Системная инженерия в России и в мире

Москва26 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

3

Международный совет по системной инженерии

Индивидуальное членство: $135 в год

Корпоративное членство: $10 000

http://incose.org

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.

5

Как держать целое?

• Особый подход к инженерии -- системный• Особое управление операциями

(управление конфигурацией, управление кейсами, управление информацией)

• Особые «беспредметные» (всепредметные) информационные технологии

6

Место системной инженерии

• Инжиниринговая компания

–Основная деятельность • Маркетинг• Инженерия• Операции

– Организационно-техническое развитие• Стратегирование• Организационная инженерия• Ведение проектов развития

Системная инженерия

7

Операционный менеджмент и системная инженерияОбеспечение 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)

инвестзамысел проектирование сооружение эксплуатациявывод из эксплуата

ции

8

Жизненный цикл в классической системной инженерии

определение требований

приемка в эксплуатацию

Архитектурное проектирование

рабочее проектирование изготовление

интеграция

9

Классика: найти ошибку как можно раньше

Стадия обнаружения ошибки

Стоимость исправления

Требования x1 (единица отсчета)

Проектирование x5

Строительство x12

Проверки X40

Эксплуатация X250

Данные INCOSE

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 & petroleumPLM – product life-cycle management

NPP

11

Разнообразие интеграции данных жизненного циклав эко-системе инжиниринга

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 клеткеИнтеграция в продукте: вся таблица (эко-система!)

уровни структуры вещества * уровни воплощения

КРУПНЫХ ПРОЕКТОВ С ОДНОЙ PLM НА ВСЕХ – НЕ БЫВАЕТ!ДВЕ РАЗНЫХ УСТАНОВКИ PLM одного вендора – РАЗНЫЕ УСТАНОВКИ!

PLM нуждается в интеграционном решении!

12

Эко-система жизненного цикла: «инжиниринговые киборги»

люди

программы

оборудование

люди

программы

оборудование

Многоуровневое взаимодействие

• Данные• Действия• Энергия• Масса

PLM «киборгов» в жизненном цикле

МОДЕЛЬ ИНЖИНИРИНГА(ПРЕДПРИЯТИЯ)

МОДЕЛИ СИСТЕМЫ И ЕЁ ОКРУЖЕНИЯ

ДействияМОДЕЛЬ ИНЖИНИРИНГА (ПРЕДПРИЯТИЯ)

МОДЕЛИ СИСТЕМЫ И ЕЕ ОКРУЖЕНИЯ

Действия

требования

архитектур

а

рабочка

как сдела

но

Мультимодельноевзаимодействие

• Данные• Действия

требования архитектура рабочка как

сделано

14

Выгода классической системной инженерии на крупных проектах

Размер проекта

Возможный рост затрат проекта

Оптимальные затраты на СИ

Мелкие 18% 5%

Средние 38% 20%

Крупные 63% 33%

Очень крупные

92% 37%

данные Boehm, Valerdi, Honour

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»)

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».

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

19

Информационная модель = прибор (видеть невидимое: в том числе еще

несуществующие инженерные объекты!)

Где прибыль?!

Где мощность?

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

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)

22

Уровни интеллектуальности компьютерных систем

Уровень 3 Формировать теории для достижения цели

Физическое взаимодействие с Миром

Управляет своей работой

Уровень 2 Применяет теории для достижения цели

Адаптивное взаимодействие с другими системами

Мониторит свою работу

Уровень 1 Аккуратно представляет Мир

Спроектированное взаимодействие с другими системами

Содержит данные о себе

Уровень 0 Подразумеваемый Мир

Пассивное взаимодействие с пользователями

Фиксированная структура

Понимает мир Взаимодействует с Миром

Самосознание

http://www.matthew-west.org.uk/documents/IntelligenceInSystems.pdf

23

Семантические технологиив 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.)

24

С чего начатьНедавно 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"

25

Спасибо за вниманиеАнатолий Левенчук,Директор по исследованиям Русского отделения INCOSEhttp://ailev.ruailev@asmp.msk.su

Виктор Агроскинvic5784@gmail.com

TechInvestLab.ru(495) 748-53-88