Базовые основы системной инженерии

1. БАЗОВЫЕ ОСНОВЫ СИСТЕМНОЙ ИНЖЕНЕРИИ

Лекции – 36 часов
Лабораторный практикум – 36 часов
СРС – 144 часа
Экзамен
канд. техн. наук, доцент
Андиева Елена Юрьевна
[email protected]
#Андиева#БОСИ
1

2. БАЗОВЫЕ ОСНОВЫ СИСТЕМНОЙ ИНЖЕНЕРИИ

Лекция _1_2
1) Системная инженерия:
‒ актуальность;
‒ системная инженерия как методология создания сложных систем;
‒ системная инженерия как методология создания сложных систем.
Фундаментальные отличия
‒ принципы системной инженерии;
‒ системная инженерия в терминах SEMAT;
‒ основные проблемы;
2) Программная инженерия:
‒ основные проблемы
‒ основные понятия и определения;
‒ краткая историческая справка.
#Андиева#БОСИ
2

3.

Актуальность
Digital
Business
#Андиева#БОСИ
3

4.

Актуальность. Digital Business
#Андиева#БОСИ
4

5.

Актуальность
Digital
Business
#Андиева#БОСИ
5

6.

Актуальность. Digital Business
#Андиева#БОСИ
6

7.

Актуальность. Цифровой портрет мировой
экономики Digital Business
Основными ведущими разработчиками инициатив Digital Business на
сегодняшний день можно считать:
‒ Германию – «Industry 4.0»;
‒ Нидерланды – «Smart Factory»;
‒ Францию – «Usine du Futur»;
‒ Великобританию – «High Value Manufacturing Catapult»;
‒ Италию – «Fabbrica del Futuro»;
‒ Бельгию – «Made Different»;
‒ США – инициатива American Society of Mechanical Engineers, ASME
– «Industrial Internet Consortium», в области производственных
систем машиностроительной отрасли «Advanced Manufacturing
Program»;
‒ штаб-квартира в США – MESA («Manufacturing Enterprise Solutions
Association») International.
‒ Китай – «Made in China 2025».
#Андиева#БОСИ
7

8.

Актуальность. Цифровой портрет мировой
экономики Digital Business
КНР
«Мгновенному» развитию проектов способствовала государственная политика,
заменяющая схему «ассимиляции зарубежных технологий» означающую порочный
круг «импорт – производство – импорт» на схему – «импорт – ассимиляция –
инновация».
КНР на сегодняшний день реализовал наиболее удачную практику трансфера
технологий, получившую название «инновационного меркантилизма».
Цель Программы «Made in China 2025» сменить определяющий ярлык
«сделано в Китае» на «создано в Китае», превратив страну «из мировой
фабрики в планетарную лабораторию».
#Андиева#БОСИ
8

9.

Актуальность. Цифровой портрет мировой
экономики Digital Business
1.
2.
3.
4.
Рынок ИКТ Китая имеет собственные аналоги американских гигантов –
это крупнейшая телекоммуникационная компания Tencent, поисковик
Baidu, и аналог Twitter – Weibo, и месседжеры QQ и WeChat, гигантский
интернет-магазин Alibaba с платежной системой Alipay, Xiaomi Tech со
своей версией Android, полностью независимой от Google.
Из страны постепенно вытесняются гранды мирового рынка – Cisco
Systems Inc., Apple Inc., Intel, McAfee, HP и Citrix Systems. ИКТ-индустрия
Китая – мировой чемпион по экспорту.
За истекшие 18 лет объем экспортируемых КНР «товаров» ИКТ вырос
более чем в 16 раз.
По мнению зарубежных экспертов, КНР сегодня – единственное
государство, способное построить отечественный Интернет.
#Андиева#БОСИ
9

10.

Актуальность. Цифровой портрет мировой
экономики Digital Business
5.
6.
7.
В 2015 году анонсировано создание собственной операционной
системы: в целях технологической безопасности национальная
операционная система NeoKylin для правительства Китая должна
заменить Windows, выглядит как Windows XP и базируется на Linuxдистрибутиве Fedora. Для китайского рынка существует как минимум
еще одна операционная система – Ubuntu Kylin, базирующаяся на
дистрибутиве Ubuntu от компании Canonical.
Осуществлен запуск национальной платежной системы CIPS (China
International Payments System – альтернативы системе международных
банковских переводов SWIFT. Что привело к тому что по данным SWIFT
юань впервые поднялся на четвертое место среди мировых валют по
частоте пользования, опередив японскую иену.
Национальные гиганты ИКТ – Huawei, Lenovo, ZTE, Xiaomi, Inspur пока в
основном заточены на доработку и совершенствование инноваций.
Но, они объявляют «перезагрузку стратегии – курс на ПРОРЫВ!».
#Андиева#БОСИ
10

11.

Актуальность. Цифровой портрет мировой
экономики Digital Business
8.
9.
В рассматриваемой перспективе китайские эксперты отрасли считают,
что страна способна «обогнать мир на вираже», «занять командные
высоты» на инновационном поле ИКТ, в том числе в цифровой
трансформации промышленности.
Проект «Интернет+» ориентирован на построение к 2049 году – 100
летнему юбилею КНР – информационного общества и определяет
активное строительство Интернет-экономики – «Цифровой апгрейд»,
который означает, что без тотальной информатизации не может быть и
модернизации. На уровне правительства Интернет сегодня именуется
«спасителем экономики».
Цель Программы «Made in China 2025» сменить определяющий ярлык
«сделано в Китае» на «создано в Китае», превратив страну «из мировой
фабрики в планетарную лабораторию».
#Андиева#БОСИ
11

12.

