikami i metodykami analizy zagrożeń:
a. FMEA – Failure Mode and Effects Analysis;
b. FTA – Fault Tree Analysis;
c. ETA – Event Tree Analysis, itp.

Temat 8: Metodyki zarzdzania projektami i procesami: Agile, CMMi, SPiCE,Prince2, PMI, itp.
Cel: Zapoznanie z podstawowymi koncepcjami związanymi z zarządzaniem projektami
w różnych metodologiach ze szczególnym naciskiem na inżynierię systemów i jej miejsce w poszczególnych podejściach i metodykach tworzenia systemów.

Temat 9: Techniki komunikacji w pracy zespołowej.
Cel: Zapoznanie z zagadnieniami i technikami:
- prowadzenia spotkań technicznych;
- przygotowywania prezentacji technicznych;
- tworzenia dokumentacji technicznej;
- kierowania i koordynowania zespołów inżynieryjnych.

Ćwiczenia laboratoryjne (20h):
Praktyczne aspekty inżynierii systemów

Realizacja zadań w grupach projektowych z uwzględnieniem procesów technicznych, projektowych i organizacyjnych wyznaczonych przez standardy inżynierii systemów na przykładzie systemów wbudowanych dla branży motoryzacyjnej.

Celem zajęć jest zapoznanie się ze wszystkimi etapami związanymi z projektowaniem i implementacją złożonych systemów automatyki pojazdowej oraz aspektami związanymi z zarządzeniem takimi projektami.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

(1) Za każde zadanie laboratoryjne można otrzymać:
(a) 0 punktów – jeżeli grupa nie osiągnęła oczekiwanych wyników – oznacza to brak zaliczenia zajęć;
(b) 1 punkt – jeżeli grupa osiągnęła część o oczekiwanych wyników;
© 2 punkty – jeżeli grupa osiągnęła wszystkie oczekiwane wyniki.

(2) Wszystkie zajęcia laboratoryjne muszą być zaliczone, aby otrzymać pozytywną ocenę końcową i móc przystąpić do testu zaliczeniowego.

(3) Jeżeli wykonanie danego zadania laboratoryjnego wymaga określonych umiejętności lub wcześniejszego przygotowania, to prowadzący zajęcia może nie dopuścić studenta to zajęć laboratoryjnych. W takim przypadku zajęcia traktuje się jako niezaliczone i należy je odrobić w terminie wskazanym przez prowadzącego.

(4) Zakres umiejętności i wcześniejszych do przygotowania zadań potrzebnych do wykonania danego ćwiczenia określa prowadzący zajęcia co najmniej tydzień wcześniej przez rozpoczęciem właściwych zajęć.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Sposób obliczania oceny końcowej:

(1) Ocena końcowa z przedmiotu Inżynieria systemów jest obliczana na podstawie:
a) wyników z testu zaliczeniowego;
b) wyników zrealizowanych projektów w ramach ćwiczeń laboratoryjnych.

(2) Ocena z testu zaliczeniowego jest oceną procentową (min. 0%, maks. 100%).
Ocena za zrealizowanie zadania projektowego jest oceną procentową (min. 0%, maks. 100%).

(3) Ocena końcowa jest wyliczana wg schematu:
ocena końcowa z przedmiotu = 0.5*(ocena końcowa z wykładu) + 0.5*(ocena końcowa z ćwiczeń laboratoryjnych).

(4) Przy zaliczeniu zajęć i wystawieniu oceny końcowej stosuje się i wpisuje do indeksu następujące oceny:
a) 91 – 100% bardzo dobry (5.0), (skrót słowny: bdb);
b) 81 – 90% plus dobry (4.5), (skrót słowny: +db);
c) 71 – 80% dobry (4.0), (skrót słowny: db);
d) 61 – 70% plus dostateczny (3.5), (skrót słowny: +dst);
e) 51 – 60% dostateczny (3.0), (skrót słowny: dst);
f) poniżej 50% niedostateczny (2.0), (skrót słowny: ndst).

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

(1) Obecność na wykładach nie jest obowiązkowa.

(2) Obecność na ćwiczeniach laboratoryjnych jest obowiązkowa.

(3) Dozwolone są dwie nieobecności na zajęciach – niezależnie od tego czy to są usprawiedliwione czy nieusprawiedliwione nieobecności. Trzecia nieobecność oznacza obniżenie oceny końcowej o pół stopnia. Czwarta nieobecność skutkuje brakiem zaliczenia.

(4) Student może dwukrotnie przystąpić do poprawkowego zaliczenia zajęć.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

(1) Znajomość zagadnień związanych z systemami wbudowanymi.

(2) Znajmość jezyka angielskiego w stopniu umożliwiającym rozumienie tekstów technicznych.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. Nass, R.: "What’s your definition of “embedded?””. Embedded.com http://www.embedded.com/columns/esdeic/201800752?_requestid=566917.

2. Barr, M.: "Embedded Systems Glossary.“ http://www.netrino.com/Embedded-Systems/Glossary
Wikpedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Apollo_Guidance_Computer.

3. Royce, W.: “Managing the Development of Large Software Systems”. Proceedings of IEEE WESCON 26 (August): 1-9, 1970.

4. Boehm, B.: “A Spiral Model of Software Development and Enhancement”. Computer, IEEE, 21(5):61-72, 1988.

5. Larman, C., Basili, V.: “Iterative and Incremental Development: A Brief History”. IEEE Computer,
http://www.economy-point.org/v-model/index.html, 2003.

