Документ описывает школу системного мышления в Москве, где используются современные инженерные и управленческие практики для преподавания системного управления и инженерии. Кроме того, рассматривается эволюция курсов и материалов по системному мышлению с 2012 года, подчеркивая важность междисциплинарного подхода и вовлеченности стейкхолдеров в процессе проектирования. Основное внимание уделяется системной инженерии как способу борьбы с комплексностью и созданием успешных систем.

1. Системное мышление
(непопсовый обзор)
Москва
апрель 2017г.

2. О Школе
Школа – это команда
профессионалов по системному
управлению, системной
инженерии и IT-технологиям,
инновационным проектам
(НИР и НИОКР).
Школа использует авторские
разработки, лучшие мировые
инженерные , управленческие и
бизнес практики.
Наша миссия – сделать системное
мышление доступным рабочим
инструментом.
https://www.youtube.com/watch?v=XgzQcBW5qnM

3. История курса системного мышления
• весна 2012 – открытый курс «Введение в системную
инженерию», межвузовская кафедра технологического
предпринимательства в МФТИ (полное видео:
http://lectoriy.mipt.ru/course/TechPred-SystemEngineering-12L
• Весна 2013 – повторён в закрытом варианте в МФТИ,
добавлена опора на Essence и попытка flip teaching (по
видеокурсу) -- http://ailev.livejournal.com/1068803.html.
• Весна 2014 – повторён в варианте двух семестров
(системноинженерного мышления + практики), первая
версия учебника. УрФУ (видео вводной лекции:
http://urse.ru/archives/8160), новосибирская межвузовская
магистратура
• 2015 – повтор в межвузе (МФТИ, МИФИ, МИСиС),
учебник вторая редакция (апрель 2015, 305 страниц --
http://techinvestlab.ru/systems_engineering_thinking/).
Новосибирская межвузовская магистратура.
• 2016 – повтор в межвузе (МФТИ, МИФИ, МИСиС),
«системное мышление», Школа системного
менеджмента (4 потока), СФУ. Задачи тренажёра.
Публикация материалов курса, декабрь 2016, 137
страниц: http://system-school.ru/wp-
content/uploads/2016/11/system_thinking_11nov2016.pdf
3
http://mos-hi-tech.ru/
http://urse.ru/
http://system-school.ru/
ГАУ НСО «Центр»
http://rcnso.org/
http://news.sfu-kras.ru/node/17660

4. Мышление
в эпоху перемен перемен
4
• Рациональное мышление и его
логические основания,
психопрактики, … -- наиболее
стабильны
• Системное мышление,
вычислительное мышление, … --
меняются медленно
• Мышление инженера,
менеджера, предпринимателя –
меняются быстро (в них
преобладают моды и поветрия)
Мышление – абстрагирование, адекватность,
осознанность, рациональность

5. Место системного мышления
Системное мышление
1. Как определить свою систему среди чужих
2. Жизненный цикл системы или проекта?
Системный менеджмент (практики жизненного цикла предпринятия)
3. Проекты, процессы, или задачи?
4. Развитие и совершенствование.
5. Архитектура предприятия
6. Стратегирование
7. Лидерство
Практики жизненного цикла моделеориентированной системной инженерии
3. Моделеориентированная инженерия требований
4. Моделеориентированная инженерия системной архитектуры
5. Управление жизненным циклом
6. Инженерия киберфизических систем
Практики жизненного цикла системной информатики
Практики жизненного цикла инженерии машинного обучения
Практики жизненного цикла (кибер)психики, личностное развитие
Танцевальное мышление и практики жизненного цикла танца
5

6. Системная инженерия: борьба со сложностью
6
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://sebokwiki.org/wiki/Systems_Engineering_(glossary)

7. Наш вариант системного подхода
• Не изобретаем «системный велосипед»!
• Опора на современные международные и отраслевые
стандарты и публичные документы системной
инженерии и инженерии предприятий.
• ISO/IEC/IEEE 15288:2015
• ISO/IEC/IEEE 42010:2011
• IEC 81346-1:2009
• ISO 11354-1:2011
• ISO 15926-2:2003
• OMG Essence 1.1:2015
• OMG SBVR:2013
• OpenGroup ArchiMate 3.0
• NIST PWG CPS Framework
• … и другие

8. Понятие системы
(один курс – и вся жизнь)
• Воплощение (присутствие в мире)
• Стейкхолдеры: деятельностная субъективность
• Холон (целокупность и эмерджентность)
• Идеальное против материального
(моделирование: определение и воплощение)
• Функционал против конструктива: дуальность
холона. И далее за дуальностью: «многерица»
междисцилинарности.
• Жизненный цикл (с выделенной стадией
эксплуатации) как система деятельности. 8

