Системная инженерия

Применение таких методов анализа, как исследование операций, для решения проблем, связанных с крупными комплексными искусственными системами, которым свойственно сложное взаимодействие между компонентами. В настоящее время системная инженерия рассматривается в контексте промышленной инженерии, под которой понимается дисциплина, занимающаяся проектированием, улучшением и исследованием интегрированных систем, состоящих из людей, денежных средств, знаний, информации, оборудования, энергии, материалов и процессов. Управление производством основано на принципах и методах инженерного анализа. Приложения математики, физики и общественных наук используются вместе с методами инженерного анализа и проектирования с целью прогнозирования, определения и оценки результатов деятельности систем. Примерами применения производственной инженерии могут служить уменьшение длины очередей на аттракционы в парке развлечений, оптимизация графика работы операционной, глобальная доставка продукции и производство более дешевых и качественных автомобилей. Производственные инженеры обычно используют в своей работе компьютерную симуляцию (в частности, симуляцию дискретных событий) для анализа и оценки систем. Смежными дисциплинами являются исследование операций, менеджмент, финансовая инженерия, системная инженерия, инженерия ценности и контроль качества.

Фундаментом системной инженерии является онтологическая инженерия. По А. Левенчуку: «Онтологическая инженерия помогает создавать формальные языки описания инженерного метода и тем самым формализует порождение инженерного процесса. Это позволяет говорить не только о generative design, но и generative manufacturing».

По Г. Аркадову, В. Гуриновичу[124]: «Исторически системная инженерия выросла из практического опыта, который нуждался в теоретическом фундаменте в качестве новой ветки инжиниринга».

Системная инженерия основывается на «шести китах»:

• фундаментальные основы (математическая теория, онтология, эпистемология и инженерия систем);

• стандарты (ISO 15288, ISO 12207, ISO 15704, ISO 42010, АР233, ISO 15926, IEEE1220 и т. д.);

• области применения (энергетика, космос, оборонные отрасли, авиация и т. д.);

• процессы (моделеориентированный подход описания процессов, роль человека в СИ);

• границы (предприятие, корпорация, холдинг и т. д.);

• реализация (подходы, методики, технологии, процедуры, инструментальные пакеты).

Наиболее передовой методологией внедрения СИ на сегодняшний день является моделеориентированная системная инженерия. Она предполагает практически полное моделирование всех процессов предприятия, поведения продукта, его функциональных свойств, требований к продукту, логистики, то есть моделирование всей совокупности процессов создания сложного продукта.

(…) Суть этого принципа сводится к тому, что недостаточно просто разбить всю систему на части, отдельно их спроектировать и затем собрать. Системный подход предопределяет деление всей системы на «вложенные» иерархические системы со всей присущей понятию системы атрибутикой: цель, взаимодействие элементов для достижения этой цели, границы системы с окружающими ее системами и подсистемами, описание или модель системы. ‹…› Подход можно назвать только тогда системным, когда выполняются по строго прописанной процедуре все присущие системной инженерии стандарты и лучшие практики.

(…) Необходимо рассматривать не просто структуру продукта или предприятия, а концепцию полного жизненного цикла выпускаемого продукта или предприятия: (…) «Рассмотрения системы (организации, атомной электростанции, человека или даже общества) с точки зрения ее структуры (схемы, отражающей связи элементов-подсистем) совершенно недостаточно, нужно рассматривать изменения во времени и взаимодействия подсистем, разворачиваемые во времени. Реализация этого подхода требует 4-D (3-D плюс время) представления продукта, то есть полноценной информационной модели системы (продукта) в различных временных точках».

(…) Недостаточно иметь только одну профессиональную точку зрения на систему, например описание системы только со стороны конструктора или проектанта, чтобы получить полное реализационное описание системы. Должны быть получены различные группы взаимосвязанных описаний, (заказчика, эксплуатирующей организации, регулирующего органа, общественности и т.д.). В системной инженерии этот подход отражен в стандарте архитектурных описаний ISO 42010. Переход от рабочего проектирования (конструирования, дизайна) к обязательному предварительному архитектурному проектированию.

