Проблемы современной инженерии

Сложность современных проектов: до 10 млн. деталей (нефтяная платформа), проект существует до 100 лет;

До 1000 контракторов на один проект, у каждого контрактора свой язык;

Мультидисциплинарность;

Требования и спецификации проекта приходят с самых разных сторон и непрерывно меняются;

Каждый проект стал «вавилонской башней».

Что дает системная инженерия

По данным INCOSE:

8% затрат на внедрение системной инженерии дают выигрыш в 20% стоимости проектов, и на 50% увеличивают вероятность окончания проекта в срок. Это достигается через введение общего языка, описывающего проект, сознательный сдвиг усилий на ранние стадии проекта, где цена ошибки экспоненциально меньше.

Стадия обнаружения ошибки Коэффициент стоимости ошибки

Требования x1 (единица отсчета)

Проектирование x5

Строительство x12

Проверки x40

Функционирование x250

Новизна

Интеграция разных идей в одной организационной системе на уровне международного стандарта;

Использование этих идей в организации можно обсуждать и проверять.

 

Универсальность системной инженерии

Системная инженерия применима к любым рукотворным системам любой области человеческой деятельности (включая организации, сервисы, сами системы стандартизации).

Охватывает полный цикл жизни (например: замысел, разработка, производство, использование, поддержка и вывод из эксплуатации).

Учитывает необходимость контрактации (приобретения и поставки продуктов и услуг)

Охватывает использование внутри организаций и между организациями (в «расширенной организации» проекта)

Включает в процессы людей, оборудование, компьютеры, софт (ссылается на связанный стандарт ISO 12207 – жизненный цикл софта)

Применяется параллельно, итеративно и рекурсивно для различных частей системы

Учитывает особенности композиции любых систем – встроенных, автономных, интегрированных и любых других, сложных и простых

Происхождение

Совместная разработка ISO и IEC, активное участие INCOSE;

Начало работ в 1996, версии в 2002, 2005 (ГОСТ Р ИСО/МЭК 15288-2005), 2008;

Призван гармонизировать так называемое «болото стандартов» системной инженерии (многочисленные стандарты, принятые различными военными ведомствами, государствами, отраслевыми организациями стандартизации).

Некоторые термины

Система – совокупность взаимодействующих элементов, организованных для достижения одной или более провозглашенных целей (предоставления продукта или услуги)

Зафиксированный вариант (Baseline) – вариант спецификации или самой системы (продукта, услуги), прошедший формальное согласование и утверждение, являющийся основанием для дальнейшего развития, изменения в который могут быть внесены только через формальную процедуру

Организация – человек или группа людей, сооружений и оборудования, для которых определены ответственность, полномочия и взаимоотношения (адаптировано из ISO 9000:2005). Часть организации (даже один человек) или группа организаций – тоже организация, если в ней есть ответственность, полномочия и отношения

Процесс – набор взаимосвязанных или взаимодействующих действий, преобразующих входы в выходы (из ISO 9000:2005). Процессы состоят из действий (activities), а действия – из задач (tasks)

Продукт – результат процесса (ISO 9000:2005)

Проект – мероприятие с определенными критериями начала и окончания, предназначенное для создания продукта или услуги с учётом определённых ресурсов и требований (адаптировано из ISO 9000:2005). Может быть рассмотрен как уникальный экземпляр процесса, состоящий из скоординированных и управляемых действий, и может включать действия из Проектных процессов и Технических процессов, определенных в ISO 15288

Приёмка (Validation) – подтверждение, что система удовлетворяет пользовательским требованиям.

Проверка (Verification) – подтверждение, что специфицированные к системе требования выполняются.

Обеспечивающая система (Enabling system) – система, поддерживающая работу рассматриваемой системы на протяжении каких-либо стадий её жизненного цикла, но не вносящая прямого вклада в её работу на стадии эксплуатации.

 

Выводы по теме

1. Определение системной инженерии.

2. Проблемы современной инженерии

3. Описаны основные аспекты подтверждающие универсальность системной инженерии

Вопросы для самопроверки

1. Дайте определение системной инженерии.

2. Перечислите проблемы современной инженерии.

3.Дайте определение основным терминам, использующимся в системной инженерии.

РАЗДЕЛ 2. ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

Тема 2. Жизненный цикл и этапы разработки программного обеспечения

 

План лекции

2.1. Подход жизненного цикла

2.2. Этапы жизненного цикла программного обеспечения

2.2.1 Постановка задачи

2.2.2 Анализ требований и определение спецификаций

2.2.3 Проектирование

2.2.4 Реализация

2.2.5 Сопровождение

 

Подход жизненного цикла

Жизненный цикл (ЖЦ) системы представляет собой эволюцию (прогресс, развитие) системы через смену ее состояний от первичного замысла до прекращения ее существования. Использование этого понятия означает применение к системе подхода жизненного цикла.

Подход жизненного цикла – это подход, методы (онтология и нотация описания) которого требуют при рассмотрении и описании системы рассматривать и описывать ее как проходящую во времени через ряд состояний. Эти состояния от появления первичного замысла и до прекращения существования системы необходимо учитывать при принятии любых решений по поводу изменения системы с учетом их последствий на протяжении всего времени ее существования.

