Системная инженерия

1.

Системная инженерия

2.

Системная инженерия
Основные понятия и определения
По материалам учебного пособия
В.Ю. Николенко Базовый курс
Системной инженерии

3.

Понятие системы
Основным объектом приложения
системной инженерии являются
системы.
Упрощенно, система есть
интегрированная совокупность
людей, технических средств и
процессов, обеспечивающая
возможность получения решения
поставленной задачи.

4.

Понятие жизненного цикла
• У каждой системы имеется жизненный цикл. Это
совокупность процессов и этапов развития
технических систем и продуктов производства от
момента зарождения или появления
потребности в их создании до прекращения
функционирования или применения.
• Модель жизненного цикла системы – это
структура, состоящая из упорядоченных,
взаимосвязанных, формализованных процессов,
работ и задач, выполнение которых является
необходимым и достаточным условием
существования системы во времени, и которые
охватывают жизнь системы от момента замысла
до прекращения использования.

5.

Этапы жизненного цикла
разработку – дизайн и прототипирование (изготовление
пилотного образца), опытное производство (решение
технических проблем, инженерное проектирование,
определение готовности технологии, установление
бюджета, графика и др.);
верификацию – проверка того, что конструкция отвечает
требованиям (разработка требований к испытаниям,
умение воссоздать эксплуатационные условия при
проверке, производство испытательного оборудования,
программы испытаний, наличие аппарат- ных средств,
контроль тестовых расхождений);
производство – повторяющееся производство изделий
(изготовление приспособлений и инструментов,
способность стабильно производить детали, умение точно
выровнять и со- брать части, обеспечение качества и осмотр
деталей по сравнению с чертежами, доступ- ность
поставщиков, эффекты серийного масштаба, стоимость и
график производства);

6.

Этапы жизненного цикла
развертывание – использование продукта в серийной
эксплуатационной среде и исход- ной эксплуатационной
проверки (механизмы доставки, первоначальная
профессиональная подготовка и поддержка, тестирование в
эксплуатационной среде, ошибки поздней стадии
разработки, начальные эксплуатационные проблемы);
обучение – чтобы научить людей как эксплуатировать и
обслуживать систему (необходимость сформировать
учебные материалы и тренажеры/макеты, наличие кадров
для инструкторов, наличие оборудования и программного
обеспечения для поддержки обучения);
эксплуатацию – использование продукта (правильные
эксплуатационные процедуры, инженерная поддержка,
программное обеспечение, инструменты, процедуры и
средства для обслуживания и борьбы с неполадками);
поддержку – работа с дефектами, техническое
обслуживание и ремонт, модернизация по требованию
пользователей для улучшения, ликвидация устаревания
частей, нахождение новых поставщиков и квалификация
запасных частей и материалов;
утилизацию – использование компонентов в конце проекта
(с учетом безопасности экологии, повторного
использования и др.).

7.

Основные стандарты системной
инженерии
• Международные стандарты (базовый
стандарт – ISO 15288 «Системная
инженерия – процессы жизненного
цикла систем», ISO 15926, СММ и др.).
• Стандарты ГОСТ (см. раздел 20.1).
• Стандарты закупок (acquisition)
Министерств обороны США, NATO,
стран Европы.
• Стандарты профессиональных
организаций (Airbus, Boeing, FAA, IEEE,
ITS, NASA, ASME и др.).

8.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИСТЕМНОЙ
ИНЖЕНЕРИИ
• Системная инженерия –
междисциплинарный подход и
методика, обеспечивающие поэтапное (шаг за шагом) создание
эффективных систем.
• Процесс системной инженерии –
определенный набор действий,
которые избирательно
используются для решения задач
системной инженерии.

9.

Шаги разработки системы
• идентификацию и количественное определение
целей системы,
• открытие альтернативных концепций
конструирования системы,
• определение маркетинговых характеристик
проекта,
• верификацию, что проект правильно выполнен и
интегрирован,
• оценку, как хорошо система соответствует
требованиям,
• валидацию, что проект правильно выполняет
заданные функции,
• инженерно-техническое сопровождение
эксплуатации.

10.

Процессы системной инженерии
• фазы разработки, которая контролирует
процесс проектирования и обеспечивает
базовые результаты, увязывающие
проектные усилия;
• процесса, обеспечивающего структуру для
решения проектных проблем и
отслеживаю- щего поток требований через
проектные усилия;
• интеграции жизненного цикла, которая
вовлекает заказчиков в проектный процесс
и обе- спечивает жизнеспособность
разработанной системы по всем стадиям
жизненного цикла.

11.

Процессы жизненного цикла согласно
ISO/IEC 15288

12.

Основные компоненты
проектирования

13.

