Системная инженерия ЛЕКЦИЯ 1. Введение в системную инженерию
 Скачать 212 Kb.
|
|
ЛЕКЦИЯ 1 ТЕМА1 ВВЕДЕНИЕ В СИСТЕМНУЮ ИНЖЕНЕРИЮ Содержание лекции:
1.1. Появление потребности в СИ Исходные положения (Батоврин) Создание систем является одним из основных видов человеческой деятельности. Создаваемые людьми системы постоянно усложняются. Появление новых технологий дает толчок к развитию уже существующих систем и требует создания новых классов систем. В XXI веке ИКТ стали ключевым фактором, оказывающим влияние на создание систем, который во многом заставляет пересмотреть сложившиеся подходы к созданию систем Инженерное дело – инженерия Инженерия (engineering)- область человеческой деятельности, связанная с творческим применением научных принципов для проектирования и разработки конструкций, машин, аппаратов и производственных процессов, с работами по их индивидуальному или комплексному использованию, с их конструированием и применением на основе исчерпывающего представления об устройстве, с предсказанием их поведения в определенных условиях эксплуатации (American Engineers' Council for Professional Development). Термин инженерия происходит от лат. ingeniosus — «искусный» Инженерия это наука, искусство, техническая дисциплина и другие аспекты, относящиеся к реализации изобретений и проблемам достижения поставленных целей. Важные особенности системной инженерии Активно развиваясь начиная с 1950-х годов XX столетия, системная инженерия к настоящему времени стала зрелой дисциплиной, которая позволяет комплексно решать различные технические и управленческие проблемы, возникающие в процессе развития и практического использования технологий. Несмотря на важную роль управления при создании продукции и предоставлении услуг системная инженерия это более техническая, нежели управленческая дисциплина Системная инженерия предполагает использование по преимуществу количественных методов, включая согласование, оптимизацию, выбор и интеграцию достижений многих инженерных дисциплин За прошедшие 50 лет сложность технических систем существенно увеличилась. Для современных систем характерны:
Каждый проект стал «вавилонской башней». Так, например, для авианосца только полный набор требований в печатном виде может занимать несколько полностью набитых шкафов. Для того, чтобы доставить такой объем документов от поставщика к заказчику, потребуется даже не один грузовик. А что говорить о проектной документации и самом производстве такой системы, как авианосец! Там, где сложность возрастает «на порядки», на помощь приходит системная инженерия, которая упорядочивает все процессы и предлагает лучшие практики в виде международных стандартов и методик.  Основная роль системной инженерии — объединить смежные дисциплины и специальности (Рис. 2) и обеспечить возможность для коллективной работы по формированию и осуществлению совокупности Рис 2. Связь системной инженерии с другими науками процессов, необходимых для построения системы в ее развитии, включая замысел, реализацию, эксплуатацию и утилизации. Связь системной инженерии с другими дисциплинами (1) Сегодня системная инженерия объединяет в себе многие дисциплины, в частности: моделирование систем теорию принятия решений операционное исчисление программную инженерию управление проектами управление требованиями управление рисками промышленное проектирование, включая систему конструкторской и проектной документации оценку затрат Если кратко сказать, то СИ необходима для наведения порядка в действиях людей. Она предписывает следовать определенной апробированной методологии при проведении работ, не упуская тех моментов, которые, на первый взгляд, кажутся незначительными, и позволяет акцентировать усилия на наиболее критических направлениях работ. По сути это наука, как надо эффективно и оптимально управлять сложными проектами и предприятиями, повышая их конкурентоспособность 1.2. ЦЕЛЬ СИСТЕМНОЙ ИНЖЕНЕРИИ Системная инженерия на основе объединения достижений различных дисциплин и групп специальностей имеет целью предоставление методологического базиса и средств для успешной реализации согласованных, командных усилий по формированию и реализации хорошо структурированной деятельности по созданию систем, которая охватывает все стадии ЖЦ системы от замысла до изготовления и последующей эксплуатации и прекращения использования. 1.3. ЗАДАЧИ СИСТЕМНОЙ ИНЖЕНЕРИИ (Батоврин В.К. Молодежная научная школа. Магнитогорск, октябрь 2009) Системная инженерия сосредоточена на:
1.4 ИСТОРИЯ ТЕРМИНА СИ Рост масштабов и усложнение способов организации человеческой деятельности по созданию систем, повышение степени ответственности за ее результаты, быстрое возрастание сложности возникающих при этом научных, технических и управленческих проблем привели к появлению в середине ХХ века новой прикладной системной методологии – системной инженерии [GoodH., MacholR. System Engineering. An introduction to the design of large-scale systems. – N.Y.: McGraw-Hill Book Company, 1957. (Гуд Г. Х., Макол Р. Э. Системотехника. Введение в проектирование больших систем. – М.: Сов. радио, 1962.) HallA. Methodology for System Engineering. – D. van Nostrand Company, 1962. (Холл А. Опыт методологии для системотехники. – М.: Сов. радио, 1975.)]. Сегодня мировое научное и индустриальное сообщества признают системную инженерию в качестве методологической основы организации и осуществления деятельности по созданию систем любого класса и назначения. В свою очередь, среди направлений, где системная инженерия сосредотачивает сегодня первоочередные усилия, выделяются: управление деятельностью по созданию систем; подготовка кадров; стандартизация; развитие и обеспечение процессов системной инженерии и ряд других Так что же это такое Systems Engineering — системная инженерия (СИ)? Идея зародилась в пятидесятых годах прошлого столетия. В 1961 г. при переводе монографии Г.Гуда и Р.Макола «System Engineering: An introduction to the Design of Large-scale Systems», Ф.Е.Темников предложил термин «системотехника». Редакции издательства «Советское радио» (в последующем «Радио и связь») не нравился буквальный перевод «системная инженерия» или «инженерия систем», и Федор Евгеньевич предложил обобщающее понятие, имея в виду не системотехнику в точном смысле, а системотехнологию. Термин «системотехника» в то время будоражил прогрессивный научный мир Москвы, вошел в историю становления системных исследований в нашей стране, хотя и претерпел некоторые изменения по сравнению с первоначальным смыслом. Если бы термин «System Engineering» был принят редакцией «Советское радио» в более точном переводе «инженерия систем», «системная инженерия» или хотя бы «системотехнология», то, возможно, не потребовалось бы поиска новых терминов для прикладных направлений теории систем. Но поскольку в термине в явном виде звучала «техника», термин «системотехника» довольно быстро стал использоваться в основном в приложениях системных методов только к техническим направлениям. Так оно и пошло дальше: книжка А.Холла "A Methodology for System Engineering" вышла в 1975г. под названием "Опыт методологии для системотехники" Такая трактовка термина привела к тому, что системотехников воспринимали только как специалистов автоматизированного управления, как системных администраторов операционных систем, да и подготовка системотехников проводилась на соответствующих кафедрах. В июле 2009 г. произошло знаковое событие — официально было зарегистрировано Русское отделение INCOSE (International Council on Systems Engineering) (http://community.livejournal.com/incose_ru). INCOSE — это международная организация, объединяющая системных инженеров всего мира. И, если число членов этой организации в США исчисляется тысячами, а в каждой европейской стране сотнями, то на сегодняшний день Русское отделение INCOSE насчитывает не более 30 человек (Анатолий Левенчук -президент Русского отделения INCOSE). INCOSE — интернациональная организация, сосредоточенная на развитии методологии и практики системной инженерии в интересах промышленности, науки и образования, а также государственных структур. В составе INCOSE более 6000 индивидуальных членов, 60 коллективных членов из различных стран, 20 рабочих групп, более 60 отделений, действующих по всему миру. INCOSE поддерживает сеть обучения, повышения квалификации и сертификации в области системной инженерии, которая оказывает существенное влияние на стандарты, государственную политику и университетские образовательные программы. Ежегодно INCOSE проводит симпозиумы, на которых собираются представители практически всех стран, членов этой организации. В этом году симпозиум был проведен в Сингапуре, где впервые в 2009 году была представлена и Россия (два сотрудника ОАО «ВНИИАЭС»). При общей численности участников симпозиума в 600 человек добрая половина была из США. Большая часть участников симпозиума представляла организации, профессионально занимающиеся системной инженерией (консультации, обучение, оказание услуг по применению СИ на конкретном проекте или предприятии). К сожалению, у нас все держится на голом энтузиазме отдельных специалистов. Например, вот уже несколько лет по собственной инициативе курс системной инженерии в Московском государственном институте радиотехники, электроники и автоматики (МИРЭА) и Московском физико-техническом институте (МФТИ) читает заведующий кафедрой информационных систем МИРЭА, профессор кафедры информационных бизнес-систем МФТИ Батоврин Виктор Константинович. 