Системный инжиниринг

УНИВЕРСИТЕТ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЕКТАМИ

ПРЕОДОЛЕНИЕ РАЗРЫВА МЕЖДУ ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ И СИСТЕМНЫМ ИНЖИНИРИНГОМ

Кокушкин Владимир АнатольевичБалясов Алексей Вячеславович

Определение системной инженерии

3 Университет Управления Проектами (ГК ПМСОФТ), 2015

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

Источник: American Engineers' Council for Professional Development


Системная инженерия

Системная инженерия (System Engineering) – это междисциплинарный подход и методика, охватывающие весь спектр усилий по обеспечению и развитию комплексного и сбалансированного в рамках жизненного цикла набора системных решений, включая людей, продукцию и процессы, которые удовлетворяют нуждам потребителя― В рамках системной инженерии гармонично сочетаются инженерный и

управленческий аспекты работ по созданию эффективных систем― Методы и средства системной инженерии являются ключевыми

инструментами решения задач при создании конкурентоспособных систем, отвечающих заданным требованиям


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


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 прекращения использования

Задачи системной инженерии: формирование технических усилий, направленных на проектирование,

изготовление, проверку соответствия, ввод в эксплуатацию, использование, сопровождение, утилизацию системных продуктов и процессов, а также на обучение персонала работе с ними

определение конфигурации и управление конфигурацией системы преобразование описание системы в иерархическую структуру работ по её

созданию обеспечении заявленных проектных затрат и графиков работ подготовке информации для принятия управленческих решений


Формирование принципов описания систем

При создании системы системная инженерия первоочередное внимание уделяет описанию её архитектуры (Architectural Description), где акцент делается на взаимосвязи между: заинтересованными сторонами (лицами) (Stakeholders) интересами (Concerns) заинтересованных сторон представлениями (Views), отражающими связанные с системой

интересы точками зрения (Viewpoints), отражающими соглашения для разработки

и использования представлений моделями (Models)


― Сложность является определяющим свойством современных систем

― Сложность в применении к системам имеет много аспектов: структурная сложность динамическая сложность вычислительная сложность

― Обычно степень сложности оценивается количеством информации, необходимой для описания реальной системы

Сложность систем


Сложная система в 1957 г.Сложная система сегодня

Пример сложных систем

Основной проблемой системной инженерии была и остается сложность создаваемых систем

Системаназемноготранспорта

Системаморского

транспорта

Система покупкибилетов

Система управлениявоздушным движением

Системааэропорта

Топливная системараспределения

Системакорпуса

Системажизнеобеспечения

Экипажсамолета

Системауправления

полетом

Взлетно-посадочная

система

Система воздушноготранспорта

Самолетная система

Системанавигации

Дисплейнаясистема

Приемная система глобальногоместоположения


Сложность и принятие решений

Задачи,поддающиеся

решению,имеющимися средствами

Задачи,не

поддающиеся решению,

имеющимися средствами

Задачи,не

поддающиеся решению,

современными средствами

Задачи,принципиально

не поддающиеся

решению,техническими средствами

Предел для конкретной

реализации СПР

Предел для существующих

СПРПредел

Бремерманна


Сложные системы сегодня


Примеры подходов к управлению ЖЦ


Процессы системной инженерии

― Процесс системной инженерии – совокупность действий, которая целенаправленно используется для решения задач системной инженерии. Два важнейших типа процессов системной инженерии:

процессы разработки систем процессы жизненного цикла систем

― Процесс разработки представляет собой комплексный, итеративный процесс принятия решений, который:

преобразует признанные нужды и потребности заинтересованных лиц в описание сбалансированной в рамках ЖЦ совокупности решений, в отношении людей, продуктов и процессов

создает информацию для принятия решений

предоставляет информацию для последующих технических усилий

― Процесс ЖЦ систем представляет собой специально выделенный, функционально слаженный процесс, который используется для достижения целей и результатов стадий ЖЦ.


