6.6.Системная инженерия

Понятие «системная инженерия» вынесено в название в стандарте ИСО/МЭК 15288 [2] и привязано к понятию жизненного цикла системы. На сегодняшний день понятие считается новым, но некоторые понятия уже приняты и могут использоваться. Основной сферой применения системной инженерии является разработка высокотехнологичной продукции: современных компьютеров и средств связи, всевозможных программных средств, а также классических сверхсложных объектов: самолётов, морских и космических кораблей, а также некоторых комплексов вооружения.

В некотором роде системная инженерия – это мост между теорией систем и проектированем высокотехнологичных систем, между теорией и практикой. Один из наиболее известных авторов в этой области А.И. Левенчуктак определяет это понятие

«Системная инженерия – это практическое применение научных, инженерных и управленческих навыков, необходимых для преобразования операционных требований в описание конфигурации системы, которая наилучшим образом удовлетворяет этим требованиям. Это общий процесс решения проблем, который применяется ко всему техническому управлению в проекте, посвященном разработке системы, предоставляя механизм формулирования и совершенствования определений изделий и процессов системы» [23].

Выводами из этого определения являются следующие:

1. системная инженерия – это методология, используемая для разработки сложных систем, а не язык описания требований или онтологий;

2. методология системной инженерии шире существующих в организациях-разработчиках подходов, поскольку вносит в практику возможность использования глубоких научных методов;

3. системная инженерия – не метод повышения скорости и экономической эффективности разработки, а методология повышения её качества;

4. системная инженерия эффективная на больших, ответственных проектах по созданию сложных систем.

Основные функции системной инженерии [23]:

• определение проблемы – указание потребностей и ограничений путем анализа требований и взаимодействия с заказчиком;

• анализ решений – выделение набора возможных способов удовлетворения потребностей и ограничений, их анализ и выбор оптимального;

• планирование процессов – определение задач, которые должны быть выполнены, объема ресурсов и затрат, необходимых для создания изделия, очередности задач и потенциальных рисков;

• контроль процессов – определение методов мониторинга проекта и процессов, измерение прогресса, оценка промежуточных изделий и принятие по мере необходимости корректирующих действий;

• оценка изделий – определение качества и количества создаваемых изделий путем оценочного планирования, тестирования, демонстрации, анализа, верификации и контроля.

6.7.Контрольные вопросы

1. В чём состоит принцип эквифинальности?

2. Какие основные этапы жизненного цикла проходит система?

3. По какому признаку проводится сравнение при измерении согласно одноимённому принципу?

4. Какие осеновные подходы используются в системном анализе?

5. В чём состоит принцип децентрализации?

6. Какие виды онтологий существуют?

7. Чем отличается диаграмма классификации от диаграммы состояния объекта?

8. Что такое композиционная схема онтологии?

9. Приведите пример онтологической схемы взаимосвязей?

10. В чём заключается постановка задачи исследования?

11. Какие проблемы возникают при постановке задачи?

12. Каков алгоритм создания искусственной системы?

13. В чём состоит анализ при системном анализе?

14. Как формируется стратегия улучшения (оптимизации) системы в системном анализе?

15. В чём состоит проверка стратегии улучшения (оптимизации) системы?

16. Какие основные этапы включает системный анализ?

17. В каких сферах экономики применяется системный анализ?

18. Какие уровни управления экономическим объектом Вы знаете?

19. Что такое системная инженерия?

Примерный перечень вопросов для теста по дисциплине «Теория систем и системный анализ»

1. Какая причина не связана с проблемой несоответствия между желаемым и существующим состоянием системы?

2. Какое описание ограничений для искусственных систем наиболее корректно?

3. К какому уровню научного знания относятся законы и категории диалектики?

4. К какому уровню научного знания относится системология?

5. К чему обычно приводит неполная, неоднозначная, противоречивая или ошибочная информация, используемая при создании системы?

6. Какой из перечисленных уровней научного знания лишний?

7. Что является научной дисциплиной, изучающей общие закономерности в управлении сложными системами?

