Документ посвящен системной инженерии, объясняющей ее принципы и роль в реализации успешных систем на всех этапах жизненного цикла. Обсуждаются подходы к управлению и интеграции данных в экосистеме инженерии, а также важность моделей и новых технологий в современных практиках. Автор подчеркивает необходимость системного мышления и адаптации к новым вызовам в области инженерии.

1. Системная инженерия
в России и в мире
Москва
26 сентября 2012г.

2. Системная инженерия
Кто удерживает целое?! (включая то, что сразу не заметно)
Что нужно делать?! (всем инженерным специальностям)
Systems Engineering (SE) is an interdisciplinary approach and means to enable the realization of successful systems. It focuses on holistically and
concurrently understanding stakeholder needs; exploring opportunities; documenting requirements; and synthesizing, verifying, validating, and
evolving solutions while considering the complete problem, from system concept exploration through system disposal.
http://www.sebokwiki.org/1.0/index.php/Systems_Engineering_%28glossary%29
2

3. Международный совет по
системной инженерии
Индивидуальное членство: $135 в год
Корпоративное членство: $10 000
http://incose.org
3

4. Русское отделение INCOSE
• Русский – это язык, а не страна.
• Особый интерес: фронтир системной
инженерии (а не популяризация).
• 63 заседания (два раза в месяц), три
выездные рабочие встречи, одна
конференция.
• Материалы: http://incose-ru.livejournal.com/.
• Корпоративных членов пока нет.
4

5. Как держать целое?
• Особый подход к инженерии -- системный
• Особое управление операциями
(управление конфигурацией, управление
кейсами, управление информацией)
• Особые «беспредметные» (всепредметные)
информационные технологии
5

6. Место системной инженерии
• Инжиниринговая компания
–Основная деятельность
• Маркетинг
• Инженерия Системная инженерия
• Операции
– Организационно-техническое развитие
• Стратегирование
• Организационная инженерия
• Ведение проектов развития
6

7. Операционный менеджмент и системная инженерия
Обеспечение бесперебойного потока объектов работы по предписанным
технологией рабочим станциям в ходе всего жизненного цикла системы.
• Управление конфигурацией (нарезка на объекты работы)
• Управление кейсами (минимизация ресурсов и сроков, устранение
ограничений потока)
• Управление информацией (доступность информации о системе там и
тогда, где и когда она нужна)
вывод из
инвестзамысел проектирование сооружение эксплуатация эксплуата
ции
7

8. Жизненный цикл в классической системной инженерии
определение приемка в
требований эксплуатацию
Архитектурное интеграция
проектирование
рабочее
изготовление
проектирование
8

9. Классика: найти ошибку как можно раньше
Стадия обнаружения Стоимость
ошибки исправления
Требования x1 (единица
отсчета)
Проектирование x5
Строительство x12
Проверки X40
Эксплуатация X250
Данные INCOSE
9

10. Масштабы. Невозможность договориться
об использовании для управления жизненным циклом
одной системы, и даже одного стандарта
в 1000 подрядных организаций – НО ВЕДЬ БОЛЬШИНСТВО ОШИБОК «НА СТЫКАХ!».
PP&P – process, power & petroleum
PLM – product life-cycle management
NPP
10

11. Разнообразие интеграции данных жизненного цикла
в эко-системе инжиниринга
уровни структуры вещества * уровни воплощения
Замысел Архитектура «Рабочка» Изготовление Эксплуатация
Макро PLM1 PLM2 PLM3 PLM4 PLM5
Мезо PLM6 PLM7 PLM8 PLM9 PLM10
Микро PLM11 PLM12 PLM13 PLM14 PLM15
Нано PLM16 PLM17 PLM18 PLM19 PLM20
Специализация/профессионализация: в каждой клетке
Интеграция в продукте: вся таблица (эко-система!)
КРУПНЫХ ПРОЕКТОВ С ОДНОЙ PLM НА ВСЕХ – НЕ БЫВАЕТ!
ДВЕ РАЗНЫХ УСТАНОВКИ PLM одного вендора – РАЗНЫЕ УСТАНОВКИ!
PLM нуждается в интеграционном решении!
11

12. Эко-система жизненного цикла:
«инжиниринговые киборги»
люди люди
программы программы
оборудование
оборудование
Многоуровневое
взаимодействие
• Данные
• Действия
• Энергия
• Масса 12

13. PLM «киборгов» в жизненном цикле
архитек как
требования рабочка
тура сделано
Действия МОДЕЛЬ ИНЖИНИРИНГА Действия
(ПРЕДПРИЯТИЯ) МОДЕЛЬ ИНЖИНИРИНГА
(ПРЕДПРИЯТИЯ)
МОДЕЛИ СИСТЕМЫ И ЕЕ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ И
ОКРУЖЕНИЯ ЕЁ ОКРУЖЕНИЯ
• Данные
• Действия
Мультимодельное
взаимодействие