Актуальность. Цифровой портрет мировой
экономики Digital Business
В апреле 2014 году ведущие немецкие и американские инженеры
объединились для ускорения решения сложнейших задач цифровизации
промышленного сектора экономики, главным образом в наиболее
значимых для сохранения устойчивого лидерства – в авиастроении и
машиностроении.
Текущие инициативы Advanced Manufacturing Program и Industry 4.0, во
главе с США и Германией соответственно, были пересмотрены с целью
определения областей для совместных усилий и подготовки
промышленности для технологических и трудовых ресурсов требованиям
производства будущего.
#Андиева#БОСИ
12

13.

Актуальность. Цифровой портрет мировой
экономики Digital Business
Отличительной чертой программ является то, что драйвером развития США
является аутсорсинг в странах-производителях, учитывая низкие цены на
естественные ресурсы. Что в значительной мере делает США экспортерам
высокотехнологичных решений в сырьевые экономики, с высокой
эффективностью извлечения прибыли за счет ключевого фактора –
высокого уровня управления всей глобальной цепочкой стоимости с
размещением производств в-третьих странах.
Второе направление, поддерживающее стратегию цифрой трансформации
промышленности США – возврат в страну производств, которое
предполагает сосредоточение высокотехнологичных инновационных
продуктов и услуг в экономике США.
#Андиева#БОСИ
13

14.

Актуальность. Цифровой портрет мировой
экономики Digital Business
Германия, как исторически сложилось, является лидером
высокотехнологичных инженерных решений испытывает проблему
старения работоспособного населения, при том, что придерживается
мнения об уверенном сохранении производства в стране. Что аналогично
предполагает сосредоточение высокотехнологичных высококонкурентном
продуктов и услуг в регионе стран Евросоюза.
Согласно стратегии «Communication from the commission Europe 2020. A
strategy for smart, sustainable and inclusive growth»
перспектива выхода из глобального экономического кризиса «не имеющего
прецедента в нынешнем поколении» и стабильного устойчивого роста
двадцати семи экономик Евросоюза, видится прежде всего в Smart growth –
развитии экономики, основанной на знаниях и инновациях.
#Андиева#БОСИ
14

15.

Актуальность. Цифровой портрет мировой
экономики Digital Business
«Мир стоит на пороге новой, самой масштабной по скорости и охвату,
волны цифровой революции. Она существенным образом изменит
устройство глобальной экономической системы. Как всегда, при
колоссальных изменениях, появляются огромные возможности для
создания стоимости и вызовы, ответ на которые может означать
победу или проигрыш в конкурентной борьбе. Причем не только на уровне
отдельных компаний или отраслей, но и на уровне стран»
[https://vk.com/doc59079475_437565104?has
h=b8b69e19eb80f526f2&dl=e315e8f07a43f98
ff0].
#Андиева#БОСИ
15

16.

Актуальность. Цифровой портрет мировой
экономики Digital Business
Развитие кибер-физического мира на пороге цифровой революции
#Андиева#БОСИ
16

17.

Актуальность. Цифровой портрет мировой
экономики Digital Business
Выгоды цифровизации
#Андиева#БОСИ
17

18.

Актуальность. Цифровой портрет мировой
экономики Digital Business
Industry 4.0 «меняет бизнес в четырех направлениях: через ожидания
потребителей, совершенствование продукции, коллективные
инновации и новые формы организации производства – конкуренция
смещается из области издержек в сферу инноваций,
клиентоориентированности и качества».
#Андиева#БОСИ
18

19.

Актуальность. Цифровой портрет мировой
экономики Digital Business
Internet of Everything
#Андиева#БОСИ
19

20.

Актуальность. Цифровой портрет мировой
экономики Digital Business
IoT и «Умный завод»
#Андиева#БОСИ
20

21.

Актуальность. Цифровой портрет мировой
экономики Digital Business
Industry 4.0
#Андиева#БОСИ
21

22.

Актуальность. Цифровой портрет мировой
экономики Digital Business
Основные немецкие компании-разработчики, предлагающие наиболее
«продвинутые» решения Industry 4.0:
1. BOSCH: http://www.bosch.de/de/de/startpage_1/country-landingpage.php;
2. FESTO: https://www.festo.com/cms/ru_ru/index.htm;
3. SAP AG: http://go.sap.com/index.html, в том числе готовые решения для
нефтегазовой отрасли http://go.sap.com/cis/solution/industry/oil-gas.html;
4. Siemens: https://www.siemens.com/ru/ru/home.html в том числе готовые
решения для нефтегазовой отрасли
https://w3.siemens.ru/images/dfpd/Industry%20solutions/OG_solutions.pdf;
5. TRUMPF GROUP: http://www.trumpf.com/de.html;
6. WITTENSTEIN: http://www.wittenstein.de/de-de/.
#Андиева#БОСИ
22

23.