Процесс разработки

Структурный и функциональный

анализ

Синтез решения

Анализ требований

Петля проектирования

Петля требований

Верификация/Валидация

Системный анализ и управление

Потребности

Результаты разработки


Типовое описание процессов ЖЦ систем в ISO/IEC 15288

Действия•Процесс, представленный в

виде интегрированной совокупности действий и работ, направленных на

преобразование входов в выходы

Обеспечение• Ресурсы (инфраструктура,

включая рабочую силу)•Инструменты и технологии

Выходы•Обработанные данные• Продукция и услуги

Входы• Данные

• Материалы• Сырье

Управление• Инструкции и

распоряжения• Ограничения


Связь системной инженерии с другими дисциплинами

Системная инженерия

Программная инженерия

Эргономика

Управление безопасностью

Управление проектами

Математика

Компьютерные науки

Управление качеством

Управление надежностью

Управление рисками и принятие решений

Архитектура предприятий

Общая характеристика стандарта ISO/IEC 15288


Назначение стандарта ISO/IEC 15288

Установление общих основ для описания жизненного цикла систем, созданных людьми, включая формирование единой структуры для установления и развития связей и кооперации между сторонами, создающими и использующими современные системы и управляющими ими в целях совместной согласованной работы

Установление множества детально определенных процессов ЖЦ систем и соответствующей терминологии

Обеспечение процессов, охарактеризованных в терминах целей и результатов, являющихся итогом успешной реализации этих процессов, и поддерживающих определение, контроль и совершенствование процессов ЖЦ, используемых внутри организации или в рамках какого-либо проекта


Способы использования стандарта ISO/IEC 15288

Стандарт ISO/IEC 15288 может использоваться:

организацией – для формирования среды необходимых процессов и оценки соответствия между заявленной и утвержденной моделью ЖЦ и ее конкретной реализацией

проектировщиками – для помощи в выборе, систематизации и использовании элементов среды, пригодной для производства продукции и предоставления услуг, и оценки проекта на соответствие заявленной и сформированной среде

заказчиками и поставщиками – для разработки соглашений, касающихся процессов и деятельности, которые отбираются, согласовываются и выполняются в контексте стандарта


Ограничения на использование стандарта ISO/IEC 15288

Стандарт не детализирует процессы ЖЦ в терминах методов и процедур, необходимых для удовлетворения требований и достижения результатов процесса.

Стандарт не устанавливает требований на документацию в отношении ее названий, форматов, содержания и медиа-средств для записи и ведения документации.

Стандарт не предполагает наличия противоречий с политикой, процедурами и нормами какой бы то ни было организации или любыми национальными законами или предписаниями. Любое такое противоречие должно быть разрешено до начала использования стандарта.


Классификация процессов ЖЦ систем по ISO/IEC 15288

Процессы предприятия

Процессы проекта

Технические процессы

Организация А




Организация B




Организация C

Процессы соглашения


Организации являются производителями и покупателями систем, то есть они торгуют продуктами и услугами

Одна организация может, выступая в качестве приобретателя, ставить задачу для другой, выполняющей роль поставщика, это достигается путем использования соглашений

Организации одновременно или последовательно выступают и как приобретатели, и как поставщики систем

Вертикальные отношения организаций А и В могут рассматриваться как отношения организаций-поставщиков, осуществляющих торговлю в течение одного этапа жизненного цикла

Отношения организаций А и С могут представлять отношения организаций, последовательно принимающих ответственность за осуществление этапов жизненного цикла


Процессы ЖЦ в стандарте ISO/IEC 15288

ИзмерениеУправление информацией

Жизненный цикл системы Процессы

соглашения (2)

Организационные процессы (5)

Процессы проекта (7)

Технические процессы (11)