9. Контринтуитивное мышление
Fosbery Flop, 1968

10. Терминология: не так важно
10
Словарные сообщества
тачка
Понятийное сообщество
car машинка автомобиль

11. Воплощение системы
• Система воплощена (realized – in
reality) в физическом мире.
• Система – это объект-индивид,
имеет протяжённость в
пространстве-времени
• Тест на присутствие в мире:
постучать, пнуть, показать
пальцем.
• Различаем: воплощение
системы против описания
системы 11

12. Процессы
• Изменения (activity, процессы, работы,
деятельности) – это 4D-объекты-
индивиды, они материальны (имеют
экстент).
• Они буквально состоят из (отношение
composition) участвующих в них
работников, оборудования, рабочих
продуктов.
12
• События – это 3D срезы физического мира (между
«до» и «после»), они тоже материальны, имеют
протяжённость в пространстве, но не имеют
протяжённости во времени.

13. Системный подход 2.0
• В первом поколении системы «объективны», у
них есть «объективное назначение».
• Во втором поколении системного подхода
появляются стейкхолдеры и их системы
деятельности.
• Стейкхолдеры деятели, не наблюдатели!
• Функция (назначение) системы определяются
стейкхолдерами – сама система задаётся
стейкхолдерами.
• «Система в глазах смотрящего»: нет
стейкхолдеров – нет системы, ничего
«объективного» в системах нет!
13

14. Когда сменились поколения?
14
Примерно в 1975-1985, а потом у нас начались гласность,
ускорение и перестройка.
Потом было поздно: 35 кафедр системотехники было закрыто,
кибернетика забыта.

15. Стейкхолдер – функциональный субъект!
Театральная метафора
15Не только система, но и её успех – в глазах смотрящего!

16. Интересы (concerns) по ISO 42010
Интересы стейкхолдеров (один стейкхолдер может
иметь несколько интересов, разные стейкхолдеры могут
иметь один интерес): functionality, feasibility, usage, system
purposes, system features, system properties, known
limitations, structure, behavior, performance, resource
utilization, reliability, security, information assurance,
complexity, evolvability, openness, concurrency, autonomy,
cost, schedule, quality of service, flexibility, agility,
modifiability, modularity, control, inter-process
communication, deadlock, state change, subsystem
integration, data accessibility, privacy, compliance to
regulation, assurance, business goals and strategies, customer
experience, maintainability, affordability and disposability
16
Интересы – это темы вопросов стейкхолдеров. Разные
стейкхолдеры могут иметь разные оценки для ответов на
эти тематические вопросы («-- сколько будет 2*2? – а мы
покупаем или продаём?»)

17. Многоуровневое управление вниманием: фигура и фон
Zoom -- select
Leidraadse (2008), Guideline Systems Engineering for Public Works and Water Management, 2nd edition, http://www.leidraadse.nl/
17
Холон и холархии: «рекурсивное применение мышления»

18. Эмерджентность
• Системные уровни обладают эмерджентностью, т.е.
свойства системы не сводятся к свойствам входящих в неё
элементов
• «Всё со всем связано» – элементы системы
взаимодействуют между собой, они ведут себя не так, как
они же вне системы.
• Противопоставление: редукционистский подход, в нём
эмерджентности нет («человек определяется его
химическими процессами») 18

19. Холархия (holarchy) и холон (holon)
19
Целевая система
(Использующая система)
(система в операционном окружении)
(подсистема)
Подсистема
(Целевая система)
(Использующая система)
(система в операционном
окружении)
Использующая система
(целевая система)
(система в операционном окружении)
(подсистема)
Обеспечивающая
система1
3
2
5
4
Система в
операционном
окружении
Истинные отношения «часть – целое» (composition):
различные разбиения (breakdown)

20. На этой картинке пять систем!
System of
interest
Требования
(стратегия)
System of
interest
Ограничения
(Архитектура)
Using system
Нужды
стейкхолдеров
20
1 2
4 Enabling systemСистема в
операционном
окружении
3
Подсистема
5
Холархия

21. Проверка и приёмка
Проверка (verification):
работает ли целевая
система как задумано
(удовлетворяются ли
требования)?
21
System of
interest
Требования
(requirements)
Using system
Нужды (needs)
стейкхолдеров
1 2
Приёмка (validation):
работает ли использующая
система как задумано
(удовлетворяются ли
нужды/потребности
внешних стейкхолдеров?)