Актуальность. Цифровой портрет мировой
экономики Digital Business
Пример Инициативы SAP:
1. «Общие цели и персональная ответственность» — системное внедрение новых
методов государственного управления на базе современных информационных
технологий (система оптимизации органов госвласти должна обеспечить
прозрачность полномочий и целей органов власти, управление показателями
их эффективности, а также интеграцию целей с деятельностью госслужащих на всех
уровнях);
2. «Цифровая экономика» — создание современной системы макроэкономического
анализа и прогнозирования (ИТ в этом случае помогают в оценке экономической
ситуации и находят применение при разработке сценариев развития национальной
экономики);
3. «Баланс надзора и бизнеса» — внедрение риск-ориентированного подхода
в государственном контроле;
4. «Освоение территорий» — модернизация автомобильных дорог России; «Арктика» —
интегрированная платформа для развития Северного морского пути;
http://www.cnews.ru/news/line/2016-06#Андиева#БОСИ
08_sap_predstavila_10_initsiativ_dlya_razvitiya_ekonomiki
23

24.

Актуальность. Цифровой портрет мировой
экономики Digital Business
Инициативы предложенные SAP:
5. «Модернизация промышленности и ОПК» — цифровая трансформация российской
промышленности и ОПК с применением новой модели производственноэкономических отношений с целью долгосрочного партнёрства государства и ОПК;
6. «Предупреждён — вооружён» — развитие системы распределённых ситуационных
центров для эффективного реагирования на новые виды угроз;
7. «Активное долголетие или долгая старость» — переход от разового оказания
медицинской помощи к постоянному медицинскому сопровождению человека, а
также к формированию профилактической медицины;
8. «Образование без границ» — активная интеграция в процессы трансформации сферы
образования, учитывая при этом глобализацию данного рынка;
9. Энергоэффективность» — использование единой информационно-аналитической
платформы, базирующейся на хранилище энергоданных и содержащей объективные
показатели расхода
http://www.cnews.ru/news/line/2016-06#Андиева#БОСИ
08_sap_predstavila_10_initsiativ_dlya_razvitiya_ekonomiki
24

25.

Актуальность. Digital Business Transformation
Прагматические потребности бизнес-лидеров, прежде всего для управления
производительностью и эффективностью своих инвестиций в цифровые инструменты и
технологии.
Digital Business Transformation – организационные изменения бизнес-моделей за счет
цифровых технологий с целью повышения эффективности и производительности
B2B
Digital Technologies and Business Models за счет
B2C
технологических инноваций:
C2C
Аналитические инструменты и приложения,
Цифровой маркетинг
в том числе «большие данные»;
Пример – падение компании Kodak от
Мобильные инструменты и приложения;
положения доминирования на рынке, до ее Платформы для создания разделяемых
окончательного провала. Kodak не был
цифровых возможностей, таких как
инновационным???!! Первая в мире
облачные решения и приложения торговых
цифровая камера была разработка
площадок;
компанией в 1975 году, и это сделало
Социальные средства массовой
крупные инвестиции в цифровые
информации и приложения;
возможности на протяжении 1980-х годов и
1990-е годы. Kodak не удалось остаться
Интернет вещей, в том числе подключенных
лидером в первую очередь потому, что он
устройств и «умных» сетей.
был не в состоянии сделать необходимые
Cisco report - US$19 trillion в Internet of
корректировки, чтобы адаптироваться к
Everything (IoE), основное развитие 2013 до
новым рынкам и изменяющимся
#Андиева#БОСИ
25
2022.
требованиям заказчика.

26.

Актуальность. Digital Business Transformation
Каковы ваши выходы на рынок? Насколько
Business Model (how you make money) актуальна Э-торговля?
Где большая часть вашего дохода и прибыли?
Каковы ваши основные сегменты клиентов и
должны ли они меняться?
Чем вы значимо отличаетесь от конкурентов?
Насколько актуальны отличия в будущем?
Какой у вас тип организационной структуры?
Structure (how you are organized) Каков баланс между местным и глобальным
принятия решений?
Где сконцентрированы аспекты "цифровых
технологий" в вашей организации?
Являются ли они эффективными?
Могут ли опытные сотрудники принять
People (the people who work for you) изменения и какая их часть?
Могут ли лидеры принять изменения?
Какие новые возможности необходимы? Как и
где вы будете приобретать новых сотрудников?
#Андиева#БОСИ
26

27.

Актуальность. Digital Business Transformation
Processes (how you do things)
В какой степени ваши процессы автоматизированы и
оцифровывается?
В какой степени ваши процессы соответствуют всей
вашей организации?
В какой степени ваши процессы способны к
адаптации к изменениям?
IT Capability
Насколько эффективна ваша ИТ-инфраструктура: основные
(Как собирать и управлять
системы, сети, базы данных.
информацией)
Является ли она в состоянии поддерживать свои цифровые
амбиции?
Насколько эффективен ваш IT-имидж: веб-сайты, мобильные
сайты, медиа?
Насколько эффективна ваша система управления
взаимоотношениями с клиентами?
У вас есть четкая ИТ-стратегия связана с корпоративной
стратегией?
Есть ли у вас проблемы с мониторингом активов, при том что у
вас достаточно данных?
Есть ли у вас проблемы с мониторингом активов, при том что у
вас не достаточно данных?
#Андиева#БОСИ
27

28.