Под архитектурным проектированием понимается разработка предварительной структуры будущей системы. Прежде чем приступать к техническому или рабочему проектированию, необходимо разработать архитектуру будущего проекта на основе собранных требований различных заинтересованных сторон. Специалисты в области управления требованиями Элизабет Халл, Кен Джексон, Джереми Дик («Разработка и управление требованиями») пишут: «Некоторые инженеры и разработчики зачастую сразу же начинают вдаваться в излишнюю детализацию даже на самых ранних этапах (т.е. захватывать большие куски пространства на поле общего дизайна). Надо постараться исключить такую тенденцию или, как минимум, всячески ее ограничивать с той целью, чтобы дать возможность работать всей команде, использовать способности и таланты других специалистов, стимулировать творческий подход к совместному решению проблем на всех этапах и в итоге получить по-настоящему инновационное решение. Ведь ясно же, что такое инновационное решение не может быть получено, если на самых первых шагах проекта создавать ограничения жизненного пространства, связанные с принятием преждевременных, излишне детализированных решений».

(…) Иными словами, для начала нужно сделать сущностное, не зависящее от деталей реализации описание создаваемой системы – создать ее архитектуру. Архитектура описывает основные подсистемы и их взаимодействие на языке, свободном от деталей реализации. Одной архитектуре может соответствовать множество разных реализаций, например концептуальных проектов.

(…) С помощью компьютерных кодов нужно создавать проект «виртуального продукта», например проект «виртуальной» АЭС, включающий 3-D или 4-D геометрическую модель энергоблока, динамическую математическую модель энергоблока, которая полностью имитирует работу энергоблока, модель прочности и надежности компонентов и т.д.

На «виртуальной» АЭС можно и должно проверять (верифицировать и валидировать) все спроектированное оборудование в комплексе и в различных режимах для предотвращения ошибок проектирования и поиска оптимальных решений, включая многовариантное моделирование архитектурных решений. Сначала система строится в идеальном мире моделирования и только затем в реальном мире: все ошибки убираются на этапе моделирования, а не на этапе реального воплощения в металле и бетоне.

(…) Вся проектная документация должна создаваться не в виде бумажных или файловых документов, а в форме базы данных (БД), где документ в старом понимании бумажной технологии создается только как производная функция базы данных по составлению отчетов, а вся информация по проекту хранится в базе данных в специально замоделированном виде. Любые изменения, возникающие в проектной документации, – это изменения данных в определенных ячейках БД, что влечет автоматическое изменение документа как производного базы данных.

(…) Наличие множества заинтересованных в системе сторон существенно меняет содержание инженерной деятельности: эта деятельность по «инженерии требований» уже не проходит в мире исключительно технических решений, а должна учитывать противоречивые интересы самых разных сторон (стран, организаций, сообществ, людей).

(…) На практике мало кто использует один раз разработанный план, чаще всего планы постоянно пересматриваются с отсрочкой срока изготовления. Идея гибких методов переход к практике принятия решений на основе анализа риска (расчет нескольких вариантов решений с оценкой риска каждого варианта и выбор наиболее оптимального решения).

Этот подход подразумевает пошаговое выделение ресурсов на основе постоянного пересмотра их выделения с учетом непрерывно меняющихся оценок проектной ситуации».

Наконец, аналогом теории темпа, с включением понятия квантового темпа, учит современная теория хаотических систем – на Западе она, как правило, рассматривается как сочетание двух моделей: теории катастроф и теории управляемого хаоса. В основе и той и другой модели лежит неравновесная термодинамика, которую иногда называют синергетикой.

Теория хаотических систем должна была привести к учению о квантовом наблюдателе как предельной версии развития «войны Афины». В действительности вместо этого возникло учение об управляемом хаосе как идеологическая основа доктрины устойчивого мирового развития (Конца истории, «Конца вечности[125]»).