Поблематика традиционных процессов
Системы из кусочков разных групп подсистем не
обеспечивают исполнения функций системы, часто не
стыкуются на интерфейсах.
Возникают проблемы при синтезе системы, когда желаемые
свойства целого продукта не достигаются, если интегрируют
спроектированные независимо подсистемы.
Менеджеры и главные конструкторы предпочитают уделять
внимание тем областям, где они хорошо разбираются.
Разработанные системы не функционируют как ожидалось,
часто встречаются перерасходы бюджета, сроков, проблемы
достижения требуемых характеристик.
Выявляется огромный потенциал потерь в больших
проектах, когда много подсистем разрабатывают
параллельно.
Без четкого понимания задач для подсистем группы
разработчиков рискуют копировать усилия, конфликтовать
по интерфейсам, что ведет к снижению эффективности
расходования бюджета.
На вышеприведенные проблемы накладывается влияние
демографии (старения сотрудников) и усложнение
решаемых задач.

14.

Процесс создания нового продукта
1.
2.
3.
4.
Развитие уровня технологии организаций.
Контроль опций зрелости подсистем.
Учет предыдущего удачного опыта.
Обязательные компоненты последовательности
процесса для исключения ошибок.
5. Объективную зависимость создаваемой
системы от проектных решений.
6. Активное вовлечение заинтересованных лиц
(stakeholders), учитываемых ограничений и
неопределенностей.
7. Больший учет интересов покупателя продукта.
8. Требования верхнего уровня к системе систем.
9. Эффективное управление большим
количеством участников проекта.
10. Физическое (при необходимости) разделение
проектных команд.

15.

Тезисы системной инженерии
• Общий междисциплинарный язык – как
договариваться и передавать знания
всем участникам проекта.
• Жизненный цикл – как учесть
последствия любых решений для всего
периода жизни системы и исправлять
ошибки на наиболее ранних стадиях.
• Моделецентричность – как обеспечить
накопление и использование всей
информации о системе, начиная с
самых ранних стадий жизненного
цикла.

16.

Контрольные вопросы
• Сформулируйте понятие системы,
приведите примеры.
• Что такое жизненный цикл изделия.
• Дайте определение системной
инженерии.
• Перечислите основные процессы
жизненного цикла.
• Нарисуйте диаграмму процессов
системной инженерии, назовите их.

17.

УПРАВЛЕНИЕ ЖИЗНЕННЫМ
ЦИКЛОМ ПРОЕКТА

18.

Начало процесса управления
• Описать общие этапы жизненного
цикла проекта, их цели, деятельности,
продукцию и ворота принятия решений,
которые их разделяют.
• Определить, что является базовой
системой.
• Связать фазы жизненного цикла
проекта с частями V-диаграммы модели
процесса системной инженерии.
• Описать типичные цели разработки для
каждой из фаз ЖЦ проекта.

19.

Первая группа этапов (замысел и
разработка)

20.

Вторая группа этапов

21.

Блок-схема типового процесса

22.

Группы процессов системной
инженерии

23.

Итеративный
процесс
системной
инженерии

24.

Особенности описания систем
• важность определенных границ, которые влияют на
формирование значимых потребностей и
практических решений;
• иерархическое восприятие физической структуры
системы;
• объект любого уровня иерархической структуры
может рассматриваться как система;
• характерные свойства на границе системы возникают
в результате взаимодействия между элементами
системы;
• люди могут рассматриваться как внешние
пользователи по отношению к системе (например,
экипаж ВС) и как элементы в рамках системы
(например, персонал завода-производителя ВС);
• система может рассматриваться как отдельный,
изолированный от внешней среды объект.

25.

Стандарты системной инженерии

26.

Ворота решений
«Ворота» принятия решений, или «вехи» или «контрольные
рубежи» представляют главные точки принятия решения в
жизненном цикле системы и отвечают на следующие вопросы:
• Соответствует ли комплект поставки организационной
ситуации?
• Приемлема ли его стоимость по бюджету?
• Может ли он быть поставлен Заказчику в те сроки, когда он
нужен?
Главные задачи ворот принятия решений.
• Гарантировать, что последующая доработка
организационных и технических базисов приемлема и
приведет к удовлетворительной верификации и валидации
продукта.
• Обеспечить приемлемость риска перехода на следующую
стадию.
• Продолжить стимулирование командной работы
поставщика и заказчика.

27.

Задачи этапов жизненного цикла
системы

28.

Решения и документы соответственно
стадиям проекта

29.

Этапы контрольных рубежей
Для прохождения контрольных рубежей должна быть
собрана и представлена в требуемом для обзора
формате необходимая информация по качеству работ на
проекте:
• ведение учетных записей проекта;
• подготовка материалов плана качества;
• разработка и внедрение недостающих процессов
проекта;
• подготовка листов проверки;
• ведение статистики несоответствий;
• подготовка ежемесячных отчетов с анализом
мероприятий;
• подготовка и проведение регулярных аудитов;
• актуализация основных документов.

30.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
• Назовите фазы жизненного цикла системы.
• Перечислите задачи управления
жизненным циклом системы.
• Укажите основные части типового
процесса.
• Назовите основные этапы методологии
проектирования системной инженерии.
• Поясните роль ворот принятия решений
проекта.
• Перечислите основные требования к
управлению качеством проекта.

31.

Практическое задание №1
• Составить в нотации BPMN план
реализации магистерского
проекта (можно бывшего
диплома, по согласовании с
преподавателем)
• Составить жизненный цикл ИТ
продукта
• Расписать контрольные точки
(этапы контрольных рубежей)