Управление ЖЦ сложных объектов с применением стандартов системной инженерии и смежных дисциплин

1. «Повышение эффективности управления жизненным циклом объектов использования атомной энергии. Системная инженерия» Управление ЖЦ сложных объектов с применением стандартов системной инженерии и смежных дисциплин 2009 г. – Москва, ВНИИАЭС Зиндер Евгений Захарович Президент Фонда ФОСТАС Директор ан. бюро «Группа 24» Батоврин Виктор Константинович Зав. кафедрой ИС МИРЭА Главный консультант Фонда ФОСТАС ФОСТАС «Фонд поддержки системного проектирования, стандартизации и управления проектами» www.fostas.ru, to@fostas.ru +7(495) 601-2049 // 2349, 151-3475

2. Обсуждаемые вопросы 1) Карта мировых процессов стандартизации 2) Роль стандартов системной инженерии в УЖЦ сложных инженерных объектов – на примере ISO/IEC 15288 и связанных с ним документов 3) Проблемы применения стандартов Системной Инженерии

3. Карта мировых процессов стандартизации(применительно к УЖЦ предприятий и сложных инженерных продуктов)

4. МАГАТЭ 2002 1) Долгая жизнь 2) Управление инвестициями: ROI, другие вопросы экономики 3) Соответствие гос. политике 4) Бизнес-управление 5) Техническое управление 6) Безопасность 7) Обслуживание ------------------ + спуск на уровень систем, подсистем и компонентов. Особо выделяются: Управление циклом «топливо/отходы», лицензирование • УЖЦ – это интеграция управления безопасностью, старением, решений в бизнес-управлении и экономических соображений в течении всей жизни АЭС для того, чтобы: • поддерживать приемлемый уровень эффективности, включая безопасность, • оптимизировать функционирование, сопровождение и срок службы структур, систем и компонентов, • максимизировать возврат инвестиций за эксплуатационный срок службы АЭС, • отрабатывать стратегические решения национального уровня (включая вывод из эксплуатации), управление фазами выработки топлива и ликвидацией отходов. 2. LIFE CYCLE MANAGEMENT Life cycle management is the integration of • safety management, • ageing management and • business management decisions, • economic considerations over the life of the nuclear power plant in order to: − Maintain an acceptable level of performance including safety. − Optimize the operation, maintenance and service life of structures, systems and components (SSCs). − Maximize returns on investment over the operational life of the nuclear power plant. − Take account of national strategies for life cycle funding (including decommissioning), fuel management and waste management.

5. Какие изменения желательны? Исследуйте результаты. 4. 1. Что мы можем Нужны ли новые наблюдения? предсказать? Если да, планируйте изменения или Цикл pdca инспекции. 3. Измерьте результаты 2. изменений или инспекции Проводите изменения или инспекцию, какую решили, предпочтительно в малых масштабах. Стадия 5.Повторите стадию 1, пользуясь накопленными сведениями. Стадия 6. Повторите стадию 2, и так далее . «Спиральная» история жизни и «Циклы жизни» предприятия на оси времени его трансформацийна примере подхода CPI (и ISO 9000) pdca – «цикл Деминга»: “plan, do, check, act” Pdca-2 Pdca-3 Pdca-N Pdca-1

6. Управление ЖЦ сложных систем и области действия необходимых стандартов – частичный пример Управление инвестициями Управление качеством Управление проектамии программами Управление ЖЦ / архитектурой предприятия Управление ЖЦ ИТ, ИС и ПО Управление ЖЦ в cистемной инженерии Стандарты образовательных систем и продуктов Управление информацией об изделии в его ЖЦ Строительные нормы и правила Стандарты экологической безопасности Стандарты на языки моделирования Стандарты документооборота Стандарты психологической оценки и оценки компетенций … Технические регламенты безопасности РД по стандартизации терминологии, созданию и применению стандартов Управление комплексной безопасностью

