Системотехника

С начала 60-х и до середины 80-х годов, то есть на этапе становления, работы в области системной инженерии активно велись и в нашей стране. Важно отметить, что в СССР системная инженерия стала развиваться под названием «системотехника».

По утверждению В. И. Николаева и В. М. Брука, этот термин был введен Г. Н. Поваровым, редактором перевода на русский язык книги Г. X. Гуда и Р. Э. Макола. Имеются также свидетельства, что термин «системотехника» был предложен Ф. Е. Темниковым - основателем первой в СССР кафедры системотехники, открытой в Московском энергетическом институте (МЭИ) в 1969 году. В дальнейшем термин «системотехника» получил у нас в стране широкое распространение.

Начальный период развития системотехники в СССР совпал по времени с возникшей в нашей стране волной интереса к теории систем, системному мышлению и системному подходу. В частности, в 1962 году Г. П. Щедровицкий (совместно с В. Н. Садовским и Э. Г. Юдиным) организует при Совете по кибернетике АН СССР междисциплинарный семинар по структурно-системным методам анализа в науке и технике.

В 1964 году Г. П. Щедровицкий подготовил к изданию в серии общества «Знание» брошюру «Проблемы методологии системного исследования», которая стала одной из первых в СССР работ по методологическому направлению системных исследований'. В конце 60-х годов в Институте истории естествознания и техники АН СССР была создана проблемная группа по системному исследованию науки (И. В. Блауберг, В. Н. Садовский и Э. Г. Юдин); позднее группа была реорганизована в сектор системного исследования науки, а к основателям добавились С. И. Дорошенко, А. И. Яблонский и Э. М. Мирский. Начиная с 1969 года начал выходить ежегодник «Системные исследования». В 1973 году при Всесоюзном научно-техническом обществе радиотехники, электроники и связи им. А. С. Попова был организован семинар «Системный анализ в проектировании и управлении» (Ф. Е. Темников, Ю. И. Черняк, С. П. Никаноров), а в 1976 году был создан Всесоюзный НИИ системных исследований (ныне Институт системного анализа РАН).

На фоне сосредоточения на фундаментальных проблемах системного анализа системотехника стала рассматриваться некоторыми представителями нашего научного сообщества только как элемент прикладной теории систем, где основное внимание сосредотачивается на вопросах системного анализа сложных технических объектов, а не на комплексных вопросах создания систем и управления их жизненным циклом. Безусловно, системный анализ является неотъемлемым инструментом деятельности системного инженера, и читатель найдет множество примеров и рекомендаций по реализации процедуры системного анализа на различных этапах жизненного цикла системы. Но, с другой стороны, такой же неотъемлемой составляющей системной инженерии является, например, синтез систем, где сегодня очень успешно применяется архитектурный подход, одним из пионеров использования которого в сфере системной инженерии стал Э. Рехтин (Eberhardt Rechtin). Нельзя забывать и о других фундаментальных практиках системной инженерии, которые не могут быть сведены исключительно к процедуре системного анализа.

В свою очередь отечественные ученые и инженеры, занятые прикладными проблемами, например созданием систем оборонного назначения, рассматривали системотехнику как научно-техническую дисциплину, охватывающую вопросы проектирования, создания, испытания и эксплуатации сложных систем (больших систем, систем большого масштаба, large-scale systems). По мере развития работ к середине 70-х годов эти специалисты в качестве основного объекта системотехники стали выделять сложные технические комплексы, которые разными авторами именовались по-разному:

• Большая система - управляемая система, рассматриваемая как совокупность взаимосвязанных управляемых подсистем, объединенных общей целью функционирования (примеры: энергосистема, производственное предприятие, торговая сеть) (Лернер А. Я., БСЭ, 1976).
• Сложная система - составной объект, части которого можно рассматривать как системы, закономерно объединенные в единое целое в соответствии с определенными принципами или связанные между собой заданными отношениями (Бусленко Н. П., БСЭ, 1976);
• Сложная система - система, способная к целенаправленной и целеустремленной деятельности в сложных ситуациях (Дружинин В. В., Конторов Д.С. Вопросы военной системотехники. М.: Воениздат, 1976).
• Системотехнический комплекс - объект, который рассматривается как система и характеризуется существенной неоднородностью (наличие и чисто технических компонентов и людей) (Николаев В. И., Брук В. М. Системотехника. Методы и приложения. Л.: Машиностроение, Ленингр. отделение, 1985).

