Procedia Computer Science 16 ( 2013 ) iii–vii

Exploring Factors and Policies for Poverty by Agent-based SimulationK. Raptis, G.A. Vouros, E. Kapros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

Model based Systems Engineering for System of Systems using Agent-based ModelingP. Acheson, C. Dagli, N. Kilicay-Ergin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Augmented Cognition in Human-System Interaction through Coupled Action of Body Sensor Network and Agent based ModelingS. Agarwal, C.H. Dagli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

GAIA: A CAD Environment for Model-based Adaptation of Game-Playing Software AgentsS. Rugaber, A.K. Goel, L. Martie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Progressive Modeling: The Process, the Principles, and the ApplicationsM. Ismail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Introduction to Information Visualization (InfoVis) Techniques for Model-based Systems EngineeringO. Sindiy, K. Litomisky, S. Davidoff, F. Dekens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

Complex System Simulation: Proposition of a MBSE Framework for Design-Analysis IntegrationP. Graignic, T. Vosgien, M. Jankovic, V. Tuloup, J. Berquet, N. Troussier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

Approach for the Conceptual Design Validation of Production Systems using Automated Simulation-Model GenerationV. Rudtsch, F. Bauer, J. Gausemeier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

Supporting Multidisciplinary Vehicle Analysis using a Vehicle Reference Architecture Model in SysMLJ.M. Branscomb, C.J.J. Paredis, J. Che, M.J. Jennings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

Network Science Enabled Cost Estimation in Support of MBSEM. Dabkowski, J. Estrada, B. Reidy, R. Valerdi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

Application of Integrated Modeling and Analysis to Development of Complex SystemsH. Kim, D. Fried, P. Menegay, G. Soremekun, C. Oster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

Extending Design Capabilities of SysML with Trade-off Analysis: Electrical Microgrid Case StudyD. Spyropoulos, J.S. Baras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

Integrating Analytical Models with Descriptive System Models: Implementation of the OMG SyML Standard for the Tool-specifi c Case of MapleSim and MagicDraw

S.J.I. Herzig, N.F. Rouquette, S. Forrest, J.S. Jenkins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118Model based Systems Engineering using VHDL-AMS

P. Micouin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128Interactive Tree Decomposition Tool for Reducing System Analysis Complexity

S. Yang, B. Wang, J.S. Baras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138A System Dynamics Perspective of Patient Satisfaction in Healthcare

M. Faezipour, S. Ferreira . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148Using System Dynamics for Sustainable Water Resources Management in Singapore

X. Xi, K.L. Poh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157Compositional Analysis of Dynamic Bayesian Networks and Applications to Complex Dynamic System Decomposition

S. Yang, Y. Zhou, J. Baras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167Real-Time Simulation and Control of Large Scale Distributed Discrete Event Systems

F.G. Gonzalez . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177Object-Oriented Discrete Event Simulation Modeling Environment for Aerospace Vehicle Maintenance and Logistics Process

C. Iwata, D. Mavris . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187Model-based Control of a Handling System with SysML

C. Brecher, J.A. Nittinger, A. Karlberger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197Developing a Holistic Modeling Approach for Search-based System Architecting

R. Wang, C.H. Dagli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206Model-based Systems Engineering Design and Trade-Off Analysis with RDF Graphs

N. Nassar, M. Austin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216Pluggable Analysis Viewpoints for Design Space Exploration

M. Masin, L. Limonad, A. Sela, D. Boaz, L. Greenberg, N. Mashkif, R. Rinat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226Choosing Aggregation Functions for Modeling System of Systems Performance

D. Warshawsky, D. Mavris . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236A Fuzzy Evaluation Method for System of Systems Meta-architectures

L. Pape, K. Giammarco, J. Colombi, C. Dagli, N. Kilicay-Ergin, G. Rebovich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245

Available online at www.sciencedirect.com

Contents

iv Contents

A Robust Optimization Framework to Architecting System of SystemsN. Davendralingam, D. DeLaurentis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255

Dependency Analysis of System-of-Systems Operational and Development NetworksC. Guariniello, D. DeLaurentis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265

An Approach to Facilitate Decision Making on Architecture Evolution StrategiesZ. Fang, D. DeLaurentis, N. Davendralingam . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275

Using Architecture Patterns to Architect and Analyze Systems of SystemsR.S. Kalawsky, D. Joannou, Y. Tian, A. Fayoumi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283

