Здравствуйте, дорогие друзья. У нас вводная лекция. Вводная лекция в курс «Инструменты и методы системного проектирования». Курс читает профессор МФТИ Алексей Александрович Романов. Я, Кондратьев Вячеслав Владимирович, тоже профессор МФТИ. Моя задача в этом курсе — сделать введение, то есть моя задача — показать основные системные модели, которые будут рассмотрены в рамках курса, и привязать эти модели к другим курсам программы 2.0, интегрировать в программу. Так что давайте, начинаем. Итак, наша задача — показать основные системные модели, которые будут использованы в курсе. Начнем. Ну вы хорошо знаете, что основные библейские тексты о сотворении мира содержится в двух повествованиях: первой и второй главах Книги Бытия Библии. Вот, что там пишется, процитирую: «Сотворение мира. Вначале сотворил Бог небо и землю. Земля была пустынна и безлика. Тьма была над бездной, и Дух Божий парил над водами. Бог сказал: Да будет свет! И появился свет. Бог увидел, что свет хорош, и отделил его от тьмы. Бог назвал свет днем, а тьму — ночью. Был вечер, и было утро. День первый. И сказал Бог: Да будет свод между водами, чтобы отделить воду от воды. Бог создал свод и отделил воду под сводом от воды над ним. И стало так. Бог назвал свод небом. Был вечер и было утро. День второй. И сказал Бог: Да соберутся вместе воды под небом и да появится суша. И стало так. Бог назвал сушу землей, а собранные воды назвал морями. И увидел Бог, что это хорошо». Ну вот так начинается Бытие 1 в Библии, где представлена история создания Творцом мира. Теперь системные инженеры. Системные инженеры не создают мир. Они создают искусственные объекты в этом мире. Миссия у них, конечно, меньше. Но они тоже творят, они тоже создают, ну и их задача делать это так, чтобы действия их были понятны, они были повторяемы, они должны быть воспроизводимыми, они должны быть понятны другим создателям тех или иных искусственных объектов. И вот системный инжиниринг сфокусирован на том, как создавать искусственно созданные объекты, как их можно называть рукотворными объектами, как создавать рукотворные объекты, какие действия, какие методы и какие инструменты при этом мы применяем. Теперь понятия. Искусственно созданный объект — рукотворно, целенаправленно созданный кем-либо объект. Объект имеет ценность. Когда мы создаем рукотворный объект, мы предполагаем, что мы настроены на нанесение кому-либо пользы. Мы представляем кому-либо какую-то ценность. Поэтому каждый рукотворный объект создается так, что он нужен кому-либо, и рукотворный объект содержит ценность, и значит, для того чтобы ее создать, нужны требования к этой ценности. Поэтому в системном инжиниринге многие истории начинается с того, что выявляются требования к новому рукотворного объекту. Системный инжиниринг — один из видов профессиональной деятельности с рукотворными объектами. Фокус внимания системного инжиниринга — это зарождение идеи, превращение идеи в чертежи и модели и создание рукотворных объектов. И вот эта деятельность работы и деятельность по созданию и применению рукотворных объектов рассматривается сквозь призму жизненных циклов этих объектов. Жизненные циклы объекта характеризуется дуально. С одной стороны, с точки зрения последовательности состояния рукотворного объекта — сначала идея, потом концепция, потом детализированный проект, аванпроект, потом подробный проект, который допускает исполнение. После этого объект в единственном экземпляре, в массовом экземпляре и применение созданных объектов. Вот эта ситуация, это представление характеризует жизненный цикл с точки зрения состояний, которые проходит объект, рукотворный объект. А с точки зрения фаз мы рассматриваем, какие процессы, какие фазы реализуются для того, чтобы объект перевести из одного состояния в другое и что нужно детально сделать для этого. Ну вот такие основные понятия системного инженера. Системное проектирование — это один из компонент, важный компонент системного инжиниринга. Это вид профессиональной деятельности, который входит как компонент в системный инжиниринг и фокусируется на системной разработке рукотворных объектов. В силу того, что мы говорили, системное проектирование включает такие представления: поток результатов, поток ценности, которая создается в ходе системного проектирования, и поток процессов, который создает этот поток ценности. Вот системное проектирование и стадии жизненного цикла создаваемого продукта рассматриваются в дуальном представлении: как поток результатов и как поток процессов. Вот это и представлено на этом слайде. Поток результатов, поток процессов. Вместе они образуют представление жизненого цикла продукта. Хорошо. Требование к искусственному объекту. Объект создается для кого-либо, он приносит кому-либо какую-либо ценность, и поэтому он начинает создаваться с того, что выявляется требование, то есть ценность запускает процесс создания продукта, и выявление ценности в форме требований есть начальная стадия работы с новым объектом, с новым продуктом. Исходя из требований, системным инженером задаются и исполняются, целенаправлено задаются, целенаправлено исполняются фазы и процессы жизненного цикла объекта. Для описания деятельности системного инженера может быть применено