Основные вехи в развитии системной инженерии с 1950 до 2012 года проиллюстрированы на рис. 2.1 [53].
Рис. 2.1. Системная инженерия. Важные вехи [53]
В 2012 году была опубликована первая версия фундаментального «Руководства по своду знаний в области системной инженерии» (Guide to the Systems Engineering Body of Knowledge, далее – SEBoK) [21], после чего дальнейшее управление развитием этого свода знаний было передано INCOSE141. А с 2013 года к этой работе подключились другие крупнейшие организации системных инженеров – Исследовательский центр системного инжиниринга (Systems Engineering Research Center, SERC)142 Международного Совета по системной инженерии (INCOSE) и Институт инженеров по электротехнике и электронике – Компьютерное общество (Institute of Electrical and Electronics Engineers Computer Society, ІЕЕЕ-CS)143. SEBoK постоянно расширяется: в 2017 году вышла версия 1.8 [22], в разработке которой приняло участие более сотни специалистов из 17 стран.
В соответствии с SEBoK под системной инженерией понимают «междисциплинарный подход и способы обеспечения воплощения успешных систем» [22, Glossary]. Взаимодействие ключевых элементов системной инженерии проиллюстрировано на рис. 2.2.
Для определения места системной инженерии в создании и внедрении систем удобно использовать диаграмму Венна144. На рис. 2.3 показаны область действия и пересечения системной инженерии, внедрения систем и управления проектом/системой.
Рис. 2.2. Ключевые элементы системной инженерии
Источник: SEBoK v1.8 [22, Introduction to Systems Engineering]
Рис. 2.3. Границы системной инженерии,
внедрения систем и управления проектом/системой [22]
Авторы SEBoK подчеркивают, что системная инженерия «ориентирована на целостное и одновременное понимание потребностей заинтересованных сторон; обследование возможностей; документирование требований; обобщение, верификацию, валидацию и совершенствование решений при рассмотрении комплексной проблемы, начиная с анализа концепции и заканчивая утилизацией системы»145 [22, Glossary].
К основным понятиям (концепциям) системной инженерии в соответствии с ГОСТ Р 57193–2016 [15н]146 относятся:
1. Система (system) – комбинация взаимодействующих элементов, организованных для достижения одной или нескольких поставленных целей.
2. Жизненный цикл (life cycle) – развитие системы, продукции, услуги, проекта или другой создаваемой человеком сущности от замысла до списания.
3. Заинтересованная сторона (stakeholder) – индивидуум или организация, имеющие право, долю, требование или интерес в системе или в обладании ее характеристиками, удовлетворяющими их потребности и ожидания.
«Эволюция целевой системы связывается в системной инженерии с прохождением последовательности определенных стадий, увязанных с совокупностью управленческих решений, для обоснования которых используются объективные свидетельства того, что система на принятом уровне материализации является достаточно зрелой для перехода от одной стадии жизненного цикла к другой. При этом на каждом этапе жизненного цикла система имеет относительно стабильный набор характеристик. При моделировании жизненного цикла используются совокупности процессов жизненного цикла»147.
Формально в ГОСТ Р 57193–2016 [15н] процесс (process) определен как совокупность взаимосвязанных или взаимодействующих видов деятельности, преобразующих входы в выходы. При этом выделены148 4 группы процессов жизненного цикла:
• процессы соглашения (Agreement Processes);
• процессы организационного обеспечения проекта (Organizational Project-Enabling Processes);
• процессы проекта (Technical Management Processes);
• технические процессы (Technical Processes).
Процессы жизненного цикла системы в стандарте ГОСТ Р 571932016 описаны относительно системы, которая составлена из ряда системных элементов для взаимодействия, каждый из которых может быть реализован таким образом, чтобы выполнить соответствующие ему заданные требования.
Следующие положения являются основными относительно характеристик рассматриваемой системы:
a) определенные границы характеризуют значимые потребности и практические решения;
b) существуют иерархические или иные отношения между системными элементами;
c) какая-либо сущность на любом уровне в рассматриваемой системе может быть рассмотрена как система;
d) система включает интегрированное, определенное множество нижестоящих системных элементов;
e) свойства характеристик в границах системы определяются результатами взаимодействий между системными элементами;
f) люди могут рассматриваться как пользователи внешние к системе и как системные элементы (т. е. операторы) в пределах системы;
g) система может быть рассмотрена в изоляции как некая сущность, например, как продукт или набор функций, способных к взаимодействию с окружающей средой, т. е. как множество услуг.
Концепциям, принципам и методам системной инженерии посвящено значительное количество работ149, которые, безусловно, оказали большое влияние на ее развитие. Хотя рассмотрение оснований системной инженерии выходит далеко за пределы монографии, следует обратить внимание на то, что в современной «системной инженерии рассматриваются не любые, а именно большие (крупномасштабные) и сложные системы. Общепризнанной границы, разделяющей большие и сложные системы, нет. Однако отмечается, что термин „большая система“ характеризует многокомпонентные системы, включающие значительное число элементов с однотипными многоуровневыми связями. Большие системы – это пространственно-распределенные системы высокой степени сложности, в которых подсистемы (их составные части) также относятся к категориям сложных. <…> В свою очередь, термин „сложная система“ характеризует структурно и функционально сложные многокомпонентные системы с большим числом взаимосвязанных и взаимодействующих элементов различного типа и с многочисленными и разнородными связями между ними. Сложные системы отличаются многомерностью, разнородностью структуры, многообразием природы элементов и связей, организационной разносопротивляемостью и разночувствительностью к воздействиям, асимметричностью потенциальных возможностей осуществления функциональных и дисфункциональных изменений. При этом каждый из элементов подобной системы может быть также представлен в виде системы (подсистемы)» [55].
Такой подход к рассмотрению систем как совокупности иерархически организованных систем (подсистем) хорошо исследован в теории систем [64] и широко используется в практике проектирования. При этом отмечается, что большие технические системы «с иерархической структурой являются многоуровневыми многокритериальными системами, обладающими сложным (с наличием неопределенности) поведением, и характеризуются усложнением постановки и решения оптимизационных задач» [71].