Requirements for High Level Models Supporting Design Space Exploration in Model-based Systems EngineeringS.P. Haveman, G.M. Bonnema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293

Systems Engineering Management based on a Discipline-Spanning System ModelJ. Gausemeier, T. Gaukstern, C. Tschirner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303

Model-based System Integration (MBSI) - Key Attributes of MBSE from the System Integrator’s PerspectiveP.R. Montgomery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313

Organizational Simulation for Model based Systems EngineeringD.A. O’Neil, M.D. Petty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323

A Stackelberg Solution to Joint Optimization Problems: A Case Study of Green DesignY. Liu, Y. Ji, R.J. Jiao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333

Guiding Cooperative Stakeholders to Compromise Solutions using an Interactive Tradespace Exploration ProcessM.E. Fitzgerald, A.M. Ross . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343

Extending SysML for Engineering Designers by Integration of the Contact & Channel - Approach (C & C2-A) for Function-based Modeling of Technical Systems

A. Albers, C. Zingel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353On Using Multiple Interoperating Models to Address Complex Problems

A.A. Jbara, A.H. Levis, A.K. Zaidi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363Enabling Systems Modeling Language Authoring in a Collaborative Web-based Decision Support Tool

D. Browne, R. Kempf, A. Hansen, M. O’Neal, W. Yates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373Ontology for Systems Engineering

L.C. van Ruijven . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383Applying Epistemology to System Engineering: An Illustration

R. Ratcliff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393Ontologies of Time and Time-based Reasoning for MBSE of Cyber-Physical Systems

L. Petnga, M. Austin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403Constructing and Evaluating “as-is” and “to-be” OPM Models for the Healthcare Sector for Adoption of Vscan

J.A. Erkoyuncu, S. Bolshchikov, D. Steenstra, R. Rajkumar, D. Dori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413Need Finding for the Development of a Conceptional, Engineering-driven Framework for Improved Product Documentation

S. Ulonska, T. Welo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423Framework for Implementing Internal Part Traceability in Iron Foundry

R.S. Wadhwa, T.K. Lien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433Investigating the Impacts of Modeling Variables – A Case Study with Smart Grid Demand Response

S.S. Pogaru, M.Z. Miller, S.J. Duncan, D.N. Mavris . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440Modeling Combinatorial Optimization Problems using Electimize

M. Abdel-Raheem, A. Khalafallah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449Simulating Corrective Maintenance: Aggregating Component Level Maintenance Time Uncertainty at the System Level

E.A. Saltmarsh, D.N. Mavris . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459Review of Agile Case Studies for Applicability to Aircraft Systems Integration

R. Carlson, R. Turner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 469Rapid Development: A Content Analysis Comparison of Literature and Purposive Sampling of Rapid Reaction Projects

A.R. Smith, J.M. Colombi, J.R. Wirthlin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 475Enablers and Inhibitors of Expediting Systems Engineering

S. Koolmanojwong, J.A. Lane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483Lean Systems Engineering (LSE): Hands-on Experiences in Applying LSE to a Student Eco-Car Build Project

T. Welo, O.R.B. Tonning, T. Rølvåg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492Observations on Expedited Systems Engineering Practices in Military Rapid Development Projects

D.F. Lepore, J.M. Colombi, J. Ford, R. Colburn, Y. Morris . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502Goal-question-Kanban: Applying Lean Concepts to Coordinate Multi-level Systems Engineering in Large Enterprises

R. Turner, J.A. Lane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 512Towards the Design of Complex Evolving Networks with High Robustness and Resilience

Z. Sha, J.H. Panchal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 522Exploiting Stand-in Redundancy to Improve Resilience in a System-of-Systems (SoS)

P. Uday, K. Marais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 532METIS: Dependable Cooperative Systems for Public Safety

T. Hendriks, P. van de Laar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 542

vContents

The Enterprise AID Methodology: ApplicationP.T. Hester, T.J. Meyers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 552

The Enterprise AID Methodology: ConceptsT.J. Meyers, P.T. Hester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 562

Intellectual Property Protection and Secure Knowledge Management in Collaborative Systems EngineeringM. Grimm, R. Anderl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 571

User-centred System Design Approach Applied on a Robotic Flexible EndoscopeJ.G. Ruiter, M.C. van der Voort, G.M. Bonnema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 581

A Systems Engineering based Approach for Informing Extracorporeal Membrane Oxygenation (ECMO) Therapy ImprovementsN.L. Adams, L.D. Pihera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 591