Определение требованийАнализ требований

Проектирование архитектуры Реализация элементов системы

КомплексированиеВерификация

Управление инфраструктурой

Управление портфелем проектовУправление моделью ЖЦ

Управление персоналомУправление качеством

Приобретение

Поставка

Планирование проекта

Оценка и контроль проектаУправление решениями

Управление рискамиУправление конфигурацией

ПередачаВалидация

ФункционированиеОбслуживание

Изъятие и списание


Процессысоглашения

Приобретение

Поставка

ПРОЦЕССЫ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА СИСТЕМ

Процессы организационного обеспечения проектов

Управлениемоделью ЖЦ

Управлениеинфраструктурой

Управление портфелем проектов

Управлениеперсоналом

Управлениекачеством

Процессыпроекта


Планирование проекта

Оценка иконтрольпроекта

Управление решениями

Управление рисками

Управление конфигурацией

Управление информацией

Измерение

Определение требований заинтересованных

лиц

Анализ требований

Проектированиеархитектуры

Реализация

Верификация

Передача

Валидация

Функционирование

Сопровождение

Списание

Комплексирование

Процессы жизненного цикла систем в стандарте ISO/IEC 15288


Связь между процессами ЖЦ в стандарте ISO/IEC 15288

Используются на стадиях ЖЦ для создания

продукции и услуг, отвечающих требованиям

проекта

Организационные процессы


Стадии жизненного цикла

(S1, S2 ,… , Sn)

Целевая система

Используются для оценки эффективности проекта

Используются для создания, поддержки и контроля проекта

Используются для

управления ЖЦ


Используются для обеспечения

требований проекта

Используютсядля достижения соглашения


Управлениепроцессами


Стадии жизненного цикла

― В стандарте ISO/IEC 15288 стадия – период в пределах ЖЦ системы, относящийся к состоянию системного описания или непосредственно к самой системе:

стадии связываются со значительными изменениями в жизни системы, связанными с прохождением вех в ее развитии на протяжении ЖЦ

модель ЖЦ может включать одну или несколько моделей стадий в зависимости от необходимости

модель ЖЦ собирается в виде последовательности стадий, которые могут перекрываться или повторяться в зависимости от сферы применения рассматриваемой системы, от ее размеров, сложности, изменяющихся потребностей и возможностей

― Стадии ЖЦ образуют структурную основу для детализированного моделирования ЖЦ системы с использованием типовых процессов ЖЦ

― Масштабы и точность применения процессов ЖЦ в рамках стадий учитывают их продолжительность и зависят от изменяющихся технических и деловых потребностей проекта, определяющих и использующих ЖЦ


Типовые стадии ЖЦ в стандарте ISO/IEC 15288Ти

повы

еве

хи

Одо

брен

иено

вой

иниц

иати

вы

Одо

брен

иеко

нцеп

ции

Одо

брен

иера

зраб

отки

Одо

брен

иепр

оизв

одст

ва

Одо

брен

иеэк

сплу

атац

ии

Одо

брен

иеут

илиз

ации

Стадия концепции Стадия разработки Стадияпроизводства

Стадияэксплуатации

Стадиясопровождения

Стадияутили-зации

Типо

вые

вехи

Одо

брен

иено

вой

иниц

иати

вы

Одо

брен

иеко

нцеп

ции

Одо

брен

иера

зраб

отки

Одо

брен

иепр

оизв

одст

ва

Одо

брен

иеэк

сплу

атац

ии

Одо

брен

иеут

илиз

ации

Стадия концепции Стадия разработки Стадияпроизводства

Стадияэксплуатации

Стадиясопровождения

Стадияутили-зации

В качестве примера стандарт ISO/IEC 15288 рассматривает ЖЦ системы, состоящий из шести стадий: замысел (концепция) разработка производство применение (эксплуатация) поддержка применения (сопровождение) прекращение применения и списание (утилизация)


Документы по системному инжинирингу


ЖЦ системы приобретения вооружений (МО, США)


Анализ ЖЦ программы приобретения с показателями технологической и производственной готовности


Системно-инженерные технические отчеты


Процессы жизненного цикла систем в стандарте ISO/IEC 15288:2015

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

Ваши вопросы?

Системный инжиниринг

Business