14. Выгода классической системной
инженерии на крупных проектах
Размер Возможный Оптимальные
проекта рост затрат затраты на СИ
проекта
Мелкие 18% 5%
Средние 38% 20%
Крупные 63% 33%
Очень 92% 37%
крупные
данные Boehm, Valerdi, Honour 14

15. Три поколения инженерии
• «Алхинженерия»: неформальные тексты и
эскизы
• Современная («классическая») инженерия:
диаграммы и чертежи («псевдокод»)
• Моделе-ориентированная (model-based)
инженерия: формальные языки
(вычисляемый «код»)
15

16. Моделе-ориентированная системная инженерия
(Model-Based Systems Engineering)
Сейчас (классика): фронтир -- управление
жизненным циклом.
Идея: «пусть сломается в компьютере» -- поиск и
предотвращение коллизий
Завтра: фронтир -- generative design and
manufacturing.
Идея: «пусть думает компьютер, от нас нужно
только сообщить намерение».
16

17. Дисциплины жизненного цикла
моделеориентированной системной инженерии
• Инженерия системных целей
• Высокоуровневое моделирование (инженерия
системной архитектуры)
• Низкоуровневое моделирование – мультифизика,
мегамоделирование
• Обеспечение качества (верификация)
• Порождающее производство (из битов в атомы)
• Приёмка (валидация)
• Эксплуатация и поддержка
• Мусоропереработка
• Инженерия знаний, НСИ, справочных данных
17

19. Информационная модель = прибор
(видеть невидимое: в том числе еще
несуществующие инженерные объекты!)
Где
прибыль?!
Где
мощность?
19

20. Порождающее проектирование и
производство
Generative design (биты в биты)
• Информационная модель-1 + справочные данные =
информационная модель-2
Generative manufacturing (биты в атомы)
• Информационная модель + справочные данные =
оформленное вещество
20

21. Принципы порождения
• Постепенное уменьшение доли
«редактирования» в пользу
автоматизированного порождения (как в
проектировании, так и в изготовлении)
• Автоматизация инженерных обоснований –
доказательства (в отличие от тестирования),
порождение объяснений
• Использование справочных данных (общей
для многих проектов информации)
21

22. Уровни интеллектуальности
компьютерных систем
Уровень 3 Формировать Физическое Управляет своей
теории для взаимодействие с работой
достижения цели Миром
Уровень 2 Применяет теории Адаптивное Мониторит свою
для достижения взаимодействие с работу
цели другими системами
Уровень 1 Аккуратно Спроектированное Содержит данные
представляет Мир взаимодействие с о себе
другими системами
Уровень 0 Подразумеваемый Пассивное Фиксированная
Мир взаимодействие с структура
пользователями
Понимает мир Взаимодействует с Самосознание
Миром
http://www.matthew-west.org.uk/documents/IntelligenceInSystems.pdf 22

23. Семантические технологии
в мегамоделировании
• ISO 15926 – данные жизненного цикла
• Simantics – мультифизические модели
• ...
• Отход от классических логических
представлений понятий (теория
прототипов, теория категорий,
унивалентные основания математики и т.д.)
23

24. С чего начать
Недавно в ходе пятидневного вводного курса, проводимого Обучающим
центром МТИ, одна женщина-менеджер из конструкторского отдела
компании Ford лаконично сформулировала ситуацию: «Спустя пару
дней, — сказала она, — я начинаю понимать, о чем вся эта история с
системным мышлением и интеллектуальными моделями. Мне это
напоминает время, когда я только начала знакомиться с высшей
математикой. Сначала я чувствовала себя совершенно потерянной.
Все это было мне совершенно чуждо. Но потом я начала
«схватывать» суть. Через год я уже вполне владела основами этого
дела. Через пять лет это стало основой моей профессии». Потом она
добавила: «Если бы высшую математику изобрели сегодня, ни одна из
наших корпораций не смогла бы ею овладеть. Мы бы посылали
каждого на трехдневные курсы. Затем каждый получал бы три месяца
на то, чтобы посмотреть, работают ли «все эти штуки». А когда
выяснялось бы, что они не работают, мы бы начинали пробовать
что-нибудь другое».
Питер Сендж, "Пятая Дисциплина"
24

25. Спасибо за внимание
Анатолий Левенчук,
Директор по исследованиям Русского отделения INCOSE
http://ailev.ru
ailev@asmp.msk.su
Виктор Агроскин
vic5784@gmail.com
TechInvestLab.ru
(495) 748-53-88
25