Введение
Руководство по системной инженерии для инженеров-менеджеров наставляет фундаментальному методу работы: системной инженерии как способу изменения мира к лучшему. Поначалу системная инженерия развивалась главным образом в сложнейших аэрокосмических проектах, в инженерии транспорта, отличаясь от традиционных видов инженерии тем, что опиралась на системный подход, позволяющий увязать в одном инженерном проекте мышление об объектах самого разного масштаба — от маленького винтика в самолёте до огромного аэропорта, поддерживающего самые разнообразные перевозки самолётами. Сегодня практически все инженерные разработки в мире для систем самого разного масштаба (от отдельных веществ в химическом синтезе или деталей из какого-то однородного материала до обществ или даже человечества в целом, что позволяет говорить о «безмасштабности») делаются с использованием подходов системной инженерии: в них выделяются разработка концепции использования, концепции системы, архитектуры системы, управление версионированием и конфигурацией, делаются инженерные обоснования. Кроме безмасштабности современная системная инженерия опирается на третье поколение системного мышления, которое выходит за рамки одного жизненного цикла на идеи эволюции/развития, и поэтому в руководстве описана эволюционная/непрерывная инженерия: метод эволюционной/непрерывной разработки, непрерывного принятия архитектурных решений, непрерывного ввода в эксплуатацию системы. Системы создаются, а затем эволюционируют/развиваются как виды/species в непрерывно меняющемся окружении.
Руководство даст представление о том, чем занимаются инженеры в своей работе, даже если они не называются «инженеры» (например, менеджеры — это инженеры предприятия, врачи — инженеры человеческого тела, агрономы — инженеры урожая, продвиженцы — инженеры клиентуры). Особенность руководства в том, что оно даёт кругозор по созданию систем самой разной природы, которые не всегда сегодня ассоциируются с инженерной работой: простых механических систем без встроенных компьютеров (уровень «вещества»), киберфизических систем (со встроенным компьютером), живых существ (от бактерий и растений через животных до человека, взятого как биологическое существо, включая генную инженерию и медицину как методы инженерии живых существ), личностей (психология и образование как инженерные методы), организаций (системный менеджмент как инженерия предприятия), сообществ (строительство сообществ, маркетинговые кампании для инженерии клиентуры), обществ (госстроительство, политика как социальная инженерия), человечества в целом.
Тем самым освоить работу по нашему руководству предлагается не только «классическим» системным инженерам киберфизических систем, которые планируют далее освоить ещё много других прикладных методов работы, чтобы профессионально заниматься инженерией гаджетов, ракет и термоядерных реакторов, но и менеджерам, интересующимся тем, что делают в проекте инженеры (и эти менеджеры обнаружат, что они заняты системной инженерией непрерывно изменяющихся организационных систем) и предпринимателям-основателям предприятий (они, оказывается, тоже занимаются инженерией предприятий, но в предметах их интереса концепция использования целевой системы этого предприятия), а также представителям всех остальных профессий, которые занимаются изменениями мира: от агрономов и маркетологов до разработчиков софта и политиков (они тоже занимаются инженерией систем, просто их системы другой природы, нежели у классических «железных», программных инженеров и менеджеров).
Наше руководство уникально, ибо на данный момент большинство современных монографий, стандартов, учебников и руководств «железной» системной инженерии (systems engineering) хорошо доносят идею безмасштабности как применимости одних и тех же методов разработки, основанных на применении системного подхода в инженерии для самых разных систем самых разных масштабов, в том числе традиционно не понимаемых как инженерные. Но они основаны на предыдущем, втором поколении системного мышления: создатели в их графе однократно создают систему, а затем сдают её в эксплуатацию, что отражается в понятии «жизненный цикл системы» с упором на разовое введение в строй какой-то большой системы (например, атомной станции). Современные монографии, стандарты, учебники и руководства программной инженерии (software engineering), наоборот, хорошо передают эволюционный/agile/непрерывный характер разработки, идею непрерывного уточнения изменяющегося окружения уже работающей системы, уточнения потребностей внешних проектных ролей и непрерывный ввод в эксплуатацию всё новых и новых возможностей/features/traits для уже работающей системы. Но они абсолютно провальны в показе общеприменимости идей инженерной разработки к самым разным видам систем, ограничиваются только программными системами.