7. Соотношение некоторых дисциплин, работающих в Управлении ЖЦ Инженерия предприятия Методология коллективной распределенной разработки (DCD) Инжиниринг предприятия и его бизнеса как системы Системная и программная Инженерия Методология Архитектуры предприятия Динамическое моделирование и визуализация (MSV) Средства и среда MSV Средства и среда DCD Капитал и инфраструктура Управление качеством и совершенствование процессов (Graphic courtesy of BAE Systemsand INCOSE)

8. Стандарты: эффекты использования • ISO: «Один стандарт - одно измерение» – доверие и общий языкдля всех заинтересованных лиц • Обоснованные гарантиидля государственных органов и гражданского общества: нормы безопасности, возможности сертификации (лицензирования) и др. • В контрактах - прозрачность и эффективность управления • Снижение затрат,- в том числе, эксплуатационных • Использование современных подходов исредств проектирования, основанных на принятых стандартах моделирования, и др. • Содействие научно-техническому прогрессу • В ИТОГЕ: Конкурентоспособность– соответствие единым и понятным нормам при работе на целевых рынках

9. Стандарт – нормативный документ, в котором в целях добровольного многократного использования устанавливаются характеристики продукции, правила осуществления и характеристики процессов проектирования (включая изыскания), производства, строительства,монтажа, наладки, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнения работ или оказания услуг(на основе ФЗ Российской Федерации «О техническом регулировании» N184-ФЗ 2002 г. с изменениями 2007 г.) Стандарты разрабатывают, принимают и сопровождают признанные на соответствующем уровне органы стандартизации В основе процедуры разработки и принятия стандартов лежит консенсус Некоторые удачные правила, методы, характеристики, разработанные как отдельные продукты (авторами или компаниями), становятся стандартами де-факто на основе широкой востребованности Стандарты – форма представления зрелого знания Что такое стандарт?

10. Типы стандартов, принятых в практике международной стандартизации • Официальные международные стандарты (De Jury) • стандарты, разработанные официальной международной организацией стандартизации • Стандарты де-факто (De Facto, иногда - Рыночные стандарты) • стандарты, юридический статус которых не определен, но они широко используются на рынке , например, стандарты форматов документовMicrosoft Windows, стандарт схемы процессов создания добавленной стоимости М. Портера • Профессиональные стандарты • стандарты, разработанные в качестве таковых профессиональными организациями и некоммерческими объединениями, например, IEEE, OMG, W3C, PMI • Национальные стандарты • стандарты, разработанные национальными организациями по стандартизации, например, ANSI • Стандарты организаций и своды правил • например, стандарт внутреннего устройства компании, стандарт процесса управления жизненными циклами предприятия, отраслевой свод правил по созданию стандартов организаций в отрасли

11. Что такое стандартизация? • Деятельность по установлению правил и характеристик в целях их добровольного многократного использования, направленная на достижение упорядоченности в сферах производства и обращения продукции и повышение конкурентоспособности продукции, работ или услуг. • Примечание: эта деятельность, главным образом, проявляется в процессах разработки, опубликования и применения стандартов

12. Организация работ по стандартизации

13. Нормативные документы по стандартизации Стандарты Классификаторытехнико-экономической и социальной информации Рекомендации по стандартизации Своды правил по стандартизации Правила по стандартизации Технические условия Регламенты Международные стандарты Региональные стандарты Национальные стандарты Стандарты организаций Состав документов по стандартизации

14. Принцип добровольности • В области стандартизация действует принцип добровольности, т.е. согласно международным нормам механизмы административного принуждения в этой сфере деятельности принципиально не используются • Важнейшим следствием принципа добровольности является то, что соблюдение и выполнение норм, правил и других требований установленных в стандартах не является обязательным

15. Роль стандартизации(на примере ИКТ) • По данным ИСОсегодня стандартами ИКТ пользуются около1 миллиарда человек, а к 2020 г. число таких пользователей может достигнуть 3 миллиардов человек Источник: SC 7 Business Plan (2007)

