Анатолий Левенчук - Системное мышление

Вот пример транспортной системы 86 86 Leidraadse (2008), Guideline Systems Engineering for Public Works and Water Management, 2 nd edition, http://www.leidraadse.nl/ :

В транспортной системе мы сначала можем обсуждать мультимодальные 87 87 https://ru.wikipedia.org/wiki/Мультимодальная_перевозка перевозки и конкуренцию независимых друг от друга транспортных систем. Так, трубопроводный транспорт конкурирует в перевозке нефти с железнодорожным транспортом – для их владельцев они враги-конкуренты в операционном окружении, но для желающего перевезти нефть из одной точки мира в другую они части одной мультимодальной транспортной системы (помним, что разные стейкхолдеры определяют системы по-разному, как им удобно для их деятельности. Хотя для совместной работы в команде проекта им придётся договориться). Когда мы обсуждаем транспортные системы – это планетарные масштабы, или масштабы какой-то страны.

В одной из подсистем транспортной системы можно выбрать для обсуждения железнодорожную систему – поезда, энергетику железной дороги, управление движением поездов и т. п. Если взять одну из подсистем железной дороги – систему железнодорожной станции, то в ней можно дальше рассмотреть её собственные подсистемы – систему, обеспечивающую посадку пассажиров, информационную вокзальную систему, систему обеспечения пассажиров питанием, систему продажи билетов. Часть этой системы продажи билетов – её подсистема автоматов по продаже билетов. Эти автоматы тоже каждый могут быть рассмотрены как отдельные системы. Винты, которые крепят печатную плату контроллера к корпусу этого автомата – это тоже системы. И даже в винтах можно найти разные части – головку с шлицами под отвёртки разной формы, резьбу.

Вот так, в одном абзаце и одной маленькой картинке мы проходим рассмотрение ситуации от планетарных или страновых масштабов до маленького винтика, и при этом не сходим с ума, не теряем нити рассуждений, чётко понимаем каждый раз предмет обсуждения и масштабы проблем. Навигация (перемещение в рассмотрении и концентрация внимания на более и более малом объёме) по уровням холархии чрезвычайно мощный инструмент мышления.

Бессмысленно рассматривать винт в автомате по продаже билетов как составную часть холона транспортной системы – это с точки зрения формальной логики будет правильно, но абсолютно бессмысленно. Системный подход, вводя системные уровни, делает рассуждения осмысленными: все люди получают возможность договориться, обсуждая проблемы только каждый на своём уровне системной холархии, обсуждая свои системные эффекты. Так организованное мышление – это огромное достижение цивилизации.

Боинг 747—8 состоит из 6 миллионов независимых видов деталей, которые производят полмиллиона человек на 5400 фабрик, за один год заказывается 783 миллиона частей самолёта 88 88 http://787updates.newairplane.com/787-Suppliers/World-Class-Supplier-Quality :

В современных системах число отдельных элементов, которые нужно согласовать между собой (в проектировании), а часто и создать с нуля (в конструировании) достигает десятков миллионов в «железных» системах, а если речь идёт об электронных системах, то и десятков миллиардов: на одном серийно выпускаемом в 2017 году электронном чипе NVIDIA GV100 Volta число отдельных транзисторов – 21.1 млрд. штук. Без какого-то иерархического рассмотрения таких сложных объектов можно оставить надежду об их создании. Системное мышление через использование холархий как средства организации внимания позволяет справиться с такими огромными проектами, структурируя внимание.

Знание о существовании различных видов систем в их относительном положении от целевой системы в системной холархии позволяет более строго ввести всем знакомые понятия потребностей, требований и ограничений. Но перед этим нам нужно ввести понятие «чёрного ящика»(black box): это какая-то система, которую мы представляем без знаний о внутреннем её устройстве – мы только можем наблюдать внешнюю границу этой системы (границу её экстента), т.е. наблюдаем только занимаемое место в пространстве-времени, её свойства, поведение (и тем самым функцию), но ничего не знаем о внутреннем устройстве.

Определение целевой системы как чёрного ящика называют системными требованиями (system requirements). Требования прежде всего содержат информацию о функциях системы по отношению к её целевому окружению, поэтому часто говорят о функциональных требованиях. «Нефункциональных требований» не бывает (так говорить моветон, хотя и такой термин часто встречается в литературе), чаще говорят просто о других видах требований – например, требованиях качества (например, определение поведения системы при работе в необычных условиях или не в момент эксплуатации: способность работать под высокой нагрузкой, ремонтопригодность, доступность по цене, лёгкость монтажа).

Конечно, терминология может меняться. Например, требования для предприятия вряд ли будут называть именно «требованиями», чаще их называют стратегия(strategy) – какое-то ожидаемое поведение или свойство предприятия как целого, как чёрного ящика (например, стратегия – это на какой рынок будет выходить предприятие, как оно будет себя там вести). Часто слово «системные» опускают и говорят о просто «требованиях».

Очень часто те люди, которые формулируют требования или стратегию, хотят указать не только внешние свойства системы, описать не только границы системы и её поведение как чёрного ящика, но и указать какие-то детали внутреннего устройства системы: определить (define) части системы (подсистемы), указать на процесс взаимодействия подсистем. В этом случае о системе говорят как о «прозрачном ящике», в нём можно считать известными какие-то подсистемы, свойства и поведение этих подсистем. Если в какой-нибудь «спецификации» или «требованиях технического задания» среди требований встречаются описания прозрачного ящика (упоминания подсистем), то их называют ограничениями(constraints). Эти ограничения нужно понимать как ограничения конструкторской свободы команды, которая должна разработать и изготовить систему.

Обычно команда проекта согласовывает с заказчиком системы функции и свойства, которые должна выполнять система как чёрный ящик, т.е. согласовывает требования, а уж как устроена система внутри, какая у неё конструкция, команда проекта определяет самостоятельно. Важнейшие из этих решений по устройству системы, т.е. решения «прозрачного ящика» называют архитектурой.Но очень часто клиент пытается принять такие решения за команду проекта (например, исполнитель роли клиента считает, что он как инженер лучше, чем инженеры в команде проекта, или решение принимается из политических или экономических соображений, неизвестных команде проекта), и тогда эти архитектурные решения, поступающие вместе с требованиями, называют ограничениями. Общая рекомендация в таких случаях – согласовывать требования, но торговаться по поводу ограничений (вполне уместно предлагать свои варианты – вполне возможно, что клиент просто не знает о существовании альтернатив и будет вполне согласен с предложениями).