6. Raccoon, L.: “The Chaos Model and the Chaos Life Cycle”. In: ACM Software Engineering Notes, Volume 20, Number 1, ACM Press, 1995.

7. Software Engineering Institute official WEB, http://www.sei.cmu.edu/index.html.

8. International Organization for Standardization official WEB, http://www.iso.org/iso/home.htm.

9. Agile Alliance official WEB, http://www.agilealliance.org/home.

10. IBM RUP official WEB, http://www-01.ibm.com/software/awdtools/rup/?S_TACT=105AGY59&S_CMP=WIKI&ca=dtl-08rupsite.

11. Brooks, F.: “The Mythical Man-Month: Essays on Software Engineering”. 20th Anniversary Edition, Adison Wesley.

12. McConnell, S.: “Software Project Survival Guide”. Microsoft Press.

13. Berkun, S.: “Making Things Happen: Mastering Project Management.” O’Reilly.

14. INCOSE official WEB, http://www.incose.org.

15. STORM –Software Testing Online Resource Web, http://frank.mtsu.edu/~storm/.

16. Software Engineering Body of Knowledge Web, http://www.swebok.org/index.html
CM Community Web http://www.cmcrossroads.com/.

17. Wikipedia list of revision control software: http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_revision_control_software#cite_note-1.

18. IEEE Std. 1042-1987 IEEE Guide to Software Configuration Management, http://ieeexplore.ieee.org/.

19. Quality Assurance Institute USA: http://www.qaiworldwide.org/qai.html.

20. Niall, M.: “Test-osterone! A case load of tests.” Embedded Systems Design, http://www.embedded.com/.

21. Dijkstra’s, E.: “The Humble Programmer.” Communications of the ACM, http://www.cs.utexas.edu/users/EWD/ewd03xx/EWD340.PDF.

22. Agile manifesto: http://www.agilemanifesto.org/principles.html.

23. Schwaber, K.: “Agile Project Management with Scrum.” Microsoft Press, January 2004, ISBN 0-7356-1993-X.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Skruch, P., Panek, M., Kowalczyk, B.: Model-based testing in embedded automotive systems. In: J. Zander-Nowicka, I. Schieferdecker, P. J. Mosterman (Eds.), Model-Based Testing for Embedded Systems, pp. 545-575, CRC Press, Taylor & Francis Group, Boca Raton, London, New York, 2011.

1. Borkowski, D., Długosz, R., Szulc, M., Skruch, P., Markiewicz, P., Sasin, D., Kolasa, M., Talaśka, T.: “Multi-rate signal processing issues in active safety algorithms.” SAE Technical Paper 2016-01-0112, 2016.

2. Skruch, P., Długosz, M., Cieśla, A.: “Kluczowe elementy jazdy autonomicznej na przykładzie elektrycznego pojazdu demonstracyjnego EVE.” Napędy i sterowanie, nr 11, s. 70-74, 2015.

3. Dlugosz, R., Szulc, M., Kolasa, M., Skruch, P., Kogut, K., Markiewicz, P., Orlowski, M., Rozewicz, M., Ryszka, A., Sasin, D., Talaska, T.: “Design and optimization of hardware-efficient filters for active safety algorithms.” SAE International Journal of Passenger Cars – Electronic and Electrical Systems, vol. 8, no. 1, 2015, doi: 10.4271/2015-01-0152.

4. Skruch, P., Dlugosz, R., Kogut, K., Markiewicz, P., Sasin, D., Rozewicz, M.: “The simulation strategy and its realization in the development process of active safety and advanced driver assistance systems.” SAE Technical Paper 2015-01-1401, 2015, doi:10.4271/2015-01-1401.

5. Skruch, P., Buchala, G.: “Model-based real-time testing of embedded automotive systems.” SAE International Journal of Passenger Cars – Electronic and Electrical Systems, vol. 7, no. 2, 2014, doi: 10.4271/2014-01-0188.

6. Skruch, P.: “Samochodowe systemy elektroniczne (cz. I).” Autonaprawa, nr 12, ss. 14-15, 2009.

7. Skruch, P.: “Samochodowe systemy elektroniczne (cz. II).” Autonaprawa, nr 1, ss. 24-26, 2010.

8. Skruch, P.: “Samochodowe systemy elektroniczne (cz. III).” Autonaprawa, nr 3, ss. 14-16, 2010.

9. Skruch, P.: “Z lidarem bezpieczniej.” Autonaprawa, nr 12, s. 32-33, 2015.

Informacje dodatkowe:

(1) Do każdego ćwiczenia przygotowana jest instrukcja (konspekt) zawierająca wiadomości teoretyczne i zadania do wykonania. Konspekt musi być przeczytany przed zajęciami (w domu), tak aby na zajęciach nie tracić czasu na jego zrozumienie. Czas na zajęciach powinien być poświęcony na przeanalizowanie przykładów i zrobienie zadań do sprawozdania.

(2) Praca na zajęciach laboratoryjnych odbywa się przy stanowiskach laboratoryjnych w grupach liczących maksymalnie 3 osoby.

(3) W pozostałych kwestiach nie objętych syllabusem ma zastosowanie regulamin studiów AGH.