16. Официальные международные организации стандартизации

17. Дополнительная ценность стандартов ISO • Дополнительную ценность официальным международным стандартам ISO придает то, что они представляют: • международный консенсус, достигнутый в очень скрупулезном и единообразном процессе • совокупность соглашений и/или технических требований или практик, которые относительно стабильны • документы, процесс разработки которых значительно усложняет захват контроля над проектом стандартизации со стороны индивидуальных интересов, особенно если вопрос является спорным

18. Объединенный технический комитет 1 • В 1988 году ISO и IEC создали Объединенный Технический Комитет 1(JTC 1), сферой деятельности которого была определена стандартизация в области информационных технологий • Согласно мандату JTC1 информационные технологии включают специфицирование, проектирование и разработку систем и средств, связанных со сбором, представлением, обработкой, безопасностью, передачей, обменом, управлением, организацией, хранением и поиском информации

19. Место JTC1 ISO IEC JTC 1информационные технологии Около 200 технических комитетов ISO Около 180 технических комитетов и подкомитетов IEC Подкомитет SC 7Системная и программная инженерия Около 30 подкомитетов JTC1

20. Управление качеством (TC 176)) Индустриальная инженерия ПРОГРАММНАЯ И СИСТЕМНАЯ ИНЖЕНЕРИЯ Управление проектами (PMI) Прикладные домены (различные TC) Компьютерные науки Безопасность (IECTC65) Надежность (IECTC65) SC7 – Программная и системная инженерия • Стандартизация процессов, инструментов и технологий сопровождения для разработки программных продуктов и систем • Основные партнеры: Ecma International, IEEE, INCOSE, IPMA, NATO, OMG, PMI

21. Особенности развития стандартов ISO/JTC1/SC7 • Повышение целостности системы стандартов: • горизонтальная гармонизация стандартов (процессы-зрелость-качество) • вертикальная гармонизация стандартов (системы-домены-отдельные процессы) • межотраслевая гармонизация стандартов(SC7-IEEE-INCOSE-ITU) • Развитие методологических основ: • системный и процессный подходы • от стандартов информационных технологий к стандартам системной и программной инженерии • своды знаний и руководства • словарь • базовые модели

22. Словарь (ISO 24765)Cводы знаний (ISO 19759-SWEBOK, SEBOK, PMBOK) МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОЦЕНКА И СЕРТИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ ПРОЦЕССОВ Управление ЖЦ(ISO 24748, ISO 24774) Процессы ЖЦ систем и СИ(ISO 15288, ISO 26702 и т.д.) ISO 15504,ISO 20000 (ITIL), CMMи т.д. ISO 9000,ISO 90005, CoBIT и т.д. … ЖЦ ПС(ISO 12207,ISO 15271и.т.д.) Процессы HSI(ISO 18529) Методы и средства реализации и моделирования Взаимосвязь стандартов системной инженерии

23. Взаимосвязь между стандартами системной инженерии по ISO/JTC1/SC7

24. TC 184 – Системы автоматизации и интеграция • Стандартизация в области систем автоматизации и их интеграции в целях разработки, обеспечения, производства и транспортировки, поддержки, сопровождения и вывода из эксплуатации продукции и относящихся к ней услуг. • Области стандартизации включают информационные системы и робототехнику в индустриальных и особых неиндустриальных средах, программное обеспечение для автоматизации и управления и технологии интеграции.