Мой второй в жизни бизнес начался под прикрытием этой самой теории хаоса и не в этой стране. Моя Родина была не готова сыграть в «Конец вечности», а вот Европа и Америка освоили «войну Афины» давно и всерьез. В Европе было еще хорошо, в Америке уже хаотично. Будучи военным, я получил опыт, но продвинуться по службе с такими показателями по выздоровлению было нельзя. Я боготворю своих врачей, которые включили мне ноги не очень научным способом, но я с детства умел тренировать то, что плохо тренируется. Я поехал в Америку, а затем и в Европу, потому что хотел побыть квантовым наблюдателем, то есть вы правильно поняли: я хотел коллапсировать волновую функцию и извлечь из этого выгоду. Такие пируэты не делаются дистантно, мой английский был приличным, и я тронулся в путь, без коляски, обремененный ежедневной обязательной гимнастикой два часа утром и полчаса вечером. Отец провожал меня на новой машине, которую водил, как испуганный школьник. Он был невозмутим и чертовски доволен. Оказалось, что он стал прилично зарабатывать, да и я год как съехал от них. Я пробыл за границей четыре года и вернулся разбогатевшим и почти женатым. Пока я летел, место, на которое меня приглашали, хаотично рассосалось, и я был некоторое время здорово проблематизирован. Я вспомнил свой МИФИ, и мой диплом, хоть и был, оказывается, не первым в списке, сыграл. Я попал в компанию, а не в государственный офис, в бизнес, а не в науку и вмиг оказался с маленькой квартиркой на авеню и кучей обязательств, которые трудно переводятся на русский. Я ходил с тростью, здесь это никого не занимало. Костюм стоил мне почти всех денег, и первый месяц я питался у китайцев поздними вечерами, чтоб никто не видел. У меня вскоре завелся друг, иссиня-черный негр, почему-то Альберт. Он был вполне себе выученный негр, и именно он втянул меня в бизнес, связанный с игровыми движками. И это несмотря на то, что у нас каждый школьник делает себе мини-движок в 12 лет. Через пару лет у нас была компашка по производству игр мини-формата. Вот здесь мне пригодились принципы «стратегии Ареса», потому что я стал концептуальщиком создания таких игрушек: ты евреев или они тебя? То же и про русских. Мы поднялись, нас купил холдинг, мы не сопротивлялись, съездили в Европу, там, на ярмарке, продали хорошую долю своих разработок, потом я встретил Крис и мучительно захотел домой. Крис была русской по матери, ее попросту звали Кристина, а маму Таня. Я ел у них вареники и ждал, пока моя часть бизнеса законно перейдет Альберту, а я останусь с деньгами.

При чем здесь «война Афины» и мой средний по американским меркам бизнес? А вот при том, что такой – только в Америке и возможен. Американцы прекрасно устроились. На своей земле они плодят разнообразия и инновации, и даже право у них в разных штатах предлагает разные законы: можно родить в одном, аборт – в другом, а зубы лечить и жениться лучше в третьем. Но стоит только сунуться кому-нибудь в своей стране развивать иной, чем указано Соединенными Штатами, порядок, так у тебя бодрая Афина выбивает табуретку из-под ног, и как бы чего не вышло, и «как бы конкуренция», брат, не подкопаешься. Место для вольного ветра в Штатах отведено, а из других частей света выведено. Свобода и у нас, и в Европе – дефицитный товар. Они гегемоны. Они решают, что хорошо для их глобализации, что плохо. Я сыграл по их правилам, но срыл обратно в Москву. Мне надо было как-то объяснить Родине, что эти братья за океаном, скорее всего, хотят остановить нам часы, а потом и пульс замедлить. Европа согласилась, но нам-то куда? Мама была у меня один раз, посмотрела, сходила в гости к тете Тане, в Метрополитен. Я свозил ее на океан. Отец не приезжал. Я вернулся с Крис, снял квартиру и стал готовиться к свадьбе. «Афина» встретила меня прохладно. По дороге у меня украли документы и немного денег. Карточки я заблокировал. Крис улыбалась по американски. Напротив наших окон через реку горел Московский Сити. Ну не Кремль же!

Рис. 53. Социопиктограмма войны Афины.