Наше руководство даёт гармонизированное (результат концептуального синтеза[1]) представление как о безмасштабности современной системной инженерии, так и о её эволюционном характере. Конечно, через некоторое время появится много литературы, которая закроет этот разрыв «железной» и программной инженерий, но пока «лучшее из двух миров» собрано именно в нашем руководстве, плюс обобщено на другие виды инженерий (менеджмент организаций и сообществ, учебные проекты, и т.д.).
В руководстве даётся основное представление о методах инженерии систем самой разной природы на самом высоком уровне абстракции, удобном для соотнесения этих методов для этих разных видов — начиная от традиционных для инженерии прошлого простых механических систем через сегодняшние киберфизические системы к живым организмам, личности, сложным социотехническим системам (предприятиям) и далее социальным системам — сообществам и обществам.
В руководстве излагается не конкретный вариант метода системной инженерии, принятый, например, в NASA или SpaceX, или полностью соответствующий текущей версии учебника системной инженерии INCOSE, по которому ведётся сертификация профессионалов в системной инженерии, или конкретный метод учебника agile системной инженерии компании Flow. Излагается не метод, который полностью соответствует духу и букве какого-то конкретного одного стандарта методов (они традиционно называются practice) системной инженерии, например ISO 15288:2023. Нужно помнить, что все эти международные и корпоративные стандарты и публичные документы чаще всего привязаны к работе в сложнейших аэрокосмических проектах (системный уровень киберфизической системы), часто устарели, трудно адаптируются к современным проектам, основанным на идеях вроде Lean Startup. Кроме того, эти стандарты подразумевают обучение на многочисленных специализированных курсах в порядке магистерской подготовки профессиональных системных инженеров киберфизических систем, а в нашем руководстве мы даём наставления на уровне фундаментального образования для инженеров и менеджеров на уровне относительно коротких курсов «Foundations of Systems Engineering», это только введение в специальность системного инженера. Для работы инженером в прикладных проектах, конечно, надо учиться дополнительно прикладным методам работы, принятым в вашей организации по соответствующим прикладным учебникам, регламентам, руководствам, инструкциям.
Наставления руководства могут оказаться неожиданными для инженеров, получивших классическое инженерное образование. Так, в руководстве отражается изменение в разделении труда между прикладными разработчиками (визионерами и прикладными методологами), визионерами и архитекторами, появление инженерии внутренней инженерной платформы (уже после выделения DevOps с многочисленными вариациями в самых разных видах инженерии), фактическое исчезновение классической инженерии требований (что вызывает максимальное отторжение у привыкших к работе с требованиями инженеров). Жизнь изменилась, мы не можем излагать в нашем современном руководстве по системной инженерии то, чему учили в вузах нас самих, не можем излагать опыт старых лучших инженерных проектов. Мы консультировались с системными инженерами из компаний-единорогов, чьи продукты используются миллионами людей, и они подтвердили: за последние пять лет ситуация с разработкой требований кардинально изменилась, кардинально изменились методы архитектурной работы, из роли «опытного разработчика» выделилась не только роль архитектора, но и роль методолога. Так что мы просто добавили разъяснений по этим вопросам, но инженерию требований в руководстве не излагаем, как устаревший уже метод работы.
Лучшие инженерные методы появляются сегодня сначала в программной инженерии корпоративных информационных систем (включая инженерию систем с искусственным интеллектом, включая методы инженерии данных), потом заимствуются с некоторым лагом (5-10 лет, хотя сегодня бывает и меньше) оттуда в классические проекты аэрокосмической и транспортной системной инженерии, а затем оказываются общеприменяемыми в самых разных проектах: непрерывное уточнение потребности в системе и разработка концепции использования с определением границ целевой системы и функций системы в её рабочем окружении в рамках стратегирования, непрерывная разработка самой системы прикладными инженерами с обязательным участием методологов, разработка системной архитектуры, обязательность инженерных обоснований, в том числе испытаний и частей системы, и системы в целом, непрерывная интеграция результатов работы самых разных разработчиков, и так далее.