25. SC 4 Industrial Data PPC Policy & planning committee WG1 Modeling & Architecture QC - Quality Committee MT1 Communications & Interconnections WG2 Part Library WG4 Manufacturing Software & Environment WG3 Product Modeling WG5 Application Integration Frameworks JWG8** Industrial manufacturing management data WG6 Application Service Interface JWG9 Electrical & electronic applications WG7 Diagnostics/Maintenance/Control Integration JWG8** Industrial manufacturing management data WG11 Express language, implementation methods JWG15 Enterprise-Control System Integration WG12 Common resources SG1 Vocabulary and terminology Структура TC 184 ISO 10303 ISO 15926 Стандарты архитектуры систем ISO/TC 184 Industrial Automation Systems & Integration SC 1 Physical Device Control SC 5 Architecture, Communications & Integration Frameworks SC 2 Robots for Manufacturing Environments Advisory Group WG4 NC Programming Languages PT1 Revision of ISO 10218 WG7 Data modeling for integration of physical devices WG8 Distributed installation in industrial applications

26. CALS – SPEP – PLIB – … • CALS (Continuous Acquisition and Life cycle Support) – ИПИ - непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла Ростехрегулирование: Номер ТК 459  Наименование ТК Информационная поддержка жизненного цикла изделий  • Председатель ТК Якимов Олег СерафимовичМесто работы: КВФ "Интерстандарт"Должность: директор Департамента нормативного обеспечения • Соответствующая международная организация по стандартизации Технические комитеты ИСО TC 184/SC 4Промышленная информацияJTC 1ИСО/МЭК "Информационные технологии« Технические комитеты МЭК TC 93Design automation  Представитель Ростехрегулирования в МТК  Управление Ростехрегулирования Управление технического регулирования и стандартизации  НИИ системы Ростехрегулирования ФГУП "ВНИИНМАШ" 

27. Влияние IEEE на развитие современных технологий: Публикует около 30 процентов мировой литературы в области электротехнической и электронной инженерии и компьютерных наук Ведет разработку международных стандартов, которые поддерживают многие современные технологии, при активном участии IEEE разработано и разрабатывается более 1300 стандартов Является спонсором или соучредителем более 850 международных конференций, на которых обсуждаются последние достижения в области науки и технологий 13 мая исполнилось 125 лет со дня основания института инженеров электротехники и электроники (Institute of Electrical and Electronics Engineers – IEEE) - одной из старейших международных профессиональных организаций, объединяющей специалистов в области электронной промышленности, телекоммуникаций, компьютерных приложений, бытовой электроники и многих других прикладных дисциплин Институт инженеров электротехники и электроники

28. Международныйсовет по системной инженерии • INCOSE – интернациональная организация, сосредоточенная на развитии методологии и практики системной инженерии в интересах промышленности, науки и образования, а также государственных структур • В составе INCOSE более 6000 индивидуальных членов, 60 коллективных членов из различных стран, 20 рабочих групп, а также 60 отделений, действующих по всему миру • INCOSE поддерживает сеть обучения, повышения квалификации и сертификации в области системной инженерии, которая оказывает существенное влияние на стандарты, государственную политику, и университетские образовательные программы

29. Классификация объектов стандартизации по INCOSE Объекты стандартизации Процессы Что следует делать? Например, IEEE 1220, EIA 632, ISO 15288 Лучшая практика (зрелость процессов) Как следует делать? Например, EIA 731, ISO 15504, SE-CMM, CMMI-SE/SW Информация (данные) Какие данные использовать? Например, ISO 10303/AP233, CADAM (architecture data model) Как описывать системные атрибуты? Языки Например, UML, IDEF0, VHDL, IEEE 1471

30. World Wide Web Consortium (W3C) В октябре 1994 Тим Беренс-Ли основал World Wide Web Consortium (W3C) В МТИ (Massachusetts Institute of Technology, Laboratory for Computer Science [MIT/LCS] в сотрудничестве с CERN World Wide Web Consortium (W3C) - международный консорциум разработки стандартов для Веб Известны и важны для моделирования сложных инжинерных объектов не только • версии и семейства стандартов HTML, XML, • но также OWL – стандарт языка онтологий для Web