понятие «система деятельности». Система деятельности — это представление того, как участвуют в деятельности ее исполнители, что они делают, как они делают, какой порядок их взаимодействия, какой порядок их упорядочения. И системный инжиниринг — это искусственно созданная система деятельности для ведения именно деятельности по системному инжинирингу, деятельности по исполнению процессов жизненного цикла с искусственными продуктами, с искусственными объектами. Методология. Методология — это учение об устройстве и ведении деятельности. Рукотворный мир. Рукотворный мир включает искусственно созданные объекты, объекты, которые создал человек. В методологии 2.0 создаваемые объекты, продукты и системы деятельности, которые создают и применяют эти объекты и продукты, рассматриваются взаимосвязано. Многие и методы моделирования, и рассмотрения и продуктов, и систем деятельности подобны. Это надо учитывать, и поэтому 2.0 — это интегрированная методология, которая сквозным образом рассматривает и продукты, и предприятия, которые работают с этими продуктами. Системное проектирование — вид профессиональной деятельности. Этот вид входит как компонент в системный инжиниринг и фокусируется на системной разработке новых продуктов. Как мы говорили, системное проектирование включает и поток результатов, и поток процессов. И вот описание жизненных циклов продуктов осуществляется в системном инжиниринге с помощью стандартных моделей. Вот это большое достижение системного инжиниринга, что удалось многие виды деятельности, многие виды представлений, многие виды моделей связать, интегрировать, увязать, представить в виде очень компактного ограниченного представления. Базового представления, с помощью которого можно создавать разные объекты и осуществлять разные процессы. Как строятся модели системного инжиниринга, вернее, какие основные модели системного инжиниринга здесь следует упомянуть? Первая модель: термины и определения, которые применяются в предметной области. Системный инжиниринг начинается с онтологического анализа, с выявления сущностей, которые нужно учитывать при решении задачи, и задания определений, терминов и понятий, которые характеризуют эти сущности. Следующая модель: каждая заданная сущность должна быть или может быть детализирована. Вот стандартный способ детализации — это иерархические таксономии. Идея иерархической таксономии строится на редукции, когда сложный объект сводится к более простым и сложный объект представляется как иерархическая модель. Объект A состоит из компонент a1, a2, a3, и так далее. Матрица соответствий. Матрица соответствий, DSM, будем их называть так, Design Structure Matrix. Это соответствия между компонентами сущности A и сущности B. Матрицы соответствия увязывают разные сущности между собой, показывают, как эти компоненты разных сущностей связаны, как они взаимодействуют, как они конфликтуют, как они могут быть гармонизированы, какая последовательность их исполнения. DSM — это универсальный инструмент системного инжиниринга, и он применяется к очень многим областям рассмотрения и к очень многим сущностям, и на этой основе строится большое число типовых моделей. DSM квадрат. И такое, сленговое название — DSM матрица, N-квадрат. Это матрица соответствия компонент таксономии одной и той же сущности. У нас есть сущность A, она состоит из компонент, вот если компоненты этой сущности увязать с другими компонентами этой же сущности, то матрица, которая описывает это соответствие, и есть матрица N-квадрат. Она показывает связи и соответствия между компонентами одной и той же сущности. А вот замечательная модель, мы ее называет метамодель и будем называть метамодель, и смысл этой метамодели в том, что она последовательно вводит в рассмотрение всё новые и новые сущности, для всё новых и новых сущностей формирует типовые модели системного инжиниринга, и каждое новое рассмотрение интегрирует с предыдущими. Ну вот смотрите: A1, абстрактная сущность A1. Для нее мы можем строить матрицу DSM A1A1, то есть матрица связей компонент этой сущности, и дальше мы можем дополнить эту матрицу A1, то есть вот мы расширяем описание. Мы можем дополнить матрицу A1, и связи, и иерархию A1 другой сущностью — A2 и построить соответствие для этой сущности A2 и компоненты этой сущности. А матрица соответствий между A1 и A2 будет показывать соответствие между этими сущностями. То есть есть одна сущность, есть другая сущность, для первой мы построили таксономию, для первой мы построили матрицу N-квадрат, перешли к сущности 2, построили таксономию, построили матрицу N-квадрат, а теперь эти две сущности пытаемся друг с другом увязать через матрицу соответствия A1A2 и через это понять, как сущность A2 дополняет сущность A1. Пока это звучит абстрактно, но мы увидим, как это делается конкретно и предметно, и всё становится ясно и понятно. После сущности A2 можно таким же образом дополнить, ввести в рассмотрение сущность A3, интегрировать ее с предыдущим рассмотрением. То есть, применяя вот такие модели, как иерархический классификатор, как матрицу соответствия сущностей и как матрицу N-квадрат, и последовательно развивая и расширяя наше описание объекта, мы получаем всё более и более развернутое описание.