22. Механическая система с
электрическими элементами
• Целевая система: центробежный насос
• Сервис/функция: повышение давления
жидкости
• Подсистема: ротор
• Использующая система: насосная станция
• Один из внешних стейкхолдеров: владелец-
оператор насосной станции
• Потребность: бесперебойная работа
насосной станции
• Требования: перекачка 10000 л/час,
наработка на отказ 5000 часов
• Системы в операционном окружении:
мотор, трубопровод
• Обеспечивающая система: КБ, завод,
проектант и строитель насосной станции
22

23. Люди в системах
• Танцы – чирлидерство (спорт),
кизомба (социальные) – хорошая
метафора!
• Мероприятия (семинар)
• Household
• Клиент (потребительских товаров)
• ПредприНятие (обычно
обеспечивающая система!)
• Общество, государство,
человечество (сложностность!).
ISO 15288 про людей в системах
23

24. Общность мышления по мере усложнения систем
24
Июнь 2014
+ природные

25. Проекты коллективны. Ты член команды.
• Целевая система определяется для
команды проекта, а не
индивидуально – как раз для
возможности скоординировать
деятельность.
• У твоей группы или у тебя может
быть просто «подсистема».
• «Команда» – это необязательно
твоя группа проекта, это может
быть и «команда предприятия» на
пару тысяч человек.
• При этом ты сам обычно
стейкхолдер или даже ряд их, а не
«объективный и нейтральный
системный инженер».
25
Ты

26. Ошибки определения целевой системы
Описания:
• Проектные организации: проект
• Программисты: исходный код
Обеспечивающая система:
• Менеджеры: игнорируют целевую систему
Сверхобобщения (принцип почтальона):
• Далёкие от клиента инженеры: игнорируют
использующую систему, «используется везде»
Релятивизм:
• На пять минут объявить что угодно «целевой
системой»: лучше бы «не суетиться» --
координация деятельности должна быть
стабильна. 26

27. Междисциплинарность
(на одном уровне, даже без холархии)
На основе
рис.3
в ISO 81346-1
-Модули
=Компоненты
+Места
27

28. Примеры компонентных описаний
28

29. Примеры модульных описаний
29
FR160B PCB 2-Layer
USB Portable Power
Module -- - Green (3.5
x 2.6 x 1.5cm)
Model FR160B
Quantity 1
Color Green
Material PCB
Features
Input: 5V/800mA;
Output: 5V/1A; LED
lightening; With
protection board on
COB; Output current
limited protection
Application Great for DIY project
Other
ON (Press button) / OFF
(Automatically)
Packing List 1 x Module

30. Альфы и рабочие продукты
30
В жизни ни одного
слова из учебника.
Состояние продукта
«из жизни» позволяет
оценить альфу
В учебнике ни одного
слова из жизни
Альфа «из теории»
(дисциплины) говорит,
о чём можно думать
=Компоненты, функциональные
единицы, альфы
-Модули, конструктивные
единицы, рабочие продукты

31. 31
Описание системы (ISO 42010 – OMG Essence):
субъективно и требует метода

32. Борьба со сложностью в мышлении
• Разделение интересов (separation
of concerns -- E.Dejkstra): по одному
интересу за раз.
• Сложность падает квадратично:
уровни холархии * разные частные
описания для каждого холона.
• 4D extensionalism позволяет
договориться о холархии и
совместить разные описания.
32
Разделение труда (коллективная работа)
обслуживается разделением описаний по уровням
системы и дисциплинам в соответствии с различными
интересами стейкхолдеров.

33. Биологический жизненный цикл
33
http://distant-lessons.ru/ploskie-chervi.html
Жизненный цикл печёночного сосальщика
В инженерии всё не так:
• системы сами не растут (не жизненный)
• системы не несут яйца (не цикл)

34. Жизненный цикл системы и проекта 1.0
(всего десять лет назад, до сих пор часто встречается)
34
замысел
прекращение
существования t
проект
• Жизненный цикл 1.0 – это работы на всём
протяжении времени существования системы от
первых описаний до ликвидации воплощения,
разбитые на стадии-проекты. Это «проект
проектов».
• Модульное представление: «как собрать все
работы» по поводу целевой системы
• Указывает на обеспечивающую систему, именуется
по целевой!

35. Проблемы с ЖЦ 1.0
35
• Стадийность выродилась: сначала безымянные «итерации»,
а потом и вообще «параллельная инженерия»
• Есть только гейты (интерфейсы, «как собрать»), а ещё нужны
содержательные («как работает») контрольные точки
Горбатая диаграмма (hump diagram) из RUP (Rational Unified Process)
Практики,
именованные по
дисциплинам!

