Материал из PL Engineering
Системная инженерия
Системная инженерия – это раздел инженерной науки, «синтезирующий целое как совокупность взаимосвязанных деталей, и рассматривающий общую проблему с учетом изменчивости ее составных частей во всех аспектах – от социального до технологического».
Иными словами, системная инженерия реализует междисциплинарный подход, руководствуясь интересами конечного пользователя создаваемого продукта на всех стадиях и во всех аспектах его разработки – от технического задания до внедрения. Процесс решения задач методами системной инженерии включает в себя постановку проблемы, нахождение принципиальных технических решений, моделирование системы, оптимизацию, архитектуру, изготовление и запуск, подконтрольную эксплуатацию, а также анализ эффективности полученного продукта.
Системная инженерия как методология создания сложных систем
Рост масштабов и усложнение способов организации человеческой деятельности по созданию систем, повышение степени ответственности за ее результаты, быстрое возрастание сложности возникающих при этом научных, технических и управленческих проблем привели к появлению в середине ХХ века новой прикладной системной методологии – системной инженерии. Сегодня мировое научное и индустриальное сообщества признают системную инженерию в качестве методологической основы организации и осуществления деятельности по созданию систем любого класса и назначения. В свою очередь, среди направлений, где системная инженерия сосредотачивает сегодня первоочередные усилия, выделяются: управление деятельностью по созданию систем; подготовка кадров; стандартизация; развитие и обеспечение процессов системной инженерии и ряд других.
В научных и методических разработках зарубежных ученых системная инженерия сформировалась как междисциплинарный подход и методика, определяющие полный набор технических и управленческих усилий, необходимых для того, чтобы преобразовать совокупность потребностей заказчика и других заинтересованных сторон, имеющихся ожиданий и ограничений в эффективное системное решение и поддержать это решение в течение его жизни.
Более 40 лет тому назад А. Холл в своей широко известной книге впервые описал методологию системной инженерии, определив ее как организованную творческую технологию и выделив в качестве основных элементов системной инженерии следующие положения.
Первое – системная инженерия многоаспектна, и этот факт должен быть обязательно отражен при определении ее предмета.
Второе – в основу деятельности системного инженера должно быть положено понимание того, что целью всего процесса системной инженерии является оптимальное проведение функциональных границ между человеческими интересами, системой и ее окружением. В самом же окружении выделяются три главных составных части:
- физическое и техническое окружение;
- деловое и экономическое окружение;
- социальное окружение.
Третье – системная инженерия уделяет первостепенное внимание исследованию потребностей, в основе которого должно лежать использование передовых экономических теорий, учет потребностей рынка и возможность изменения этих потребностей как сейчас, так и в будущем.
Таким образом, с первых шагов своего развития и по настоящее время системная инженерия в качестве основы деятельности по созданию систем выделяет необходимость комплексного учета потребностей заинтересованных сторон, представляющих как интересы промышленности и экономики, так и потребителей включая представителей различных общественных сил и движений. Именно комплексный, ориентированный на полный ЖЦ подход, предполагающий при создании систем творческое, взаимоувязанное сочетание достижений техники, управления, экономики и других областей, и составляет суть системной инженерии как научной и технической дисциплины. Именно такой подход придает системной инженерии особую актуальность, позволяет использовать ее достижения для построения различных по назначению и природе систем в их развитии и отличает (но не противопоставляет) системную инженерию от других более знакомых российским специалистам дисциплин, таких как управление качеством, управление проектами, управление поставками, управление ресурсами, управление рисками и т. п.
Суть системной инженерии как дисциплины, которая для достижения своих целей ориентируется в рамках управления ЖЦ и на решение задач управления, и на решение задач проектирования, отмечается многими специалистами. Так крупнейший современный авторитет в этой области А. Сейдж (Andrew Sage) указывает, что системная инженерия является технологией управления, сосредоточенной на контроле процессов полного ЖЦ с целью определения, разработки и применения экономически эффективных, высококачественных, надежных систем, отвечающих потребностям потребителя.