Requirements Analysis for Safer Ambulance Patient CompartmentsM. Dadfarnia, Y.T. Lee, D. Kibira, A.B. Feeney . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 601

Modeling-based Design of Strategic Supply Chain Networks for Aircraft ManufacturingZ.“E.” Tang, M. Goetschalckx, L. McGinnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 611

Application of Systems Engineering to USAF Small Business Innovative Research (SBIR)P. O’Connell, J.R. Wirthlin, J. Malas, S. Soni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 621

Evaluating the Allocation of Border Security System of Systems RequirementsD. Flanigan, P. Brouse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 631

Impact of Operational Systems on Supplier’s Response Under Performance-based ContractsH. Mirzahosseinian, R. Piplani . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 639

Concept Analysis to Enrich Manufacturing Service Capability ModelsJ. Shin, B. Kulvatunyou, Y. Lee, N. Ivezic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 648

Trading off Supply Chain Risk and Effi ciency through Supply Chain DesignM. Goetschalckx, E. Huang, P. Mital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 658

Living Labs, Innovation Districts and Information Marketplaces: A Systems Approach for Smart CitiesE. Cosgrave, K. Arbuthnot, T. Tryfonas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 668

Service Systems Engineering ApplicationsA.J. Lopes, R. Pineda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 678

A Performance-based System Maturity Assessment FrameworkR. Gove, J. Uzdzinski . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 688

Development Interdependency Modeling for System-of-Systems (SoS) using Bayesian Networks: SoS Management Strategy PlanningS.Y. Han, D. DeLaurentis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 698

Development and Implementation of Micro Autonomous Systems and Technologies (MAST) Interactive Reconfi gurable Matrix of Alternatives (M-IRMA) for Concept Selection

Z.T. Mian, P. Dees, L. Hall, D. Mavris . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 708A Generalized Options-based Approach to Mitigate Perturbations in a Maritime Security System-of-Systems

N. Ricci, A.M. Ross, D.H. Rhodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 718IT Project Failure: A Proposed Four-phased Adaptive Multi-method Approach

R. Stoica, P. Brouse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 728Migrating to the Cloud: Lessons and Limitations of ‘Traditional’ is Success Models

I.K. Azeemi, M. Lewis, T. Tryfonas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 737The Evolution of Software and its Impact on Complex System Design in Robotic Spacecraft Embedded Systems

R. Butler, M. Pennotti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 747Incorporating Electrical Distribution Network Structure into Energy Portfolio Optimization for an Isolated Grid

M. Corrand, S.J. Duncan, D.N. Mavris . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 757Real-time Scheduling Techniques for Electric Vehicle Charging in Support of Frequency Regulation

J. Kang, S.J. Duncan, D.N. Mavris . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 767An Intelligent Controller for the Smart Grid

F.G. Gonzalez . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 776An Approach to Understand and Elicit Requirements using Systemic Models: Ensuring a Connect from Problem Context to Requirements

P. Nistala, S. Kummamuru, M.G.P.L. Narayana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 786A Literature Survey on International Standards for Systems Requirements Engineering

F. Schneider, B. Berenbach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 796Value-based Requirements Prioritization: Usage Experiences

N. Kukreja, S.S. Payyavula, B. Boehm, S. Padmanabhuni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 806A Systems Approach towards Reliability-Centred Maintenance (RCM) of Wind Turbines

J. Igba, K. Alemzadeh, I. Anyanwu-Ebo, P. Gibbons, J. Friis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 814Modeling and Analysis of Safety in Early Design

D.C. Jensen, I.Y. Tumer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 824The Next Generation of Grand Challenges for Systems Engineering Research

R.S. Kalawsky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 834Empirical Findings about Risk and Risk Mitigating Actions from a Legacy Archive of a Large Design Organization

C. Hsiao, R. Malak, I.Y. Tumer, T. Doolen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 844

vi Contents

Alternatives for Reducing the Risk of Transmission of Tuberculosis in a Typical Hospital Clinic in Developing African CountriesA. Khalid, C. Scherrer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 853

Risk Analysis and Mitigation Strategy for ACDC. Mirchandani . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 863

An Improved User Experience Model with Cumulative Prospect TheoryF. Zhou, R.J. Jiao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 870

The Conundrum of Verifi cation and Validation of Social Science-based ModelsH.A. Hahn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 878

A Software Tool for the Design of Critical Robot Missions with Performance GuaranteesD.M. Lyons, R.C. Arkin, P. Nirmal, S. Jiang, T.-M. Liu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 888