В свою очередь в качестве основного метода системотехники отечественные специалисты-практики, как и их зарубежные коллеги, выделили системный подход. Отметим, что на этом развитие методического обеспечения практи ки системной инженерии в СССР по существу остановилось; впрочем, начиная с середины 80-х годов в нашей стране практически остановились и работы по созданию сложных, оригинальных отечественных систем как оборонного, так и гражданского назначения. 

Отечественные специалисты по существу не успели освоить подход жизненного цикла, сформированный еще на этапе становления системной инженерии; что касается других подходов, ставших неотъемлемой частью системной инженерии на этапе координации (речь о них пойдет позже), то они до сих пор практически не известны нашим инженерам и руководителям крупномасштабных проектов в инженерной области. В последние годы инженерная деятельность в отечественной оборонной промышленности, в сфере атомной энергетики, в других наукоемких отраслях оживляется - это стимулировало в нашей стране возрождение интереса к системной инженерии.

По мере нарастания зрелости методологии и расширения практики использования системотехника стала рассматриваться нашими специалистами как ключевой элемент нового научно-инженерного стиля работы, связанного с решением комплексных научно-технических проблем и позволяющего ускорить внедрение научных достижений в создание и производство сложных инженерных объектов. В свою очередь специалисты, занятые созданием сложных военных систем, также стали признавать за системотехникой роль фундаментальной концепции, развитой теории и мощного рабочего аппарата, необходимых для профессионального решения проблем построения сложных систем боевого назначения.

Таким образом, к началу 80-х годов в СССР по существу сформировалось отечественное сообщество инженеров-системотехников, которое регулярно проводило Всесоюзные симпозиумы по системотехнике, публиковало книги и статьи по этой тематике. Быстрыми темпами стали развиваться национальные стандарты создания систем. Начало работ по стандартизации в области системотехники было ознаменовано созданием Единой системы стандартов автоматизированных систем управления ГОСТ 24. Эта система разрабатывалась с конца 70-х до середины 80-х годов и содержала спецификации, устанавливающие содержание и требования к документированию результатов работ по созданию (развитию) автоматизированных систем управления (АСУ). В частности, в стандартах ГОСТ 24 рассматривались типовые стадии жизненного цикла АСУ, типовые проектные решения, способы оценки важнейших характеристик АСУ и другие вопросы. В целях распространения положений ГОСТ 24 на более широкий спектр систем в конце 80-х годов был разработан комплекс стандартов на автоматизированные системы ГОСТ 34. Стандарты этого комплекса с методической точки зрения были близки к стандартам ГОСТ 24. Хотя спецификации, входящие в состав комплекса ГОСТ 34, не обновлялись более 20 лет, они и сейчас широко используются в нашей стране при создании систем, ориентированных на активное применение современных информационных технологий.

В СССР была также начата целевая подготовка инженеров-системотехников. После открытия в МЭИ в 1969 году кафедры системотехники подобные кафедры возникли во многих технических вузах; к середине 80-х годов при поддержке отечественной промышленности они функционировали более чем в 30 вузах, расположенных практически на всей территории страны. Таким образом, в СССР совместными усилиями вузов и индустрии были созданы условия для подготовки инженеров системотехников в достаточном для страны количестве. Однако качество подготовки этих инженеров не отвечало требованиям времени. 

