Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Система систем - это совокупность ориентированных на задачи или выделенных систем, которые объединяют свои ресурсы и возможности вместе, чтобы создать новую, более сложную систему, которая предлагает больше функциональности и производительности, чем просто сумма составляющих систем. В настоящее время системы систем - это критически важная исследовательская дисциплина, для которой системы отсчета, мыслительные процессы, количественный анализ, инструменты и методы проектирования являются неполными. [1] Методология определения, абстрагирования, моделирования и анализа системы системных проблем обычно называется системой системной инженерии .

Обзор

Обычно предлагаемые описания - не обязательно определения - систем систем [2] приводятся ниже в порядке их появления в литературе:

  1. Объединение систем в единую систему систем обеспечивает возможность взаимодействия и синергизма командования, управления, компьютеров, связи и информации (C4I) и систем разведки, наблюдения и разведки (ISR): [3] описание в области информационного превосходства в современных вооруженных силах. .
  2. Система систем - это крупномасштабные параллельные и распределенные системы, компоненты которых сами являются сложными системами: [4] описание в области коммуникационных структур и информационных систем на частном предприятии .
  3. Система системного образования предполагает интеграцию систем в систему систем, которые в конечном итоге способствуют развитию социальной инфраструктуры: [5] описание в области обучения инженеров важности систем и их интеграции .
  4. Система системной интеграции - это метод разработки, интеграции, взаимодействия и оптимизации систем для повышения производительности в будущих сценариях боевых действий: [6] описание в области интеграции информационно-емких систем в вооруженных силах .
  5. Современные системы, которые составляют систему системных проблем, не являются монолитными, скорее у них есть пять общих характеристик: операционная независимость отдельных систем, управленческая независимость систем, географическое распределение, эмерджентное поведение и эволюционное развитие: [7] описание в области эволюционного приобретение сложных адаптивных систем в армии .
  6. Корпоративные системы системной инженерии ориентированы на объединение традиционной системной инженерии с корпоративной деятельностью по стратегическому планированию и инвестиционному анализу: [8] описание в области информационных систем на частном предприятии .
  7. Системные системные проблемы представляют собой совокупность трансдоменных сетей разнородных систем, которые, вероятно, будут демонстрировать операционную и управленческую независимость, географическое распределение, а также возникающее и эволюционное поведение, которое не было бы очевидным, если бы системы и их взаимодействия моделировались отдельно: [9 ] описание в области национальной транспортной системы, комплексных военных и космических исследований .

Взятые вместе, все эти описания предполагают, что для улучшения поддержки принятия решений для системы системных проблем необходима полная система инфраструктуры системного проектирования. В частности, необходима эффективная система системной инженерии, чтобы помочь лицам, принимающим решения, определить, будут ли связанные инфраструктура, политика и / или технологические соображения как взаимосвязанное целое хорошими, плохими или нейтральными с течением времени. [10] Необходимость решения системы системных проблем актуальна не только из-за растущей сложности сегодняшних проблем, но также из-за того, что такие проблемы требуют больших денежных и ресурсных вложений с последствиями для нескольких поколений.

Системные темы

Системно-системный подход

Хотя отдельные системы, составляющие систему систем, могут быть очень разными и работать независимо, их взаимодействия обычно раскрывают и предоставляют важные эмерджентные свойства. Эти возникающие модели имеют эволюционирующий характер, который заинтересованные стороны должны распознавать, анализировать и понимать. Система системного подхода не поддерживает определенные инструменты, методы или практики; вместо этого он продвигает новый образ мышления для решения грандиозных проблем, в которых взаимодействие технологий, политики и экономики является основными движущими силами. Системное исследование связано с общим изучением проектирования , сложности и системного проектирования , но также выдвигает на первый план дополнительную проблему проектирования .