31. Выбор стандартов De facto корпораций (Microsoft, IBM, HP) De jury(ISO, IEC, ITU) высокая De facto профессионалы,консорциумы (IEEE, TOGAF, W3C) средняя Маркетинговая привлекательность • Принятие решений при создании систем: • обоснованность • своевременность низкая низкая средняя высокая Открытость

32. Роль стандартов системной инженерии в УЖЦ сложных инженерных объектов – на примере ISO/IEC 15288 и связанных с ним документов

33. Предмет системной инженерии Следуя рекомендациям INCOSE отметим, что: • Системная инженерия: • междисциплинарный подход и методика, обеспечивающие создание эффективных систем • на всех этапах жизни системы сосредоточена на всестороннем рассмотрении проблем: • функционирования • характеристик • контроля • производства • затрат и графиков • обучения и сопровождения • утилизации • объединяет различные дисциплины и группы специалистов и сфокусирована на командных усилиях, направленных на формирование хорошо структурированного процесса разработки систем, перекрывающего все аспекты от концепции до производства и последующего функционирования • рассматривает как деловые, так и технические потребности всех клиентов, имея целью создание качественного продукта, отвечающего потребностям пользователей

34. Роль стандартов системной инженерии в управлении ЖЦ • Стандарты системной инженерии: • формируют основу для описания и определяют принципы моделирования ЖЦ систем • устанавливают множество процессов ЖЦ систем, их содержание и соответствующую терминологию • рекомендуют объекты и субъекты управления • описывают собственно процесс управления и требования к нему • содержат примеры

35. Назначение стандарта ISO/IEC 15288 • Установление общих основ для описания ЖЦ систем, созданных людьми, включая формирование единой структуры для установления и развития связей и кооперации между сторонами, создающими и использующими современные системы и управляющими ими в целях совместной согласованной работы • Установление множества детально определенных процессов ЖЦ систем и соответствующей терминологии • Обеспечение процессов, охарактеризованных в терминах целей и результатов, являющихся итогом успешной реализации этих процессов, и поддерживающих определение, контроль и совершенствование процессов ЖЦ, используемых внутри организации или в рамках какого-либо проекта

36. Особенности использования стандарта ISO/IEC 15288 • Стандарт может использоваться: • организацией– для формирования среды необходимых процессов и оценки соответствия между заявленной и утвержденной моделью ЖЦ и ее конкретной реализацией • проектировщиками…, заказчиками и поставщиками… • Стандарт не детализирует процессы ЖЦ в терминах методов и процедур, необходимых для удовлетворения требований и достижения результатов процесса • Стандарт не устанавливает нормативных требований к моделям ЖЦ

37. Принципы моделирования ЖЦ в стандарте ISO/IEC 15288 • Стандарт определяет три основных принципа, связанных с моделированием ЖЦ систем: • система в течение жизни проходит через определенные стадии (модель ЖЦ должна состоять из стадий); • на каждой стадии ЖЦ должны быть доступны системы обеспечения (они способствуют достижению результатов запланированных для стадии); • стадии ЖЦ должны характеризоваться: • технологичностью и осуществимостью, • удобством и простотой реализации, • возможностью поддержки.

38. Процесс управления моделью ЖЦ в стандарте ISO/IEC 15288 • Цель процесса управления ЖЦ системы заключается в отборе, сопровождении и обеспечении доступа к принятым организацией в соответствии со стандартом ISO/IEC 15288 политикам, процессам ЖЦ, моделям ЖЦ и процедурам • В результате реализации процесса формируются относящиеся к ЖЦ политики, процессы, модели и процедуры, которые соответствуют целям организации и четко определены, адаптированы, усовершенствованны и сопровождаются для удовлетворения потребностей отдельных проектов, реализуемых организацией • Отобранные процессы ЖЦ должны отвечать природе проектов, реализуемых организацией и осуществляться посредством эффективных, апробированных методов и средств