Актуальность. Digital Business Transformation
Offerings (your products and Как в цифровой форме включены ваши продукты?
Как в цифровой форме включены ваши услуги?
services)
Engagement Model
(how you engage with
customers, suppliers,
etc.)
Насколько устойчивы ваши отношения с клиентами?
Сколько клиентов имеют с вами электронную связь –
есть веб, мобильный, почта, скайп? Как часто вы общаетесь с
ними?
Насколько лояльны ваши клиенты?
#Андиева#БОСИ
28

29.

Актуальность. Digital Business Transformation
Digital Business Agility – гибкость, мобильность бизнеса
Hyperawareness – гиперчувствительность к
изменениям внешней среды основанная на
«гиперзнаниях».
Informed decision making –
информированность для принятия решений
– возможность активно
анализировать информацию, которая
приходит через «гиперзнания».
Fast Execution – быстрое реагирование
основанное на принятии решений,
основанных на «гиперзнаниях».
http://www.imd.org/uupload/IMD.WebSite/DBT/Digital%20Business%20Transformation%20Framework.pdf
#Андиева#БОСИ
29

30.

Актуальность. Digital Business Transformation
Digital Technologies and Business Models за счет технологических инноваций:
Аналитические инструменты и приложения, в том числе «большие данные»;
Мобильные инструменты и приложения;
Платформы для создания разделяемых цифровых возможностей, таких как
облачные решения и приложения торговых площадок;
Социальные средства массовой информации и приложения;
Интернет вещей, в том числе подключенных устройств и «умных» сетей.
Актуальность СИ – управление
технологическим прогрессом
#Андиева#БОСИ
30

31.

Системная инженерия как методология
создания сложных систем
Общая теория систем (теория систем) — научная и методологическая
концепция исследования объектов, представляющих собой системы.
Системная инженерия
Программная инженерия
Ключевое понятие – система (от др.-греч. σύστημα — целое, составленное из
частей; соединение) — множество элементов, находящихся в отношениях и
связях друг с другом, которое образует определённую целостность, единство.
Системная инженерия тесно связана с системным подходом и является
конкретизацией его принципов и методов.
Первый вариант общей теории систем был выдвинут Людвигом фон
Берталанфи. Его основная идея состоит в признании изоморфизма законов,
управляющих функционированием системных объектов
#Андиева#БОСИ
31

32.

Системная инженерия как методология
создания сложных систем
Усложняются не только системы, но и деятельность по их созданию.
Программная инженерия – это область компьютерной науки и
технологии, которая занимается построением программных систем,
настолько больших и сложных, что для этого требуется участие
слаженных команд разработчиков различных специальностей и
квалификаций.
#Андиева#БОСИ
32

33.

Системная инженерия как методология
создания сложных систем
СИ — междисциплинарный подход и средства для создания успешных
систем; междисциплинарный подход, охватывающий все технические
усилия по развитию и верификации интегрированного и
сбалансированного в жизненном цикле множества системных решений,
касающихся людей, продукта и процесса, которые удовлетворяют
потребности заказчика [Systems Engineering Handbook, version 2a. INCOSE,
2004].
CИ – 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 [Проект «Промышленный и технологический форсайт
Российской Федерации на долгосрочную перспективу»
http://www.minpromtorg.gov.ru/reposit/minprom/actions/foresight/Standar
ty_sistemnoj_inzhenerii.pdf]
#Андиева#БОСИ
33

34.

Системная инженерия как методология
создания сложных систем
Системная инженерия – междисциплинарный подход и средства,
необходимые для создания успешных систем
Под успешной понимается такая система, которая способна
удовлетворить потребности и нужды клиентов, пользователей и других
заинтересованных сторон [Guide to the Systems Engineering Body of
Knowledge, version 1.1 _April_2013 (SEBoK)].
The Guide to the Systems Engineering Body of Knowledge
(SEBoK) составляет Body of Knowledge and Curriculum to Advance Systems
Engineering (BKCASE) (project). Свод знаний и учебный план …..развития,
разработки, эволюционирование…. Advanced Systems Engineering
Следует читать!
V_1.6_SEBoK_March_2016
http://sebokwiki.org/wiki/Download_SEBoK_PDF
#Андиева#БОСИ
34

35.

Системная инженерия как методология
создания сложных систем
СИ – междисциплинарный подход и средства, реализации успешных
систем.
СИ фокусируется на целостном и взаимном понимании потребностей
заинтересованных сторон; изучении возможностей; документировании
требований; синтезе, верификации, проверки и эволюции решений при
рассмотрении полной задачи, от поиска концепции системы да
утилизации системы.
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 [Guide to the Systems Engineering Body of Knowledge, version
V_1.6_SEBoK_March_2016 (SEBoK)].
Определение гармонизировано с ISO/IEC/IEEE. 2010. Systems and Software Engineering System and Software Engineering Vocabulary (SEVocab). Geneva, Switzerland: International
Organization for Standardization (ISO)/International Electrotechnical Commission (IEC)/ Institute
of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). ISO/IEC/IEEE 24765:2010
#Андиева#БОСИ
35

36.