An Evidence-based Systems Engineering (SE) Data Item DescriptionB. Boehm, J. Lane, S. Koolmanojwong, R. Turner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 898

Contextual - and Behavioral-centric Stakeholder Identifi cationA. Salado, R. Nilchiani . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 908

A Proposed Technology Platform Framework to Support Technology ReuseD.C. Stig. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 918

Using Maslow’s Hierarchy of Needs to Defi ne Elegance in System ArchitectureA. Salado, R. Nilchiani . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 927

The W-Model–Using Systems Engineering for AdaptronicsR. Nattermann, R. Anderl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 937

Systems Engineering Methodology for Linking Requirements to Design Complexity and Manufacturing Trade Space ConstraintsT. Milner, M. Volas, A. Sanders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 947

Evaluation of a Collaborative Aerospace Lifecycle Systems Engineering Master’s ProgramJ. Silva, D. Schrage, N. Bauer, R. Meng, P. Wallace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 957

Systems Engineering Graduate Research as Part of Curriculum – Summary of ResearchA. Khalid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 967

Getting Students Hooked on Systems EngineeringC. Haskins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 976

Enabling Systems Engineering Program Outcomes via Systems Engineering Body of KnowledgeM. Towhidnejad, T.L.J. Ferris, A. Squires, R. Madachy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 983

Experiences from Creating the Guide to the Systems Engineering Body of Knowledge (SEBoK) v. 1.0D. Henry, A. Pyster, D.H. Olwell, N. Hutchison, S. Enck, J.F. Anthony Jr. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 990

Analysis of the References from the Guide to the Systems Engineering Body of Knowledge (SEBoK)D.H. Olwell, D. Henry, A. Pyster, N. Hutchison, S. Enck, J.F. Anthony Jr. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1000

Combining Hard and Soft System Thinking: The Development of a Value Improvement Model for a Complex Linear Friction Welding Repetitive Process (lfw-VIM)

D.T. Williams, R. Beasley, P.M. Gibbons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1007The Product and Process Focus within NASA Systems Engineering

J. Heusner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1017Systems Thinking: A Comparison between Chinese and Western Approaches

X. Pan, R. Valerdi, R. Kang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1027Creating a Marketplace for Multidisciplinary Multi-university Systems Engineering Capstone Projects

M. Ardis, E. Hole, J. Manfredonia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1036Facilitating Authentic Reasoning about Complex Systems in Middle School Science Education

D.A. Joyner, D.M. Majerich, A.K. Goel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1043Measures of Effectiveness for S.T.E.M. Program: The Arizona Science of Baseball

R. Valerdi, J. Monreal Jr., D. Valenzuela, K. Hernandez . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1053Representing Advances in Systems Engineering by using an Electronic Process Guide

T. Kawinfruangfukul, S. Koolmanojwong, N. Kukreja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1062Integrating Problem Solving and Research Methods Teaching for Systems Practice in Engineering

M. Yearworth, G. Edwards, J. Davis, K. Burger, A. Terry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1072Designing an Experiential Learning Environment for Logistics and Systems Engineering

D.A. Bodner, J.P. Wade, W.R. Watson, G.I. Kamberov . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1082Systems Engineering Research Methods

G. Muller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1092Applying Systems Engineering to Survey Research

C. Smartt, S. Ferreira . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1102Positive Deviance Approach for Identifying Next-Generation System Engineering Best Practices

S. Doskey, T. Mazzuchi, S. Sarkani . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1112System Design Framework for Equity/Fairness among Actors

D.B. Agusdinata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1122Multi-level Modeling of Complex Socio-Technical Systems

T. McDermott, W. Rouse, S. Goodman, M. Loper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1132

viiContents

A Socio-Technical Perspective on Interdisciplinary Interactions During the Development of Complex Engineered SystemsA.R. McGowan, S. Daly, W. Baker, P. Papalambros, C. Seifert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1142

Value Modeling for a Space Launch SystemS. Keller, P. Collopy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1152

Value-based Assessment of DoD Acquisitions ProgramsI. Maddox, P. Collopy, P.A. Farrington . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1161

An Orthogonal Framework for Improving Life Cycle AffordabilityB. Boehm, J. Lane, S. Koolmanojwong . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1170

A Cost-based Decision Tool for Valuing DoD System Design OptionsE. Ryan, D. Jacques, J. Ritschel, J. Colombi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1180