1.5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИ Из Википедии: (Международная организация по стандартизации, ИСО (International Organization for Standardization, ISO) — международная организация, занимающаяся выпуском стандартов. Международная организация по стандартизации создана в 1946 году двадцатью пятью национальными организациями по стандартизации, на основе двух организаций: ISA (International Federation of the National Standardizing Associations), учреждённой в Нью-Йорке в 1926 году (расформирована в 1942) и UNSCC (United Nations Standards Coordinating Committee), учреждённой в 1944 году. Фактически её работа началась с 1947 года.[ СССР был одним из основателей организации, постоянным членом руководящих органов, дважды представитель Госстандарта избирался председателем организации. Россия стала членом ИСО как правопреемник СССР. 23 сентября 2005 года Россия вошла в Совет ИСО.) Международная электротехническая комиссия (International Electrotechnical Commission, IEC) — это международная организация, которая занимается разработкой стандартов для электрических, электронных и смежных областей. Многие стандарты МЭК разрабатываются совместно с Международной организацией по стандартизации. Организация IEC, образованная в 1906 г., также как и ISO является добровольной неправительственной организацией. Ее деятельность в основном связана со стандартизацией физических характеристик электротехнического и электронного оборудования. Основное внимание IEC уделяет таким вопросам, как, например, электроизмерения, тестирование, утилизация, безопасность электротехнического и электронного оборудования. Как и в ISO, членами IEC являются национальные организации (комитеты) стандартизации технологий в соответствующих отраслях, представляющие интересы своих стран в деле международной стандартизации. В настоящее время в состав IEC входит более 50 таких членов. Определение стандарта ISO/IEC IEEE 24765:2010 Разработка программного обеспечения и проектирование систем: СИ – междисциплинарный подход, определяющий полный набор технических и управленческих усилий, которые требуются для того, чтобы преобразовать совокупность потребностей и ожиданий заказчика и имеющихся ограничений в эффективные решения и поддержать эти решения в течение их ЖЗ. По поводу термина СИ в настоящее время ведется активная дискуссия. Алиев [http://ailev.livejournal.com/757223.html] в своей лекции по СИ приводит несколько определений понятия СИ. Определение 1 (интуитивное) СИ- это деятельность, направленная на создание какой-либо системы в соответствии с требованиями заинтересованных сторон в определенное время и в рамках выделенных средств. Это очень простое и в то же время емкое определение, в нем можно выделить следующие ключевые положения:
Но выделенные положения присутствуют в любой деятельности. Деятельностью люди занимаются давно, а СИ появилась в 50-х годах прошлого века. СИ появляется тогда, когда сложность систем значительно возросла. Чем больше проект, тем больше вероятность не вписаться в бюджет, время, тем сложнее проблемы организации людей. ИТАК, СИ – ЭТО ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ. Определение 2 Си – это когда раньше думаешь, а потом делаешь! Значительная часть докладов на ежегодных симпозиумах INCOSE посвящается «моделеориентированной» системной инженерии. Ее суть в том, что прежде, чем что-то построить или создать реальное, создай виртуальную систему, то есть разработай разнообразные модели: функциональную модель, модель поведения системы, модель организации, модель требований, модель процессов и т. д., затем «проиграй» на моделях варианты архитектуры системы и способов ее создания с поиском оптимального набора процессов и моделей, «верифицируй и валидируй» виртуальную систему на моделях до начала ее воплощения в металле и бетоне. Для крупных проектов процесс «думания» занимает до 39% времени. Без СИ до 70% проектов заканчиваются неудачами, выполняется много лишней и ненужной работы. СИ борется с переделками, она их убирает. СИ трудно продавать, так как люди думают, что они все сделают и без ее методов, но это ведет к переделкам По данным INCOSE:
 СИ борется с переделками, она их убирает. СИ - НЕТ ПЕРЕДЕЛОК!!! Определение 3 (сформулировал президент Incose) СИ – это способ помочь людям делать большие системы за счет правильных описаний. СИ – это работа с описаниями, это понимание того, что описаний много, что это – моделирование. Системный инженер большую часть времени работает с описаниями, а не с самой системой. Определение 4 СИ – это бюрократическая деятельность. Системные инженеры работают с бумагами, они для каждой заинтересованной стороны составляют свой набор документов. Определение 5 СИ – это специалист, который поддерживает целостность системы (целокупность системы). Системный инженер отвечает за то, чтобы ни один аспект системы не был опущен и ни чьи интересы не были пропущены. Нет другого ответственного за все (допустим, менеджер отвечает только за то, чтобы проект финансировася)системы. Без СИ начинается ReWork системы. |