Понимая под ЖЦ развитие системы, продукта, услуги, проекта или другого созданного человеком объекта от появления замысла и формирования концепции до изъятия из обращения, системная инженерия в качестве цели управления ЖЦ ставит достижение организацией состояния, когда она способна на выстроенной надлежащим образом методической основе выбирать и реализовывать эффективные процессы ЖЦ. В результате система, представляющая интерес для заинтересованных сторон, развивается на протяжении ЖЦ и приобретает способность удовлетворять установленным требованиям.
С учетом сказанного, системная инженерия и для многих крупных корпораций, занятых на глобальном рынке, и для ведущих зарубежных технических университетов стала сегодня важнейшей, ключевой дисциплиной, овладение которой в целом наряду с углубленным изучением ее важнейших разделов является обязательным для специалистов, предполагающих заниматься созданием сложных систем.
Проблемы образования в системной инженерии
Сегодня во всем мире складывается положение, когда организации, занятые созданием сложных систем и их элементов, испытывают дефицит высококвалифицированных кадров. Это, в значительной мере, относится к современным инженерам, которых выпускается недостаточно. Ситуация такова, что многие зарубежные эксперты включая представителей работодателей и высшей школы стали говорить о зарождающемся кризисе инженерного образования. Существует множество причин, вызывающих указанное состояние, но ключевыми являются – очень высокие требования к уровню квалификации инженера, занятого разработкой продукции высоких технологий и систем на их основе и сравнительно невысокий уровень оплаты таких специалистов по сравнению, например, с юристами, банковскими служащими или серьезными менеджерами.
С учетом сказанного понятен интерес, который системная инженерия вызывает сегодня в качестве образовательного направления. Как показывают контакты с зарубежными коллегами, многие из них надеются, что высокий уровень постановки учебного процесса при подготовке системных и программных инженеров поможет существенно оживить интерес молодежи к инженерной деятельности. Свидетельством интереса к системной инженерии со стороны зарубежного научно-педагогического сообщества может, например, служить тот факт, что только за последние 3 года по рассматриваемой тематике на английском языке издано более 50 учебных книг, а сама системная инженерия и ее отдельные разделы входят в учебные планы практически всех ведущих зарубежных университетов. Материалы по системной инженерии широко представлены в образовательных сетях, в качестве примера можно назвать материалы MIT OpenCourseWare (http://ocw.mit.edu/index.htm) на портале Массачусетского технологического института. Наконец, крупнейшие правительственные учреждения и ведущие мировые компании различных стран разрабатывают собственные В нашей стране к объективным трудностям подготовки системных инженеров прибавляется своя национальная беда – за последние двадцать лет мы, по существу, потеряли целое поколение специалистов – разработчиков систем. У этого «потерянного поколения» отсутствует опыт участия в крупных системных разработках, нарушена связь с живыми носителями информации в этой области. Это поколение, по существу, не получило базовой, фундаментальной подготовки, отвечающей требованиям сегодняшнего дня и мировому уровню развития технологий, у заметной части этого поколения даже нет представления о достижениях мировой науки и инженерной мысли в области создания сложных систем. К этому добавляется языковой барьер: как показывают оценки, более половины студентов ведущих технических университетов страны не готовы к самостоятельной профессиональной работе с оригинальными англоязычными научно-техническими и нормативными материалами.
Следует добавить, что отечественная высшая школа и наши работодатели сегодня во многом разобщены. Распространена ситуация, когда, например, крупные ИТ-компании, по существу, заново обучают молодых специалистов, пришедших к ним на работу, но налаживать серьезное, долговременное сотрудничество с высшей школой по множеству причин считают нецелесообразным. Кроме того, опытные, квалифицированные кадры, подготовленные еще в СССР, оказались психологически не готовы к восприятию современных зарубежных достижений – унаследованная нами и современная западная культура системных разработок разнятся между собой. Преодоление культурных различий – еще одна ключевая проблема, поскольку только на пути интеграции в мировое сообщество разработчиков систем мы сможем сохранить и, возможно, развить свой национальный научно-технический потенциал в этой области.
Наконец, остается не осознанной, по существу, сама необходимость современного образования в системной инженерии. Учебно-методическое и другое ресурсное обеспечение такого образования планово не развивается. В сущности, вся работа ложится на плечи отдельных энтузиастов.