Системная инженерия как методология
создания сложных систем
СИ – междисциплинарный подход, регулирующий общие технические и
управленческие усилия, необходимые для преобразования набора
потребностей клиентов, ожиданий и ограничений в решение и
поддержки этого решения на протяжении всего ЖЦ [ISO / IEC / IEEE 2010]
Системный инжиниринг объединяет все дисциплины и
специализированные группы в усилия команды, образуя
структурированный процесс развития, который исходит от концепции до
производства, до эксплуатации.
Системный инжиниринг рассматривает как бизнес и технические
потребности всех клиентов с целью предоставления качественного
продукта, который отвечает потребностям пользователей [INCOSE 2012]
#Андиева#БОСИ
36

37.

Системная инженерия как методология создания
сложных систем. Фундаментальные отличия
Гарантия. Специфическое определение гарантии как основания для
обоснованной уверенности…. Чем больше степень зависимости от
системы, тем сильнее необходимость в веских основаниях для
уверенности….[ГОСТ Р ИСО/МЭК 15026-1-2016].
Гарантия относится к вопросам: 1) будет ли система или программное
обеспечение в том виде, как это задано в спецификации, отвечать реальным
нуждам и соответствовать ожиданиям; 2) будет ли соответствовать или
соответствует ли система в том виде, как она построена и как эксплуатируется,
спецификации; либо к обоим случаям, 1) и 2).
#Андиева#БОСИ
37

38.

Системная инженерия как методология создания
сложных систем. Фундаментальные отличия
‒ гарантийный случай, случай гарантии (assurance case): Создаваемый
обоснованный проверяемый артефакт, подтверждающий, что
удовлетворяется претензия верхнего уровня (или совокупность претензий),
включая поддерживающие претензию систематическую аргументацию и ее
явные предположения [ГОСТ Р ИСО/МЭК 15026-1-2016]
‒ гарантия, гарантирование (assurance): Основание для утверждения, что
требование выполнено или будет выполнено [ГОСТ Р ИСО/МЭК 15026-12016]
‒ гарантия качества (quality assurance): Все запланированные и
систематические действия, выполняемые в рамках системы качества и
продемонстрированные надлежащим образом для обеспечения
соответствующей уверенности в том, что объект полностью удовлетворяет
требованиям к качеству [ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-2010]
1 Существуют как внутренние, так и внешние цели гарантии качества:
a) внутренняя гарантия качества: в пределах организации гарантия качества обеспечивает
уверенность руководству организации; b) внешняя гарантия качества: в контрактных ситуациях
гарантия качества обеспечивает уверенность заказчику или другим сторонам.
2 Некоторые действия по управлению качеством и гарантии качества взаимосвязаны.
3 До тех пор, пока требования к качеству полностью не удовлетворяют потребностям пользователя,
#Андиева#БОСИ
38
гарантия качества не может обеспечить необходимой
уверенности.

39.

Системная инженерия как методология создания
сложных систем. Фундаментальные отличия
‒ функциональная надежность (dependability): Собирательный термин,
используемый для описания эксплуатационной готовности и влияющих
на нее факторов: показатель надежности, показатель
ремонтопригодности и показатель технического обслуживания [ГОСТ Р
ИСО/МЭК 15026-1-2016]
1 Термин "надежность" применяется только для общего неколичественного
описания.
2 В ИСО/МЭК 25010 отмечено, что "характеристики функциональной
надежности включают в себя готовность и свойственные ей или внешние
факторы влияния, такие как надежность, отказоустойчивость,
восстанавливаемость, целостность, защищенность, сопровождаемость,
долговечность и поддержка технического обслуживания".
3 Надежность рассматривается в нескольких стандартах (например, МЭК 60050191 и МЭК 60300-1:2003), а кроме того, многие стандарты посвящены качеству
надежности.
#Андиева#БОСИ
39

40.

Системная инженерия как методология создания
сложных систем. Фундаментальные отличия
‒ базовая линия (baseline): Спецификация или продукт, которые были
официально рассмотрены и согласованы с тем, чтобы впоследствии
служить основой для дальнейшего развития, и которые могут быть
изменены только посредством официальных и контролируемых процедур
изменения [ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-2010]
‒ требование (requirement): Утверждение, которое отражает или выражает
потребность и связанные с ней ограничения и условия.
Требования существуют на различных уровнях и выражают потребность в
высокоуровневой форме (например, требование компонента программного
обеспечения) [ИСО/МЭК/ИИЭР 29148:2011]
#Андиева#БОСИ
40

41.

Системная инженерия как методология создания
сложных систем. Фундаментальные отличия
‒ претензия, требование (claim): Утверждение типа "истина/ложь" о
выполнении ограничений на значения однозначно определенных свойств
(называемых связанными с претензией свойствами), а также ограничений
на неопределенность значений свойств в пределах этих ограничений в
случае применимости претензии при указанных условиях [ГОСТ Р ИСО/МЭК
15026-1-2016]
‒ компромисс (trade-off): Действия по принятию решений, в ходе которых
производится выбор из различных требований и альтернативных решений
на основе конечной выгоды правообладателей [ГОСТ Р ИСО/МЭК 15026-12016]
#Андиева#БОСИ
41

42.