Вот как пишет об этом видный отечественный специалист в области автоматики и процессов управления профессор В. Б. Яковлев: «Я ездил в Москву на первое заседание научно-методического совета по специальности, которое происходило в МВТУ под председательством профессора В. М. Четверикова. На этом заседании рассматривались содержание типового учебного плана и паспорт специалиста инженера системотехника по АСУ. На заседании присутствовали члены вновь созданной методической комиссии по специальности 0646, которые были в основном из специалистов по вычислительной технике и системам передачи и обработки информации. Они трактовали новую специальность как специальность по разработке математического и программного обеспечения больших информационно-вычислительных систем и недооценивали системный и управленческий аспект специальности»

Итак, к середине 80-х годов системотехника приобрела в СССР важнейшие признаки научной дисциплины, включая наличие:

• особом профессиональной организации (лаборатории, отделы, кафедры, научно-исследовательские институты, ученые советы и т. д.),
• налаженной системы научной коммуникации (выпуск специального журнала, наличие учебников и монографий, проведение регулярных семинаров, конференций и т. д.),
• собственной системы подготовки кадров (курсы и кафедры в высших учебных заведениях).

Однако на то время в нашей стране необратимых качественных изменений в деятельности по созданию сложных инженерных объектов, к сожалению, не произошло, а отечественные инженеры-системотехники в своей основе не стали специалистами, готовыми создавать системы, конкурентоспособные на мировом рынке. - специалистами, умеющими организовать и определить содержание комплекса работ по созданию сложной системы, обеспечить эффективное управление полным жизненным циклом такой системы, творчески сочетать в этой работе достижения техники, управления и экономики. Наши инженеры-системотехники ощущали себя в первую очередь техническими специалистами, разбирающимися в инженерных проблемах создания и функционирования сложных систем и владеющими технологиями создания отдельных системных элементов.

Можно указать на целый ряд причин, вызвавших подобное положение. Оригинальный термин system engineering при переводе был заменен термином «системотехника»», который довольно быстро стал у нас пониматься как термин технический, относящийся только к сфере техники и технологий. Суть системной инженерии как междисциплинарного подхода и методики, о чем говорилось выше, оказалась в значительной степени утраченной. 

Можно сказать, что в период становлении системотехники в СССР нашим специалистам не удалось в должной море интегрироваться r мировую среду системных инженеров; это тормозило развитие работ, а события конца 80-х - начала 90-х годов остановили это развитие почти на 20 лет. К концу 90-х годов повсеместно закрылись и кафедры системотехники, функционировавшие в российских вузах. В этих условиях события, происходившие в области системной инженерии на этапе координации, оказались, по сути, вне поля зрения российского инженерного сообщества.

По-видимому, важнейшим стимулом для перехода в середине 90-х годов к этапу координации стало осознание важности включения в методологию системной инженерии управленческой составляющей. Начиная с середины 70-х годов в работах ряда авторов ставился вопрос о необходимости комплексного рассмотрения вопросов разработки систем и управления деятельностью по их созданию. 

Но только в начале 90-х годов Э. Сейдж (Andrew Sage) дал окончательный ответ на этот вопрос. Автор убедительно показал, что системная инженерия может рассматриваться как технология управления, сосредоточенная на контроле процессов полного жизненного цикла, и имеющая целью определение, разработку и применение экономически эффективных, высококачественных и надежных систем. 

В начале 90-х годов Э. Сейдж стал основателем и научным редактором серии монографий и учебников по системной инженерии и управлению (Wiley Series in Systems Engineering and Management), в которой всемирно известное издательство Wiley опубликовало к сегодняшнему дню более 50 книг. Начавшееся в 90-х годах и непрерывно углубляющееся осознание того, что в основе эффективной коллективной деятельности по созданию сложных инженерных объектов лежат не только и не столько технические, сколько управленческие ее аспекты, можно считать одним из фундаментальных результатов, полученных на современном этапе развития системной инженерии. В частности, этот результат позволил по-новому посмотреть на роль и место в системной инженерии процессного и проектного подходов.