8. Что является сферой науки о методах системного изучения мира, о выявлении общих и специальных системных закономерностей и использование их для создания новых систем?

9. Что является научной дисциплиной, разрабатывающей общие принципы изучения сложных систем?

10. Какие факторы явились базисом развития системных идей?

11. Как можно определить совокупность методов и средств, позволяющих исследовать свойства объектов, представляя их в качестве систем?

12. Какие из перечисленных определений связаны с научными дисциплинами?

13. Какая задача является одной основных задач системного подхода?

14. Какие подходы используют при исследовании сложных систем?

15. Как в общем виде ведётся исследование при системном подходе?

16. Что называют совокупностью методов и способов исследования, описания и конструирования систем?

17. Как называется способ разбиения системы для исследования целостных свойств?

18. В чём заключается парадокс иерархичности систем?

19. Какие компоненты относятся к системе управления?

20. Что определяется как отношение полученного полезного результата к затраченным ресурсам?

21. Что определяется как совокупность математических методов, технических средств и организационных комплексов, обеспечивающих рациональное управление сложным объектом или процессом в соответствии с заданной целью?

22. Каково принципиальное отличие системы автоматического управления от автоматизированной системы управления?

23. Какие воздействия оказывает управляемая система на управляющую?

24. Какие категории в классификации систем по способу управления Вы знаете?

25. Какого признака у системы может и не быть?

26. Какие качества упоминаются в определении системы?

27. Какие компоненты не входят в систему с точки зрения её структуры?

28. Как называется новое качество целостности, порождаемое отношениями между элементами системы?

29. Для каких систем характерно снижение степени неопределенности системы по сравнению с энтропией формирующих систему факторов?

30. Какой признак не входит в определение структуры системы?

31. Какая из характеристик системы является наиболее консервативной?

32. Какое свойство по изменениям, происходящим в одном элементе, позволяет судить об изменениях в других элементах?

33. Каким свойством обладает подсистема в отличие от элемента?

34. Что из потребности и цели является субъективным?

35. Как принято связывать потребность и результат?

36. Что из перечисленного не является существенным для определения понятия «цель»?

37. Что из перечисленного не является способом выделения систем?

38. Что определяется как относительное постоянство состава и свойств, а также устойчивость основных функций системы?

39. Какой термин можно определить как величину, характеризующую состояние системы в любой момент времени?

40. Какое свойство характеризуется такими признаками как единство цели, функционального назначения и функций, наличие окружающей среды?

41. Какое свойство подразумевает одинаковость структуры систем?

42. Какие проблемы связаны с определением внешней среды системы?

43. Какое свойство подобия определяет множество объектов, различающихся по составу или отношению между элементами?

44. Какое свойство подобия характеризует системы, из которых одна является упрощенной копией другой?

45. Какое свойство подобия означает сохранение признаков одной системы относительно изменений?

46. Какое свойство характеризует способность системы сохранять свой гомеостаз под действием внешней среды?

47. Как называется система, если количественные изменения характеристик элементов и их связей приводят к качественным изменением?

48. Какое свойство характеризует деятельность системы в одном стабильном состоянии?

49. Какое свойство характеризуется внутренней согласованностью взаимодействия частей системы, обусловленной внутренними законами её строения?

50. Какой принцип функционирования систем подразумевает, что элементы обладают общностью главных функций, обеспечивающую взаимодействие элементов в системе?

51. Какой принцип функционирования систем подразумевает, повышение устойчивости системы за счёт усложнения её структуры?

52. Какого принципа функционирования систем не существует?

53. Какой принцип функционирования систем подразумевает, что функции элементов подчинены функциям системы?

54. Какой принцип функционирования систем подразумевает, что для повышения устойчивости систем важно дублирование функций элементами, имеющими различную структуру?

55. В какой шкале присутствуют упорядоченность и интервальность, но нет нулевой точки?

56. Как называется шкала, в которой отсутствуют все главные атрибуты измерительных шкал?

57. Какой атрибут не принято относить к измерительным шкалам?

58. В каком типе шкал присутствует только упорядоченность?