Системная инженерия как методология создания
сложных систем. Фундаментальные отличия
‒ квалификация (qualification): Процесс демонстрации, определяющий,
способен ли какой-либо объект полностью удовлетворять заданным
требованиям [ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-2010]
‒ квалификационное требование (qualification requirement): Совокупность
критериев или условий, которые должны быть удовлетворены для того,
чтобы квалифицировать программный продукт как соответствующий
спецификациям и готовый для применения в заданном окружении или
интеграции с системой, для которой он предназначен [ГОСТ Р ИСО/МЭК
12207-2010]
‒ квалификационное тестирование (qualification testing): Тестирование,
проводимое разработчиком и санкционированное приобретающей
стороной (при необходимости) с целью демонстрации того, что
программный продукт удовлетворяет спецификациям и готов для
применения в заданном окружении или интеграции с системой, для
которой он предназначен [ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-2010]
#Андиева#БОСИ
42

43.

Системная инженерия как методология
создания сложных систем. Значимые отличия
Заинтересованные стороны. На протяжении всего ЖЦ систем и ПО
заинтересованные стороны либо влияют на процессы ЖЦ, либо
испытывают их влияние на себе.
‒ ЗС могут получать выгоду, терпеть убытки, накладывать ограничения или,
иными словами, испытывать интерес к системе, следовательно, именно они
предъявляют требования к системе.
‒ К ЗС можно отнести лиц, не являющихся непосредственными пользователями.
‒ Злоумышленник, который, несомненно, налагает ограничения или
испытывает интерес к системе.
‒ ЗС не только владельцы и пользователи системы, но также разработчики и
операторы, которые должны определять требования к разработке и
эксплуатации системы [ГОСТ Р ИСО/МЭК 15026-1-2016].
#Андиева#БОСИ
43

44.

Системная инженерия как методология создания
сложных систем. Фундаментальные отличия
‒ правообладатель (stakeholder): Лицо или организация, имеющие
право, долю, требование или интерес в системе или в обладании ее
характеристиками, удовлетворяющими ее потребности и ожидания
‒ пользователь (user): Лицо или группа лиц, извлекающих пользу из
системы в процессе ее применения
‒ оператор (operator): Какой-либо объект, осуществляющий работу
системы
Роль оператора и роль пользователя могут возлагаться одновременно или
последовательно на одно и то же лицо или организацию.
«Объект» означает лицо или организацию.
‒ разработчик (developer): Организация, которая выполняет разработку
задач (в том числе анализ требований, проектирование, приемочные
испытания) в процессе жизненного цикла
«Разработчик» и «исполнитель» являются синонимами.
#Андиева#БОСИ
44

45.

Системная инженерия как методология создания
сложных систем. Фундаментальные отличия
‒ сторона (party): Организация, участвующая в контракте
‒ заказчик (customer): Организация или лицо, получающие продукт или
услугу
Заказчик может быть внутренним или внешним по отношению к организации.
‒ приобретающая сторона (acquirer): Правообладатель, который
приобретает или получает продукт или услугу от поставщика
Приобретающей стороной может быть: покупатель, заказчик, владелец,
оптовый покупатель
– сопровождающая сторона (maintainer): Организация, которая
осуществляет деятельность по сопровождению [ГОСТ Р ИСО/МЭК
12207-2010]
#Андиева#БОСИ
45

46.

Системная инженерия как методология создания
сложных систем. Фундаментальные отличия
Система и продукт. «Система» включает в себя как продукты и услуги,
которые являются результатами процессов, так и ПО, системы, элементы
или компоненты ПО.
Ориентировано на системы, произведенные в результате процессов, хотя бы
частично управляемых человеком или искусственно, его также допускается
использовать для уменьшения неопределенности зависимости системы от
природных явлений [ГОСТ Р ИСО/МЭК 15026-1-2016].
#Андиева#БОСИ
46

47.

Системная инженерия как методология создания
сложных систем. Фундаментальные отличия
– процесс (process): Совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих
видов деятельности, преобразующих входы в выходы [ГОСТ Р ИСО/МЭК
15026-1-2016]
– представление процесса (process view): Описание того, как указанная
цель и совокупность результатов могут быть достигнуты с
использованием действий и задач существующих процессов
– цель процесса (process purpose): Цель высокого уровня выполнения
процесса и вероятные выходы эффективной реализации процесса
– выход процесса (process outcome): Наблюдаемый результат успешного
достижения цели процесса
Формулировка выхода процесса описывает один из следующих результатов:
изготовление какого-либо артефакта; существенное изменение состояния;
удовлетворение заданных ограничений, например требований, конечных
целей и т.п.
– продукт (product): Результат процесса
– услуга (service): Выполнение действий, работы или обязанностей,
связанных с продуктом
#Андиева#БОСИ
47

48.