Одним из важных итогов координации процессного подхода и системной инженерии можно считать принятие в 2002 году первой версии стандарта 1SO/IEC 15288:2002 «Системная инженерия. Процессы жизненного цикла систем». Этот стандарт стал общепризнанной основой для разработки различными международными и национальными организациями целого ряда важных нормативных документов и руководств по системной инженерии. В частности, следует указать на Руководство по системной инженерии Международного совета по систем ной инженерии (International Council on Systems Engineering - INCOSE), которое было разработано в интересах обеспечения независимой международной сертификации системных инженеров. Начиная с 2006 года в основе всех версий этого Руководства лежат процессный подход и стандарт ISO/IEC 152881 2. В 2014 году планируются выход новой, третьей версии стандарта ISO/IEC 15288 и появление четвертой версии Руководства INCOSE. Читатель найдет в этой книге достаточно полное изложение вопросов, относящихся к использованию процессного подхода в практике системной инженерии.

Осознание значимости управленческой составляющей в деятельности системного инженера привело к начавшемуся на рубеже веков и продолжающемуся до сегодняшнего дня взаимопроникновению (координации) методов и практик системной инженерии и управления проектами. По-видимому, одним из первых специалистов, указавших на тесную взаимосвязь и взаимопроникновение системной инженерии и управления проектами, стал Г. Эйснер (Howard Eisner). В качестве типового сценария он рассмотрел выполнение компанией проекта, целью которого является инженерная разработка некоторой системы. Г. Эйснер подчеркивает, что в подобной ситуации независимо от того, в какой степени создатели системы признают наличие связи между системной инженерией и управлением проектами, такую связь придется наладить и добиться, чтобы она работала эффективно. При этом в качестве ключевых автор выделил два вопроса:

1. Что необходимо знать руководителю проекта (project manager - РМ)?
2. Что необходимо знать главному системному инженеру (chief systems engineer - CSE)?

Отвечая на эти вопросы, Г. Эйснер указывает, что РМ при управлении проектом должен держать в центре внимания описание системы и ее ключевых подсистем, то есть набор архитектурных представлений. В свою очередь за формирование этих представлений отвечает CSE, который при выборе и реализации инженерных решений должен учитывать ограничения, зафиксированные в плане управления проектом. Таким образом, одним из важных инструментов налаживания взаимосвязи между системным инженером и руководителем проекта становится архитектурный подход, о котором мы уже говорили выше. Вопрос о взаимном влиянии и проникновении системной инженерии и управления проектами находится сегодня в стадии активного обсуждения специалистами, здесь мы приведем ссылки на некоторые работы, посвященные этой проблематике.

Современный этап развития отличается не только повышенным вниманием к координации с другими управленческими дисциплинами, но и появлением целого ряда новых разделов системной инженерии. Одним из таких разделов является инженерия системы систем (system of systems engineering - SoSE) или, как иногда говорят, мегасистем. По мере становления этого направления системная инженерия, на начальном этапе своего существования сосредоточенная на сложных технических системах, также называемых в зарубежной литературе «жесткими» системами, стала все активнее заниматься проблемами создания более

1 2 1 2 «мягких» социотехнических систем' и систем уровня предприятия-.

Как видим, во второй половине XX - в начале XXI веков развитие технологий не только оказало очень сильное влияние на облик инженерной продукции и услуг, но и принципиально изменило представление об инженерной деятельности.

В результате к областям, имеющим отношение к созданию сложных инженерных объектов, сейчас принято относить не только традиционную инженерию, но и управление, включая его административную и институциональную составляющие, а также социальную и политическую сферы и науки о человеке. Эти последние более «мягкие» аспекты требуют от инженера дополнительного внимания, особенно когда решаются сложные задачи, характерные для систем уровня предприятия или территориально-распределенных систем. Данная особенность наряду с высокой скоростью обновления технологий, с необходимостью продления (иногда неоднократного) жизненного цикла систем, уже введенных в эксплуатацию, с постоянным нарастанием конкуренции на рынке инженерной продукции и услуг, с быстрым усложнением самой инженерной деятельности предъявляет качественно новые требования к инженерам и к содержанию образовательных программ. 

Кроме того, начиная с 90-х годов заметно ускорился процесс глобализации лучших практик и стандартов инженерной деятельности, что привело к появлению за рубежом по существу новой культуры инженерного труда, где системной инженерии отводится одна из ключевых ролей. С учетом сказанного изучение системной инженерии приобретает сегодня важнейшее значение при воспитании квалифицированных инженеров.