39. Пример управления ЖЦ в стандарте ISO/IEC 15288

40. Взаимосвязь ЖЦ целевой системы и ЖЦ систем обеспечения в стандарте ISO/IEC 15288

41. Проблемы применения стандартов системной инженерии

42. INCOSE Systems Engineering Vision 2020 – «Видение системной инженерии до 2020 года» «Негативные тенденции, влияющие на состояние практики системной инженерии, лежат в диапазоне от отсутствия ценности системной инженерии до неадекватного ее восприятия как "серебряной пули". … практика системной инженерии не всегда хорошо определяет и сбалансировано интегрирует факторы, отличные от аппаратного и программного обеспечения. Некоторые практические методы не признают роли людей в системах, а также тот факт, что объекты, процедуры, процессы и даже сущности природного характера могут быть значительными частями систем.»

43. Стандарты системной и программной инженерии, Архитектуры предприятия –второй виток Стандарты системной и программной инженерии, Архитектуры предприятия – первый виток ISO, ISO/IEC(+IEEE, EIA) ?! ГОСТ Р ИСО/МЭК, ГОСТ Р ИСО… ISO, ISO/IEC ?! ?! Второй разрыв Первый разрыв Ситуация «Большого разрыва» ГОСТ 34 Продолжающаяся практика ГОСТ 24 ГОСТ 19 1988-92 г.г. 1995-2002 г.г. 2005-2008 г.г. 77-80 г.г.

44. Если до сих пор не преодолен разрывпосле 1-го витка, то оба разрыва «в один прыжок» тем более не преодолеть

45. См. СУБД № 3 1997 г. Оптимальный сценарий преодоления разрыва На основе пригодных частей «старых» и «новых» стандартов делать - (а) «Отраслевые» руководства по стандартизации, затем • (б) СтО - стандарты организации • (в) стандарты проекта (СтПр) Дешевле (~10% затрат каждому предприятию в объединении) Можно уменьшить: Культурный разрыв, Разрыв с историей • В каждом случае нужно делать конкретный выбор – • насколько уменьшать разрыв с историей (на своем предприятии) и проф. культурой? • в какой мере сохранять универсальность исходных рамочных стандартов?

46. О «стандартах отрасли» (ФЗ 184: «своды правил»), организаций (предприятий) и проектов Международный Стандарт Международный Стандарт Национальный Стандарт Национальный Стандарт ?! Система стандартов Комплекс РД ?! Стандарт (РД) Отрасли Стандарт (РД) Отрасли СтО СтО СтО СтО СтО СтО Предприятие Предприятие Предприятие СтПр СтПр СтПр СтПр СтПр СтПр

47. Заключение

48. Особенности междисциплинарной отраслевой стандартизации Необходимы: • Общее руководство, обеспечивающее создание и сопровождение Системы стандартизации, комплексность подхода и хорошее согласование разных стандартов уровня отрасли и организаций • Вертикальное деление по отдельным дисциплинам и направлениям стандартизации • Горизонтальные связи в проектах разработки и гармонизации стандартов отрасли и организаций • Использование признанных методик, в первую очередь – ISO и IEEE, создания и сопровождения систем стандартизации (с управлением ЖЦ стандартов!)

49. ПРИМЕРНЫЕ организационные структуры как инструменты УЖЦ для предприятий и изделий большого объединения / отрасли • Центр стратегического маркетингового и технического планирования • Совет по инвестициям • Совет главных конструкторов/проектировщиков • Центр по разработке и развитию методик управления ЖЦ АЭС (включая создание/приобретение автоматизированных систем УЖЦ) • Совет и Служба стандартизации • Центр разработки типовых решений и изделий • Комплексная Система непрерывного профессионального образования (руководители, специалисты, операторы) • Проектные офисы, в том числе - на АЭС

50. Спасибо за внимание! ВОПРОСЫ? • Фонд ФОСТАС (495)601-2049, 151-3475 www.fostas.ru