Системная инженерия как методология создания
сложных систем. Фундаментальные отличия
– система (system): Комбинация взаимодействующих элементов,
организованных для достижения одной или нескольких поставленных
целей
1 Систему можно рассматривать как продукт или предоставляемые услуги.
2 На практике интерпретация значения термина часто уточняется.
– элемент системы (system element): Представитель совокупности
компонентов, образующих систему
Элемент системы - это дискретный компонент системы, который может быть реализован
для выполнения определенных требований.
Элемент системы может представлять собой аппаратные средства, программное обеспечение,
данные, людей, процессы (например, процессы для предоставления услуг пользователям),
процедуры (например, инструкции оператору), средства, материалы и естественные объекты
(например, вода, организмы, полезные ископаемые) или любую их комбинацию [ИСО/МЭК
15288:2008]
– программная составная часть (software item): Исходный код, объектный
код, контрольный код, контрольные данные или совокупность этих
составных частей
Программная составная часть может рассматриваться как системный элемент.
– программный блок (software unit): Отдельная компилируемая часть кода
#Андиева#БОСИ
48

49.

Системная инженерия как методология создания
сложных систем. Фундаментальные отличия
Уровень целостности.
– уровень целостности (integrity level): Требования системы, продукта или
элемента, содержащие в себе ограничения значений свойства, область
применения требований и допустимую неопределенность достижения
требований.
Как правило, целью является поддержка ограничений значений свойств, связанных с
соответствующими аспектами, что приводит к удержанию системных рисков в
определенных рамках. Адаптировано из ИСО/МЭК 15026:1998.
– требования уровня целостности (integrity level requirements): Набор
определенных требований, предъявляемых к характеристикам системы,
продукта или элемента, и связанных с ними аспектов, необходимых для
достижения заданного уровня целостности (то есть выполнения условий) при
удовлетворении ограничений на неопределенности, включая получение
необходимых доказательств.
ИИЭР 1012:2004 определяет уровень целостности как "значение, представляющее
уникальные для проекта характеристики (например, сложность программного
обеспечения, критичность, риск, уровень защищенности, уровень безопасности, требуемая
производительность, надежность), которые и определяют важность программного
обеспечения для пользователя". То есть уровень целостности является значением свойства
целевого программного обеспечения.
#Андиева#БОСИ
49

50.

Системная инженерия как методология создания
сложных систем. Фундаментальные отличия
Свойство. Связывает гарантию с требованиями к свойствам системного или
программного продукта.
‒
‒
‒
Свойство может включать в себя условие, характеристику, атрибут, качество, особенность,
измерение или последствие.
Свойства могут быть неизменными или зависимыми от времени, ситуации или предыстории.
Свойство прямо или косвенно относится к системе или системам и поэтому связано с
соответствующими требованиями.
Свойства как поведение. Требования к свойствам могут быть требованиями к
свойствам в прошлом, настоящем или будущем.
В связи с этим поведение системы в будущем и последствия зачастую являются
принципиальными вопросами гарантии системы.
Во время выполнения операций связанные с поведением свойства могут быть формально
определены как комбинация следующих факторов:
- ограничение на разрешенные состояния системы (иногда называемое "свойством
безопасности");
- состояния системы, которые должны быть достигнуты и требуют прогресса или завершения
("свойство живучести");
- ограничения на потоки или взаимодействия, требования на ограничения разделения.
На практике свойства нетривиальны и имеют модульную структуру, связаны со временем и
начальным состоянием (состояниями), а также с изменениями состояния, связанными с
взаимодействием системы или программного обеспечения со средой.
#Андиева#БОСИ
50

51.

Системная инженерия как методология создания
сложных систем. Фундаментальные отличия
Неопределенность и уверенность. «Неопределенность» используется как
объединяющий термин, который включает в себя отсутствие уверенности в том, что
можно вероятностно смоделировать неопределенность.
– Неопределенность может включать в себя нечеткие понятия, которые могут быть
смоделированы без использования вероятности.
– Некоторые сообщества ограничивают использование этого термина прогнозами
будущих событий, реализованными или физическими измерениями с
неизвестными результатами.
Степень уверенности, которая могла бы возникнуть или уже возникла на основе
конкретного гарантийного случая, может быть различной для разных людей,
организаций и ситуаций.
Чем меньше неопределенность в претензии для гарантийного случая, тем выше
степень обоснованной уверенности.
В гарантийный случай иногда включаются последствия.
#Андиева#БОСИ
51

52.

Системная инженерия как методология создания
сложных систем. Фундаментальные отличия
1. Условия и инициирующие события.
2. Неопределенность и уверенность.
#Андиева#БОСИ
52

53.

Системная инженерия как методология создания
сложных систем. Фундаментальные отличия
– последствие (consequence): Эффект (изменение или отсутствие
изменения), как правило, связанный с событием, состоянием или
системой и, как правило, допускаемый, обусловленный,
предотвращенный или измененный событием, состоянием или системой
либо способствующий им.
– негативное последствие (adverse consequence): Нежелательное
последствие, связанное с ущербом.
– желательное (или положительное) последствие (desirable (or positive)
consequence): Последствие, результатом которого является выгода или
преимущество либо предотвращение негативного последствия.
– дефект (error): Недопустимое состояние системы.
– ошибка (fault): Недостаток в системе или ее представлении, при активации
(при выполнении) которого система может перейти в недопустимое
состояние.
#Андиева#БОСИ
53

54.