59. Какая шкала характеризуется всеми атрибутами интервальной шкалы и имеет фиксированную нулевую точку?

60. К какому типу шкал относится шкала измерения температуры Цельсия?

61. Какой вид схем накопления информации об онтологии представляет механизм графического представления состава классов?

62. Какой вид схем накопления информации об онтологии обеспечивает механизм для логической систематизации знаний?

63. Какой вид схем накопления информации об онтологии позволяет описать процесс в динамике?

64. Какое определение наиболее характеризует понятие «онтология»?

65. Какие задачи следует решить на начальном этапе построения онтологии?

66. Какие языки используют для построения онтологий?

67. К какой группе методов моделирования относятся антогонистические игры?

68. Какая группа методов моделирования основана в основном на методах естественных наук?

69. Какой из методов моделирования не относится к качественным?

70. Какая функция является важнейшей функцией моделирования?

71. Какое действие не связано с определением «моделирования»?

72. К какой группе методов моделирования относятся аксиоматические методы?

73. Какое утверждение наиболее верно для принципа конечной цели?

74. Через какое правило раскрывается принцип конечной цели?

75. Какое утверждение наиболее верно по отношению к принципу измерений?

76. Какой принцип подразумевает рассмотрение любой части системы совместно с ее окружением?

77. Какой принцип предполагает рассмотрение системы, и как целого, и как совокупности её элементов?

78. Какое утверждение наиболее близко к формулировке принципа эквифинальности?

79. Какой принцип указывает на свойство изменчивости систем со временем?

80. В чём состоит принцип модульного построения?

81. В чём состоит принцип иерархии?

82. В чём состоит принцип функциональности?

83. В чём состоит принцип неопределённости?

84. Чем полезен принцип децентрализации в сфере управления?

85. Что представляет собой системный анализ как метод познания?

86. Какая семантическая мера формируется после определения границ предметной области при системном анализе?

87. Чего позволяют добиться при системном анализе семантические меры «точка зрения» и «цель исследования»?

88. Какой термин обозначает представление системы с помощью некоторых известных методов?

89. Что включает системное исследование для решения задачи системного анализа?

90. Какая структура этапов системного анализа наиболее корректна?

91. Какое из требований не предъявляются к моделям предметных областей?

92. Как определить совокупность неких объектов, свойства и связи между которыми рассматриваются при исследовании?

93. Какие стороны принимают участие при постановке задачи системного анализа?

94. Как называется проблема согласования несопоставимых показателей при формулировке задачи системного анализа?

95. Как называется проблема согласования функционирования подсистем и элементов при формулировке задачи системного анализа?

96. Какое требование не предъявляется к модели предметной области?

Терминологический словарь

Автоморфизм

Автоморфизм – взаимнооднозначное отображение системы объектов с заданными отношениями на саму себя.

Анализ

Анализ (от греческого analysis – разложение):

• расчленение (мысленное или реальное) объекта на элементы; анализ неразрывно связан с синтезом (соединением элементов в единое целое);

• синоним научного исследования вообще;

• в формальной логике – уточнение логической формы (структуры) рассуждения.

Архитектоника

Архитектоникой называют изучение структуры в пространственном срезе.

Отношение в пространстве структуры характеризуется такими показателями как:

• выше – ниже;

• больше – меньше;

• внешний – внутренний;

• несущее – несомое;

• объединяющее – объединяемое.

Вероятностные системы

Вероятностные системы – это системы, когда их поведение в любой момент времени точно нельзя определить. Пример, общество.

Виртуальные системы

Виртуальные системы – это несуществующие в действительности модельные или мыслительные представления реальных объектов, явлений, процессов, являющиеся изоморфными к ним.

Внешняя среда

Внешняя среда – множество элементов, находящихся вне системы и оказывающая существенное, но нецеленаправленное воздействие на элементы самой системы или сильно зависящих от них.

Проблемы, связанные с определением внешней среды:

• проблема определения границ системы;

• проблема определения среди элементов вне системы совокупности тех, которые оказывают существенное влияние на систему.