36. Жизненный цикл 2.0
• Жизненный цикл указывает на деятельность (набор практик)
по созданию успешной системы («как работает»).
• Вместо «стадий» («как собрать») вид жизненного цикла
указывает на архитектурные решения последовательности
использования его практик во времени.
36
Вид жизненного цикла: спиральный
Первичны: практики
(дисциплины, а не
фазы/стадии)

37. Практика = дисциплина + технология
Дисциплинированные (компетентные) исполнители [все ли люди?],
обеспеченные необходимыми для поддержки дисциплины инструментами
37

38. Схематизация жизненного цикла:
различение дисциплины и технологии в практике
Понимание связи дисциплин и технологий, идеальных объектов
дисциплин и рабочих продуктов в жизни нужно ТРЕНИРОВАТЬ. 38
В жизни ни одного слова
из учебника
Технологии (рабочие
продукты, инструменты)
меняются за 4-5 лет.
В учебнике ни одного
слова из жизни
Дисциплины (теории)
меняются за 20-30 лет
=Компоненты, функциональные
единицы, альфы
-Модули, конструктивные
единицы, рабочие продукты

39. Интересы инженера, исследователя, операционного менеджера
инвестзамысел проектирование сооружение эксплуатация
вывод из
эксплуата
ции
39
Операционный
менеджмент

40. Практики жизненного цикла
• Существуют в виде разных стандартов и «корпусов
знаний», описывающих ту или иную деятельность
• SEBoK
• BABoK
• PMI BoK – «принципиальная схема проектной
деятельности» (не сами проекты!)
• ….
Это всё работа с жизненными циклами
(логическая/функциональная архитектура деятельности,
т.е. архитектура самых разных обеспечивающих систем и
подсистем, «принципиальные схемы деятельности»)
40

41. • ISO 15288:2015 (третья
редакция) – практики
(processes) жизненного цикла
системной инженерии
• Если выполняете практики – это
и есть системная инженерия
• Служит чеклистом
• Заведомо избыточен, его любят
военные и правительства
• Упражнение: что вы осознанно
делаете в своих предприятиях
из там написанного?!
41

42. Водопад (каскад)
42
http://www.managersystem.ru/geds-459-1.html
• Между стадиями – гейты («ворота»), передаются от
команды команде абсолютно готовые продукты.
• На практике не реализуем, это утопия.

43. Спиральный вид жизненного цикла
«выигрыш-выигрыш» (1989г.)
43
http://www.sei.cmu.edu/reports/00sr008.pdf
1986
Все остальные формы – это варианты спиральной модели,
только при разных профилях риска. Современный вариант:
Incremental Commitment Model (2006-2014), используется в
военных проектах.

44. С первого раза правильно:
имитационное моделирование
4444
определение
потребностей
приемка в
эксплуатацию
Архитектурное
проектирование
рабочее
проектирование
изготовление
интеграция
валидация
верификация
верификация
System
definition
System
realization
[System
operation]

45. Системная схема проекта
45
Технологический
менеджмент и
предпринимательство
Инженерный
менеджмент
Инженерия
Технологический
менеджмент
Using system
Enabling system
System of interest
Доработанный OMG Essence

46. Альфы – общий объект отслеживания
46
Systems Engineer
CTO
Project manager
ВРЕМЯ, РЕСУРСЫ
СОДЕРЖАНИЕ
ПРАКТИКА =
ДИСЦИПЛИНА +
ТЕХНОЛОГИЯ
Целевая система
Использующая система
(влияние)
Обеспечивающая система
Обеспечивающая система

47. Жизненные циклы системы и проекта
(доработанный OMG Essence)
47
удовлетворены в
использовании
представлены
признаны
извлекается
выгода
нужно решение
польза
установлена
жизнеспособна
определена
Используется для
вывода из
эксплуатации
непротиворечиво
используется для
эксплуатации
замыслено
выведено из
эксплуатации
в виде частей
демонстрируемо
эксплуатируется
закрыта
подготовлена
под контролем
закончена
инициирована
сформирована
сотрудничает
намечена
основа положена
наличествует
работает хорошо
принципы
установлены
стейкхолдеры возможность
определение
системы
воплощение
системы
работа команда технология
замысел
проектирование
разворачивание
испытания
изготовление
вышла из
употребления
распущена
готово
используется для
проверки
воплощения
вовлечены
удовлетворены для
разворачивания
использована
начата
производитиспользуется для
изготовления
в виде сырьяв согласии
используется

48. Системное мышление:
использование системного подхода в рассуждениях
• Нет однозначного
«объективного» ответа
• Нет алгоритма, гарантирующего
результат – только определения
понятий.
• Напоминает «субъективную»
высшую математику
• Зато позволяет компактно и
просто описывать сложный
мир и выявлять риски
непродуманности!
48

49. Системные инженерия и менеджмент
• Учились: «как думать»
• Не учились: «как делать»
• Курсы практик – отдельно:
– Системного менеджмента
(4 дня + день «Лидерство»)
– Системной инженерии (4
дня)
– Системная методология
создания инноваций…
– …
49

50. С чего начать
50
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 (Сингей, Сенге), "Пятая Дисциплина"

51. 51
Спасибо за внимание
Анатолий Левенчук,
http://ailev.ru
ailev@asmp.msk.su