Все эти методы уже абсолютно привычны для программных инженеров, успешно осваиваются работающими классическими «железными» инженерами, но для будущих инженеров, менеджеров и работников самых разных других специальностей (учителей, медиков, продвиженцев) нужно объяснить эти методы, дать их примеры, дать попробовать их применить в рабочем проекте. Первому знакомству с этими методами безмасштабной эволюционной системной рациональной (этот список эпитетов можно продолжать и продолжать) инженерии и посвящено наше руководство.
После освоения системноинженерной работе по нашему руководству вам будет предложено освоить работу по руководствам инженерии личности и системного менеджмента. В этих руководствах вы получите примеры адаптации описания разделения инженерного труда не только по созданию и развитию «железных» и программных систем, но и по развитию личностей, организаций, сообществ. Это тоже кругозорные руководства, для профессиональной работы тоже надо будет осваивать работу по прикладным курсам, руководствам, регламентам, инструкциям. После кругозорного фундаментального образования, конечно, нужно получать профессиональное образование: в реальных проектах на одном кругозоре далеко не уедешь.
Хотя освоение работы по нашему фундаментальному руководству по системной инженерии предполагается первым из инженерной серии руководств (перед освоением руководств по инженерии личности и системному менеджменту), оно возможно только после освоения мышления и работы по руководствам-пререквизитам, то есть руководствам по рациональной работе, системному мышлению, методологии. Из других пререквизитов укажем только на необходимость владения английским языком: вся оригинальная современная литература по системной инженерии доступна только на английском, на русском есть только переводы немногих классических (и поэтому уже устаревших) работ великих системных инженеров прошлого, причём нужно учитывать, что эти работы великих системных инженеров прошлого главным образом будут инженерными работами для относительно простых систем уровня вещества и киберфизической системы, а также там будет однократный «жизненный цикл», а не бесконечная эволюция системы на основе эволюционирующей современной архитектуры, отслеживающей саму возможность длительного развития системы с целью адаптации её к изменениям в жизни. Наше руководство по системной инженерии безмасштабно в отношении целевых систем самой разной природы, эволюционно в отношении инженерного процесса и неантропоцентрично в отношении задействования AI-агентов в качестве исполнителей ролей в инженерном процессе.
Основные наставления руководства изложены с использованием не столько стандартов системной и программной инженерии (они отражают идеи, которые были передовыми больше десяти лет назад, поэтому не отражают произошедшего с тех пор сдвига в эволюционную инженерию, но продолжают использоваться в сильно зарегулированных госорганами больших инженерных проектах создания кибер-физических систем типа атомной электростанции и авианосца, изменений инженерии там можно ожидать очень нескоро), сколько по современной литературе 2017-2025 годов. При этом в руководстве нет фрагментов, сгенерированных AI-системами.
В руководстве даны ссылки на почти два десятка англоязычных учебников и руководств по системной, программной инженерии и инженерии организаций, разъясняющих подробно те или иные положения курса. Больше половины этих учебников и руководств отсылают к примерам из программной инженерии, но мы надеемся, что при их изучении будут учтены идеи безмасштабности и применимости к системам самой разной природы (а идеи эволюционности/непрерывности разработки в них всех уже есть).
Руководство не делает акцента на моделеориентированную[2] системную инженерию, ибо сегодня другой системной инженерии уже не бывает, вопрос лишь в выборе уровня формальности моделирования, а также опоры на самые разные языки моделирования. Эти языки системного моделирования отнюдь не все относятся к визуальным языкам начала 21 века, принятым для больших окологосударственных проектов классической системной инженерии. Упор делается инженерное моделирование с использованием low code систем (productivity tools, гибриды электронных таблиц и баз данных, типа excel в его современных версиях, coda.io, notion.so), а также всевозможных прикладных инженерных моделеров и систем автоматизации проектирования. Использованию AI не уделяется специальное внимание, это считается само собой разумеющимся.
