Виктор Николенко - Системная инженерия на раз-два

Можно выделить 12 последовательных этапов системно-инженерного процесса создания системы или продукта:

1. Маркетинговая оптимизация – информация по принятию решений на основе анализа и отбора наиболее сбалансированных решений по требованиям рынка.

2. Комплексное техническое планирование – формирование планов процессов и продуктов.

3. Управление требованиями – определение и управление требованиями, которые описывают желаемые характеристики системы.

4. Функциональный анализ – описание функциональных характеристик (что система должна делать), которые используются для получения требований.

5. Синтез – этап преобразования требований в физические решения верхнего уровня системы.

6. Управление интерфейсами – определение и управление взаимодействиями между компонентами в рамках системы или с другими системами.

7. Специализированная (тематическая) инженерия – анализ системы, требования, функции, решения с использованием специальных навыков и инструментов. Помощь в получении требований, синтезе решений, выборе альтернатив.

8. Верификация интеграции – проверка, что интеграция системы обеспечила требуемый уровень точности и идентичности.

9. Управление рисками и возможностями – определение, анализ и управление неопределенностями достижения требований программы.

10. Управление конфигурацией – установление описания и поддержка базовой версии системы, управление изменениями функциональных и физических свойств.

11. Проверка (верификация) и сертификация (валидация) системы. Верификация определяет, что требования к системе являются правильными. Валидация определяет, что реализованное решение отвечает утвержденным требованиям.

12. Инженерия жизненного цикла – включает управление разработкой продукта, передачу работ в производство, интегрированную поддержку логистики, технологическую производственную часть и вывод из эксплуатации. Используется стандартизация для постоянного улучшения эффективности процессов и инструментов СИ, включая документирование и изучение уроков проектов.

Процесс разработки СИ включает несколько итерационных (повторяющихся) циклов: цикл требований, цикл проектирования, цикл верификации (проверки), цикл управления.

1. Цикл требований помогает уточнить определение требований путем распределения функций по подсистемам и компонентам на различных уровнях.

2. Цикл проектирования включает итерационные приложения результатов функционального анализа и распределения для проектирования продукта, чтобы система в целом могла работать в соответствии со всеми заданными требованиями.

3. Цикл верификации включает проведение испытаний спроектированного продукта, его подсистем и компонентов для контроля того, что все требования выполняются на всех уровнях.

4. Цикл управления обеспечивает рассмотрение и анализ вопросов в нужное время, и принятие правильных решений. Контур управления обеспечивает обмен информацией со всем персоналом, участвующим в программе разработки продукта.

Один из вариантов представления процесса разработки в системной инженерии в виде взаимосвязанных итерационных петель обратной связи показан на рис. 4.

Циклы повторяются для изменения архитектуры и конфигурации продукта, чтобы достичь сбалансированного дизайна продукта (т.е. удовлетворительно отвечающего всему набору требований с компромиссными решениями между различными конструктивными соображениями).

В ходе разработки системы должны быть спланированы действия на последующих этапах жизненного цикла. Планируются этапы производства или строительства готовой продукции, эксплуатации и послепродажной поддержки, а также вывода из эксплуатации и утилизации. Это важно для скорейшей передачи системы потребителям и организации процесса возврата инвестиций.

Детальное описание особенностей реализации процесса разработки систем можно найти в представленном в конце книги рекомендательном списке литературы [2,3,8,9]. Далее будут представлены некоторые особенности этапов разработки системы.

Выявление свойств и характеристик будущей системы начинается с задачи маркетингового исследования рынка. Типовая постановка задачи маркетинга описывает потребности клиента, заявляет цели проекта, очерчивает предмет проблемы, определяет концепцию эксплуатации. Необходимо оценить требования заинтересованных сторон, характеристики системы, стоимость, примерный график выхода на рынок, потребное вспомогательное оборудование, технологические риски, структуру декомпозиции работ, вплоть до наличия исходных запчастей и готовности к ремонту.

Рыночная привлекательность продукта определяется набором его преимуществ. Например, для системы гражданского самолета это дальность, грузоподъемность, стоимость пассажиро-километра, вес, надежность, наличие послепродажного обслуживания, стоимость владения, и др. Критерии принятия решений на рынке могут быть назначены на основе качественных мер эффективности, которые учитывают голос клиента, и количественных показателей эффективности, которые оценивают голос инженеров.

У новой системы могут быть также нематериальные преимущества, которые нелегко измерить. К ним относятся улучшение экологичности, повышение лояльности клиентов, лучшее качество, лучшее обслуживание, большее удовлетворение работой сотрудников, и так далее. Эти факторы могут влиять на экономическую осуществимость системы.

Ожидаемые результаты маркетинговых исследований включают выбор концепции эксплуатации системы, архитектуры системы, производные требования (альтернативы функций, распределение требований). На их основе формируют верхний уровень требований к системе.

Требование – это утверждение, которое идентифицирует эксплуатационные, функциональные параметры, характеристики или ограничения проектирования продукта или процесса, которое однозначно, проверяемо и измеримо. Необходимо для приемки продукта или процесса (стандарт ISO/IEC 29148 «Разработка требований»).

Есть несколько причин, зачем нужны требования:

• Требования определяют цель программы, например, чтобы предложить хороший продукт на рынок и получить прибыль от реализации проекта.

• Требования определяют, что система должна делать, и управляют ее развитием.

• Требования определяют ограничения, связанные с реализацией проекта, а именно сроки, бюджет, персонал, применяемые технологии, соответствие требованиям законодательства, и т. д.