Анатолий Левенчук – Системная инженерия – 2022 (страница 11)
Такой подход многоуровневой конкретизации инженерного метода решает и традиционные проблемы классического подхода к инженерии как отдельной от менеджмента. В классической системной инженерии как инженерии сложных киберфизических систем обычно вынуждены описывать менеджмент проектов создания самолётов и подводных лодок как «системноинженерный менеджмент». Если понимать, что речь идёт об инженерии организации, которая будет заниматься созданием киберфизической системы, то это просто описание двух инженерных проектов в цепочке создания: создание киберфизической системы (самолёта или подводной лодки – концепция использования, use cases для них, архитектурные решения, и т.д.) и создания организации проекта (стратегия этой организации как концепция использования и use cases организации/команде/коллективу/предприятия/«производственной кооперации» проекта, решения по концепции системы, архитектурные решения для предприятия как архитектурные решения по организации проекта, и т.д.). Эти проекты существенно связаны в части архитектуры целевой системы и организации (через закон Конвея и обратный манёвр Конвея), и эту связь реализуют архитекторы. Архитекторы целевой системы и организации согласуют их архитектуры и меняют их по мере развития целевой системы.
А чему учить тогда системных инженеров, например, классических киберфизических систем? Учить нужно так же многоуровнево:
• общей безмасштабной и непрерывной системной инженерии, это и есть предмет нашего курса/книги
• затем инженерии киберфизических систем (кругозорный уровень предметной области для какого-то эволюционного уровня),
• затем конкретизации этой инженерии для самолётов (конкретная предметная область, и это будет весьма разная инженерия для одномоторного одноместного самолёта и авиалайнера на три сотни пассажиров – domain), и доводят это до узкой практики, которая используется в конкретном проекте (и тут говорят про ограниченную предметную область, workflow/practice как bounded domain).
• и обязательно менеджменту, то есть организационной инженерии с конкретизацией для инженерных организаций в авиации.
При этом есть всегда надежда, что при знании общего подхода к инженерии (например, хорошего понимания дисциплины безмасштабной системной инженерии) обучение каким-то особенностям для какого-то класса систем не только займёт меньше времени, но и пригодится, когда будут происходить события техноэволюции. А они будут происходить! Скажем, когда самолёты вдруг будут заменяться или электросамолётами для ближних рейсов, или многоразовыми ракетами для дальних рейсов: основное знание «как создать киберфизическую систему» останется, но придётся поменять представления о том, что там нужно будет делать конкретно для изменившегося вида систем. А когда пойдут организационные изменения (а они обязательно будут!), то у инженера-авиастроителя будет понимание происходящего, хотя бы в общих чертах.
Ответственность системных
инженеров за целокупность систем. Фундаментальность/трансдисциплинарность системной инженерии
Ответственность за всю систему на многих уровнях как целое (whole system) и связанная c этим фундаментальность/трансдисциплинарность/transdisciplinarity подхода к другим инженериям (механической, электрической, программной, предприятия и т.д.) отличают системную инженерию от всех её частных/предметных/domain конкретизаций. Представим себе ледовую буровую платформу:
Сотни тысяч тонн металла, бетона, пластмассы, компьютеров (самих по себе сложно устроенных) и оптоволокна, необходимых расходных материалов, обученная вахта должны собраться вместе далеко в море среди льда. В строго определённый момент эта огромная конструкция должна начать согласованно работать – и не просто работать, а приносить прибыль и обеспечивать безопасность в части загрязнения окружающей среды и здоровья находящейся на платформе вахты, а также в чётком согласовании со службами берегового обеспечения (нефтепереработка, провайдеры связи, метеорологические службы, государственные надзоры по самым разным линиям и т.д.).
Какая инженерная/деятельностная/практическая/трудовая дисциплина должна учесть результаты работ всех других инженерных дисциплин, работающих на самых разных системных уровнях – собрать в единое целое данные ледовой обстановки, санитарных норм в помещениях для обслуживающего персонала, обеспечение электричеством попавших туда компьютерных серверов, необходимые характеристики этих серверов и программное обеспечение с нужными функциями и нужной надёжностью? Кто озаботится учётом в конструкции платформы изменений в длине металлоконструкций за счёт разницы суточных температур и одновременно установкой акустических датчиков на трубах, которые прослушивают шорох песка, чтобы по этому шороху нейросетевые алгоритмы определяли износ труб и предлагали редкий и нужный «ремонт по состоянию» вместо относительно частого и бесполезного «планового/профилактического ремонта»?