История руководства начинается с 2012 года, когда автор начал чтение односеместрового курса «Введение в системную инженерию» (Foundations of Systems Engineering) на межфакультетской (впоследствии — межвузовской) кафедре технологического предпринимательства МФТИ. Буквально на следующий год курс был поделен на семестровый курс системного мышления, и отдельно — семестровый курс системной инженерии. Обучение на кафедре по этим курсам затем продолжили выпускники программы (Михаил Бухарин и Илья Бурдин). В Школе системного менеджмента работа над курсом продолжилась, несколько лет там курс «Системная инженерия» на базе курса системного мышления читал Вячеслав Мизгулин. В 2022 году было окончательно сформировано видение опоры курса системной инженерии на интеллект-стек методов фундаментального мышления, уделено особое внимание безмасштабности и нейтральности по отношению к самым разным видам систем, а также отражён эволюционный характер инженерии, окончательный отход от «водопадной» модели с её одним стадийным «жизненным циклом». В кооперации между Школой системного менеджмента и Русским отделением INCOSE была создана рабочая группа из инженеров, имеющих и опыт преподавания системной инженерии, и опыт руководства системноинженерными проектами, и опыт применения интеллект-стека методов фундаментального мышления к системам самых разных уровней. Рабочую группу возглавил К.Гайдамака, научным руководителем стал А.Левенчук. Версия курса 2022 года стала результатом работы этой группы, в которой прошло множество плодотворных обсуждений. Текст в итоге написан А.Левенчуком.
В 2023 году мы исправили много опечаток и заменили некоторые источники литературы в курсе на более современные, а в 2025 полностью переписали курс, чтобы согласовать его с терминологическими новациями курсов-пререквизитов, а также добавить роль прикладного методолога (функционального проектировщика, процессного инженера) в разделении инженерного труда. Более чётко в этой версии курса был прописан и эволюционный характер современной инженерии на основе расширенного эволюционного синтеза (eco-evo-devo). Весной 2025 года также «курс» превратился в «руководство», а «материалы курса» в «наставления руководства» что более точно отражает нацеленность текста на рабочий, а не чисто учебный контекст.
Это новое видение нашего руководства с учётом руководств-пререквизитов отразило в том числе и опыт многочисленных попыток преподавать какие-то основы системной инженерии в самых разных вузах: поскольку часы в программе на пререквизиты к освоению работы по руководству не были предусмотрены, большинство этих попыток оказались неудачными. Идеи безмасштабности и включению в предмет системной инженерии работы с живыми существами, организациями, сообществами и обществами вошли, в частности в INCOSE VISION 2035. В программной инженерии массовые изменения по линии непрерывности разработки прошли с переходом на микросервисные архитектуры, это стало массовым и отразилось в учебной литературе приблизительно с 2017 года (хотя сами идеи обсуждались ещё с момента выхода Agile manifesto в 2003 году). Системное мышление, которое в третьем своём поколении вышло за пределы жизненного цикла и включило в себя идеи эволюции, базирующиеся на общих физических законах, как раз помогает в понимании этого направления развития инженерных методов.
Спасибо Роману Варьянко за корректуру и ценные содержательные замечания.
Замечания и предложения по наставлениям руководства можно давать в чат поддержки программы рабочего развития инженеров-менеджеров https://t.me/systemsthinking_course (общий для руководств по рациональной работе, системного мышления, методологии, системной инженерии, инженерии личности, системного менеджмента), там вы можете не только задать вопросы инженерам-менеджерам, дать предложения авторам руководства. Наставления руководства регулярно обновляются, ибо системная инженерия быстро развивается, а руководство уделяет особое внимание работе по современным её методам, а не работе по-старинке (в инженерии старинными будут сегодня методы буквально пятилетней давности).
Без различения model-based и model-driven. ↩︎