Системная инженерия как методология создания
сложных систем. Фундаментальные отличия
– атака (attack): Злонамеренное воздействие на систему или
взаимодействие с системой или ее средой при наличии потенциала
проявления дефекта или ошибки (а следовательно, и возможного отказа)
или другого негативного последствия.
– нарушение (violation): Поведение, действие или событие системы,
выходящие за рамки требуемых свойств или требований.
– отказ (failure): Прерывание способности объекта выполнять требуемую
функцию или невозможность выполнения им заданной функции в заранее
установленных границах.
– систематический отказ (systematic failure): Отказ, который определенным
образом относится к конкретной причине, которая может быть устранена
только путем изменения проекта, производственного процесса,
операционных процедур, документации или других связанных с ними
факторов.
– риск (risk): Функция вероятности возникновения заданной угрозы и
потенциально неблагоприятных последствий возникновения этой угрозы.
#Андиева#БОСИ
54

55.

Системная инженерия как методология создания
сложных систем. Фундаментальные отличия
– ответственный за систему (approval authority): Человек (люди) и/или
организация (организации), ответственные за утверждение действий,
артефактов и других аспектов системы во время ее жизненного цикла.
– ответственный проектировщик (design authority): Человек или
организация, которые отвечают за проектирование продукта.
– ответственный за обеспечение целостности (integrity assurance
authority): Независимый человек или организация, ответственные за
сертификацию соответствия требованиям уровня целостности.
#Андиева#БОСИ
55

56. Принципы системной инженерии

1.
2.
Переход от редукционистского к системному подходу.
Переход от структуры к поведению («…что происходит в системе — это её
изменения во времени, ...нужно рассматривать изменения во времени и
взаимодействия, разворачиваемые во времени»).
3. Переход от одной группы описаний ко множественности групп описаний.
4. Переход от рабочего проектирования (модель – код) к обязательному
предварительному архитектурному.
«Вместо того, чтобы сразу работать с «кодом» программ…и прочими
реализационными описаниями систем, для начала нужно сделать сущностное,
не зависящее от деталей реализации описание создаваемой системы:
архитектуру. Архитектура описывает основные подсистемы и их
взаимодействие в языке, свободном от деталей реализации.
Одной архитектуре может соответствовать множество разных реализаций.
Архитектура более живуча, чем её реализации».
#Андиева#БОСИ
56

57. Принципы системной инженерии

5.
6.
7.
Переход от непосредственной реализации к моделецентричной
реализации (все ошибки убираются на этапе моделирования, а не на
этапе реального воплощения ...).
Переход от документоцентризма к датацентризму (… работа с
изменениями должна вестись в терминах отдельных данных, а не
«документов»).
Переход от работы «для одного хозяина» к работе со множеством
заинтересованных сторон.
Переход от «проверки» к раздельным верификации к
валидации.
Верификация – проверка на соответствие формальным требованиям.
Валидация — проверка того, что требования конкретного внешнего
потребителя или пользователя продукта, услуги или системы могут быть
удовлетворены.
8.
#Андиева#БОСИ
57

58. Принципы системной инженерии

Переход от методов жесткого планирования к использованию гибких
методов.
10. Переход от «технологического конвейера» к «заказам-поставкам»
Процесс управления ЖЦ не «конвейер» - выполнение серии
технологически предписанных работ (в теории управления
организационными процессами это называют «оркестровка»… В жизни
независимые действующие лица участвуют в процессе, выполняют
контракт на оказание услуги по своей части – в теории управления
организационными процессами это называют «хореография».
9.
Платформа Jazz. Функциональность сервиса поддерживается многими
продуктами IBM Rational, включая Team Concert для планирования
проекта, мониторинга прогресса и отчетности: «От развития до
развертывания ... и все между ними».
JazzHub - это процесс разработки ПО как сервис.
Университеты (преподаватели, студенты) могут использовать его бесплатно
в образовательных целях.
Облачный сервис JazzHub: https://hub.jazz.net/
#Андиева#БОСИ
58

59. Принципы системной инженерии

ПРОГРАММНАЯ ИНЖЕНЕРИЯ
Тестирование модулей
Детальный дизайн
Тестирование кода
СИСТЕМНАЯ ИНЖЕНЕРИЯ АИС
Тестирование интеграции компонентов АИС
Тестирование компонентов АИС
Архитектурные решения АИС
Требования к АИС
СИСТЕМНАЯ ИНЖЕНЕРИЯ
Тестирование системы в среде
Тестирование подсистем
Архитектура системы
Требования к системе
#Андиева#БОСИ
59

60. Принципы системной инженерии

Инженерный подход включает определение показателей назначения,
интеграцию инженерно-технических специалистов в работу по
формированию архитектуры, выявление необходимых процессов
жизненного цикла (ЖЦ), позволяющих сбалансировать
экономические, временные и функциональные требования.
[Проект «Промышленный и технологический форсайт Российской
Федерации на долгосрочную
перспективу».http://www.minpromtorg.gov.ru/reposit/minprom/actions/foresig
ht/Standarty_sistemnoj_inzhenerii.pdf]
#Андиева#БОСИ
60

61. САМОСТОЯТЕЛЬНО!

1)
2)
3)
4)
Системная инженерия. Историческая справка
Системная инженерия и традиционные инженерные
дисциплины
Системная инженерия и управление проектом
Системы, нуждающиеся в системной инженерии
#Андиева#БОСИ
61

62.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ !!!
Вопросы….
#Андиева#БОСИ
62