Стадии в модели жизненного цикла для системного инженера
Модель жизненного цикла системы включает три стадии, из которых первые две охватывают часть жизненного цикла, относящуюся к разработке, а последняя - период по завершении разработки. Эти стадии отмечают наиболее важные переходы в жизненном цикле системы, а также изменения типа и предмета деятельности системного инженера. Мы будем называть стадии следующим образом:
- стадия разработки концепции - она охватывает начальный период, когда формируется и выбирается концепция системы, реализация которой позволяет наилучшим образом удовлетворить установленные потребности;
- стадия разработки инженерно-технических решений - она охватывает переход от концепции системы к прошедшему успешную валидацию проекту физической реализации системы, отвечающей эксплуатационным, стоимостным и временным требованиям;
- постразработческая стадия - она включает производство, развертывание, эксплуатацию и сопровождение системы на протяжении всего срока ее службы.
Названия стадий выбраны в соответствии с основным типом деятельности. На стадии разработки концепции, как следует из самого названия, производятся анализ и планирование с целью установить, действительно ли есть потребность в новой системе, существует ли техническая возможность ее реализации и какая архитектура сможет наилучшим образом удовлетворить нужды пользователя. Системная инженерия играет ведущую роль в переводе с языка практических нужд на язык технически и экономически реализуемой концепции системы. Майер и Рехтин (Maier, Rechtin, 2009) называют этот процесс «разработкой системной архитектуры» (systems architecting), используя аналогию с архитектором здания, который переводит нужды заказчика на язык планов и спецификаций, благодаря чему подрядчик может принять участие в тендере и приступить к строительству. Объем работы на этой стадии обычно гораздо меньше, чем на последующих. Она соответствует анализу решения о применяемых материалах и разработке технологии в модели МО США.
Основные цели стадии разработки концепции таковы:
- Убедиться в том, что потребность в новой системе, равно как и рынок для нее, действительно существуют, а также в том, что имеются технические и экономические возможности ее создания.
- Исследовать возможные концепции системы, сформулировать и одобрить совокупность требований к ее поведению.
- Выбрать наилучшую концепцию системы, определить ее функциональные характеристики и составить детальный план последующих этапов разработки, производства и ввода системы в эксплуатацию.
- Разработать новые технологии, необходимые для реализации принятой концепции, и убедиться в их способности удовлетворить требованиям.
Стадия разработки инженерно-технических решений соответствует процессу разработки системы с целью воплощения функций, специфицированных в концепции системы, в физической конструкции, производство которой экономически целесообразно, а успешная эксплуатация и техническое обслуживание и ремонт в предполагаемых условиях возможны.
Основная задача системной инженерии здесь - руководство разработкой инженерно-технических решений и проектированием, определение интерфейсов и контроль над ними, разработка программ и методик испытаний и принятие решений о наиболее подходящих способах устранения несоответствий в работе системы, выявленных в процессе испытаний и аттестации. Именно на этой стадии на долю системного инженера выпадает наибольшая нагрузка. Стадия разработки инженерно-технических решений соотносится со стадией разработки инженерных и производственных решений в модели МО США и частично со стадией производства и развертывания.
Основные цели стадии разработки инженерно-технических решений таковы:
- Осуществить инженерно-техническую разработку системы-прототипа, которая удовлетворяет функциональным требованиям, а также требованиям по надежности, ремонтопригодности и безопасности.
- Создать систему, экономичную в производстве и использовании и продемонстрировать ее пригодность к эксплуатации.
Постразработческая стадия включает виды деятельности, которые не относятся собственно к разработке, но тем не менее нуждаются в существенной поддержке со стороны системного инженера, особенно в ситуации, когда возникают непредвиденные проблемы, требующие срочного решения. Кроме того, непрекращающийся технический прогресс нередко вызывает необходимость в модернизации системы без вывода из эксплуатации, а для решения этой задачи системная инженерия может понадобиться не в меньшей степени, чем на стадиях разработки концепции и инженерно-технических решений. Данная стадия частично соотносится со стадией производства и развертывания и полностью - со стадией эксплуатации и сопровождения в модели МО США.
Постразработческая стадия для новой системы начинается после того, как система успешно пройдет процесс испытаний и аттестации, который иногда называют приемочными испытаниями*, и будет одобрена для производства и последующей эксплуатации. Хотя основная разработка уже завершена, системная инженерия продолжает играть важную обеспечивающую роль в этой работе.
Соотношения между основными стадиями жизненного цикла системы показаны в графической форме на рис. 4.3. Здесь мы видим принципиально важные входы и выходы для каждой стадии. Надписи над блоками относятся к потоку информации в виде требований, спецификаций и документации, начиная с практических нужд. Входы и выходы под блоками соответствуют шагам эволюции формальных представлений (описаний, чертежей, документации) инженерно насыщенной системы от концепции до ввода в эксплуатацию. Видно, что с продвижением по жизненному циклу документация и конструкторские решения становятся все более сложными и конкретными. Далее в разделе «Материализация системы» будут обсуждаться различные факторы, затрагивающие этот процесс.