Рассмотрим примеры подходов, не являющихся подходами жизненного цикла. Это подходы, не акцентирующие внимания на единстве системы во времени, то есть не рассматривающие систему как единый 4D («четырехмерный», пространство 3D+время) объект. Для таких подходов характерно отдельное рассмотрение множества целевых систем – проект, строительная площадка, готовый объект, реконструкция, ремонт. Решения по поводу этих систем принимаются без учета их дальних последствий. Типовые ошибки, допускаемые при таких подходах: при подготовке описания проекта принимают во внимание функционирование объекта, но забывают о потребностях, как стройки, так и отдаленной во времени реконструкции; или во время стройки считают возможным допускать отклонения от описания проекта без внесения в него изменений.

В рамках подхода жизненного цикла вводится понятие стадии жизненного цикла, как определенного периода в развитии (эволюции) системы, отличающегося более-менее стабильным состоянием системы, нахождением системы в какой-то определенной форме (замысла, проекта, собираемой конструкции, заказанного у различных поставщиков оборудования, эксплуатируемого объекта и т.д.).

Понимаемые таким образом стадии не обязаны следовать строго друг за другом, они могут накладываться во времени (например, проект здания существует не только до строительства, но и во время него). Однако начало и конец каждой стадии жизненного цикла должны быть отмечены принятием специального решения полномочными стейкхолдерами системы. Конкретный состав стадий и их связи определяются спецификой, как целевой системы, так и используемого процессного подхода.

Совокупность процессных описаний, получаемых при применении подхода жизненного цикла к системе, называется описанием жизненного цикла. Описание жизненного цикла состоит из описаний процессов, изменяющих систему на каждой стадии жизненного цикла и тем самым проводящим систему через ее эволюцию.

Если методы описания приводят к появлению датацентрического описания, функционирующего как полноценная учетная система, то можно говорить о создании информационной модели жизненного цикла системы.

Применение процессного подхода к описанию жизненного цикла приводит к необходимости при описании жизненного цикла и его составляющих описывать процессы, протекающие в системе. Процесс «управление жизненным циклом» состоит из подпроцессов, соответствующих различным стадиям жизненного цикла. Переход от одной стадии к другой приводит к постадийной эволюции системы.

Стандарт ISO/IEC 15288:2008 «Systems and software engineering  System life cycle processes» задает в рамках объединения процессного подхода и подхода жизненного цикла набор конкретных опорных описаний отдельных процессов, применяемых к целевой системе при ее продвижении по стадиям жизненного цикла. Стандарт ISO/IEC 15288:2008 – процессный стандарт жизненного цикла, включающий:

1. Конкретный процессный подход жизненного цикла, предписывающий:

- идентификацию систем и их окружения;

- идентификацию стейкхолдеров, их интересов;

- использование некоторых методов описания процессов (онтологий и нотаций описания).

2. Опорные описания групп процессов жизненного цикла, организованных как:

- процесс «Управление жизненным циклом системы X», состоящий из

- процессов «Управление Стадией N жизненного цикла системы X».

- процесс «Управление Стадией N жизненного цикла системы X», состоящий из 25 обязательных процессов жизненного цикла для стадии N жизненного цикла системы X.

Примером иного стандарта управления жизненным циклом может, например, служить стандарт МАГАТЭ IAEA-TECDOC-1305. Этот процессный стандарт содержит указание на другие методы описания процессов, свой конкретный набор стадий жизненного цикла АЭС и иной набор архитектурных описаний процессов ЖЦ.

Для интеграции требований разных стандартов управления жизненным циклом, предписывающих различные группы описаний процессов жизненного цикла, может быть применена конструкция тематической группы описаний архитектурного подхода ISO 42010, как это описано в Приложении D ISO 15288:2008 на примере специальных свойств. Для доказательства того, что система обладает определенным набором специальных свойств (безопасности, ремонтопригодности, качества и т.п.) из описаний процессов базового подхода (например, подхода ISO 15288:2008) делаются специальные выписки практик и результатов, адресующие те специальные интересы стейкхолдеров, для которых и были разработаны соответствующие отраслевые стандарты (например, IAEA-TECDOC-1305 в случае АЭС). Стейкхолдер (Stakeholder) – это заинтересованная сторона. Это лицо или организация, имеющие права, долю, требования или интересы к системе или использованию ее свойств. Эти группы выписок являются не самостоятельными описаниями процессов, а процессными выписками – выборками (возможно, расширенными) тех частей основных описаний процессов, которые адресуют специальные интересы, т.е. обеспечивают достижение нужных специальных характеристик. Реализуемость такого подхода к проблемам безопасности или качества может быть обоснована тем, что обеспечение качества или безопасности не только являются предметом отдельных процессов, но и определяются обязательными практиками при осуществлении всех процессов жизненного цикла системы.

Нужно также добавить, что процессы, как любые системы, сами проходят жизненный цикл: их задумывают, проектируют, потом идет постановка процессов (претворение процессных норм в жизнь) и т.д. Цикл жизни процесса – это его прохождение по уровням зрелости. Уровни зрелости процесса составляют его стадии жизненного цикла, на которых описание процесса имеет разный нормативный статус (от отсутствия описания, к описанию процессов as is, далее к обязательному выполнению описаний как нормы, далее к постоянному пересмотру и улучшению нормативных описаний).