Системная инженерия как раз и является той дисциплиной, которая ответственна за обеспечение целостности в инженерном проекте: именно системные инженеры в их разных ролях проектируют нефтяную платформу как изменяющее мир к лучшему или хотя бы просто успешное (безопасное, надёжное, прибыльное, ремонтопригодное и т. д. – разным внешним проектным ролям нужно от этой платформы разное) целое, потом раздают части работы «прикладным инженерам»/«инженерам по специальностям» (инженерам-строителям, машиностроителям, инженерам-электрикам, компьютерщикам/айтишникам и т.д.), а затем собирают результаты их работ так, чтобы получить работоспособную и надёжную систему. Агенты, исполняющие роли прикладных инженеров самых разных специализаций по факту владеют на каком-то (кругозорном) уровне и системной инженерией, чтобы понимать происходящее в проекте как в части его целевой системы, так и в части организации проектной работы.
Это главный признак, отличающий системных инженеров «по роли» от всех других прикладных инженеров: они отвечают за целевую систему в целом, как в части деталей-частей (разные системные уровни требуют разных практик для работы с типовыми для них системами – с микросхемами работают не так, как с компьютерами, а с компьютерами не так, как с системами управления, в состав которых входят компьютеры), так и в части использования детальных знаний отдельных инженерных практик (разные свойства систем какого-то типа требуют знания разных практик: если вам нужно сделать корпус компьютера, то нужны и знания инженера-механика, чтобы корпус был прочным и лёгким, и знания инженера-теплотехника, чтобы компьютер не перегревался и корпус обеспечивал достаточную вентиляцию). Главная задача системного инженера – чтобы не было пропущено какой-нибудь мелочи, ведущей к провалу.
Авиалайнер – это много-много кусков металла и пластика, синхронно летящих вместе с людскими телами и чемоданами на скорости 900км/час (0.85 от скорости звука, это типовая скорость Boeing 787 Dreamliner) на высоте 11км. Системный инженер в его прикладной специализации «авиационный системный инженер» – это тот::роль, кто придумал, как обеспечить их надёжный и экономичный совместный полёт, увязав самые разные интересы самых разных ролей (грузоподъёмность, расход топлива, дальность полёта, шум при взлёте и посадке, ограничения по длине разбега и посадки, необходимость лёгкого обслуживания на земле, отсутствие обледенения, безопасность людей на борту, и т. д. и т.п.), при этом эти интересы отстаивались самыми разными исполнителями внешних проектных ролей, представлявшими самые разные профессиональные и общественные группы исполнителей тех или иных практик (экологи, военные, урбанисты, коммерсанты, и т.д., и т.п.). Для авиалайнера примерно шесть миллионов деталей замысливаются, проектируются, именуются, изготавливаются, проверяются, доставляются в одно место, собираются в одно изделие, принимаются как целый авиалайнер и продаются, в аэропорту эти собранные детали как одно целое обслуживаются, заправляются топливом и едой, заполняются пассажирами и грузом, диспетчируются на взлёт – и вот эти шесть миллионов деталей летят, обеспечивая комфорт пассажирам и прибыль владельцам.
Но это даже не вся история: авиазавод тоже делает и дальше развивает системный инженер! Элон Маск не боится компаний, которые делают прототипы электромобилей. Даже для ракет создать серийное производство ракет вдесятеро трудней, чем создать саму ракету. Для автомобилей создать производство автомобилей в сто раз трудней, чем создать автомобиль33. Это тоже делают (системные) инженеры::роль. Для любого производства киберфизической системы нужно учесть потребности внешних проектных ролей, разработать концепцию использования и концепцию системы, принять архитектурные решения, создать информационную модель с детальностью, достаточной для изготовления, далее выполнить все закупки комплектующих, построить завод, запустить/наладить его оборудование, нанять и обучить людей, потом управлять тем, чтобы этот завод работал «как машина» (несмотря на то, что работают на нём не только машины, но и люди). Это всё требует многоуровневого (системного) учёта мельчайших деталей нижних уровней.