Системы систем обычно демонстрируют поведение сложных систем, но не все сложные проблемы относятся к сфере систем систем. Системе системных проблем присуще несколько комбинаций признаков, не все из которых проявляются в каждой такой проблеме: [11] [12]

  • Операционная независимость элементов
  • Управленческая независимость элементов
  • Эволюционное развитие
  • Эмерджентное поведение
  • Географическое распространение элементов
  • Междисциплинарное исследование
  • Неоднородность систем
  • Сети систем

Первые пять черт известны как критерии Майера [13] для определения системы системных вызовов. Остальные три черты были предложены на основе исследования математических последствий моделирования и анализа системных проблем доктором Дэниелом ДеЛаурентисом [14] и его соавторами из Университета Пердью . [15]

Исследование

Текущие исследования эффективных подходов к системным проблемам включают:

  • Создание эффективной системы координат
  • Составление объединительного лексикона [16]
  • Разработка эффективных методологий для визуализации и коммуникации сложных систем [17]
  • Распределенное управление ресурсами [18]
  • Изучение проектирования архитектуры
    • Совместимость [19]
    • Политики распределения данных: определение политики, руководство по проектированию и проверка [20]
  • Формальный язык моделирования с интегрированной платформой инструментов [21]
  • Изучение различных методов моделирования, симуляции и анализа.
  • Изучение различных числовых и визуальных инструментов для фиксации взаимодействия системных требований, концепций и технологий.

Приложения

Системы систем, которые все еще исследуются преимущественно в оборонном секторе, также находят применение в таких областях, как национальный воздушный и автомобильный транспорт [22] и исследование космоса . Другие области, где он может применяться, включают здравоохранение , проектирование Интернета , интеграцию программного обеспечения , а также управление энергопотреблением [19] и энергосистемы. [23] Социально-экологические интерпретации устойчивости, когда разные уровни нашего мира (например, система Земли, политическая система) интерпретируются как взаимосвязанные или вложенные системы, используют системно-системный подход. Можно найти применение в бизнесе для обеспечения устойчивости цепочки поставок.

Образовательные учреждения и промышленность

Сотрудничество между широким кругом организаций способствует развитию системы определения класса системных проблем и методологии моделирования и анализа системы системных проблем. Есть текущие проекты во многих коммерческих организациях, исследовательских институтах, академических программах и государственных учреждениях.

Основными заинтересованными сторонами в разработке этой концепции являются:

  • Университеты, работающие над системой системных проблем, включая Университет Пердью, Технологический институт Джорджии, Университет Олд Доминион, Университет Джорджа Мейсона, Университет Нью-Мексико, Массачусетский технологический институт, Военно-морскую аспирантуру и Университет Карнеги-Меллона.
  • Корпорации, активно участвующие в этом исследовании, такие как MITER Corporation , BAE Systems , Northrop Grumman , Boeing , Raytheon , Thales Group , CAE , Sabre Astronautics и Lockheed Martin .
  • Государственные агентства, которые проводят и поддерживают исследования в области систем исследования и приложений, такие как DARPA , Федеральное управление гражданской авиации США , НАСА и Министерство обороны (DoD).

Например, Министерство обороны недавно создало Национальные центры системной инженерии [24] для разработки формальной методологии системной инженерии для приложений в оборонных проектах.

В другом примере, согласно исследованию архитектуры исследовательских систем , НАСА учредило Управление миссий исследовательских систем (ESMD), чтобы возглавить разработку новой исследовательской «системы-систем» для достижения целей, обозначенных президентом Бушем в 2004 году. Видение освоения космоса.

Ряд исследовательских проектов и акций поддержки, спонсируемых Европейской Комиссией , в настоящее время находятся в стадии реализации. Они нацелены на стратегическую цель IST-2011.3.3 Рабочей программы FP7 ICT (Новые парадигмы для встроенных систем, мониторинга и контроля в направлении разработки сложных систем). В этой цели особое внимание уделяется «проектированию, разработке и проектированию Системных Систем». Эти проекты включают:

  • T-AREA-SoS [25] (Программа трансатлантических исследований и образования по системам систем), цель которой «повысить европейскую конкурентоспособность и улучшить социальное воздействие разработки и управления большими сложными системами в целом ряде областей». секторов путем создания согласованной программы исследований систем систем (SoS) между ЕС и США ".
  • КОМПАС [21] (Комплексное моделирование передовых систем систем), цель которого - предоставить семантическую основу и открытую платформу инструментов, позволяющую успешно и экономически эффективно проектировать сложные SoS с использованием методов и инструментов, которые способствуют построению и раннему анализу моделей. .
  • DANSE [26] («Проектирование для адаптируемости и эволюции в системной инженерии»), цель которой - разработать «новую методологию для поддержки эволюционирующих, адаптивных и итерационных моделей жизненного цикла систем систем, основанных на формальной семантике для взаимодействия SoS и поддерживается новыми инструментами для анализа, моделирования и оптимизации ».
  • ROAD2SOS [27] (Дорожные карты для системной инженерии) с целью разработки «стратегических исследований и инженерных дорожных карт в области системной инженерии и связанных с ними тематических исследований».
  • DYMASOS [28] (динамическое управление физически связанными системами систем), целью которого является разработка теоретических подходов и инженерных инструментов для динамического управления SoS на основе сценариев промышленного использования.
  • AMADEOS [29] (Архитектура для гибкой надежной эволюционной открытой системы с множественной критичностью), целью которой является привнести понимание времени и эволюцию в дизайн системы систем (SoS) с возможным эмерджентным поведением, чтобы установить надежную концептуальную модель , общая архитектурная структура и методология проектирования.

См. Также

  • Наследование
  • Библиотека программного обеспечения
  • Объектно-ориентированное программирование
  • Системная инженерия на основе моделей
  • Разработка корпоративных систем
  • Комплексная адаптивная система
  • Системная архитектура
  • Архитектура процесса
  • Архитектура программного обеспечения
  • Архитектура предприятия
  • Ультра-крупномасштабные системы
  • Структура архитектуры Министерства обороны
  • Новая кибернетика

Ссылки

  1. ↑ Поппер С., Бэнкс С., Каллавей Р. и ДеЛаурентис Д., Системный симпозиум: отчет о летней беседе , 21–22 июля 2004 г., Потомакский институт политических исследований, Арлингтон, США. VA.
  2. ^ частично собрано из: [1] Архивировано 15 октября 2005 г.в Wayback Machine Джамшиди, М., «Системная инженерия - определение», IEEE SMC 2005, 10-12 октября 2005 г.
  3. ^ Манторп Jr., WH, "Развивающийся Объединенная система-оф-систем: инженерные системы вызов и возможность для APL," Johns Hopkins APL Технический Digest, Vol. 17, № 3 (1996), стр. 305–310. [2]
  4. ^ Котов, В. "Системы-системы как сообщающиеся структуры", Лабораторная статья Hewlett Packard Computer Systems HPL-97-124, (1997), стр. 1–15. [3]
  5. ^ Luskasik, SJ " Системы, системы-системы и образование инженеров ", Искусственный интеллект для инженерного проектирования, анализа и производства, Vol. 12, No. 1 (1998), pp. 55-60.
  6. ^ Пей, Р.С., "Системная интеграция (SoSI) - умный способ приобретения армейских систем C4I2WS", Труды Летней конференции по компьютерному моделированию, (2000), стр. 574-579.
  7. ^ Мудрец, AP; Куппан, компакт-диск (2001). «О системной инженерии и управлении системами систем и федерациями систем» (PDF) . Информация, знания, системный менеджмент . 2 (4): 325–345. Архивировано из оригинального (PDF) на 2019-06-04.
  8. ^ Карлок, П. Г. и Р. Э. Фентон. "Системные системы (SoS) Корпоративные системы для информационно-интенсивных организаций", Системная инженерия, Vol. 4, No. 4 (2001), pp. 242-261.
  9. ^ Делорентис Д. «Понимание транспорта как системы систем проектирования проблемы,» 43й АИАА Aerospace Sciences Meeting, Рино,Невада, январь 10-13, 2005 АИАА-2005-0123. [4] ДеЛаурентис, Д.А. Каллавей, РК (2004). «Система системных перспектив будущей государственной политики». Обзор политических исследований . 21 (6): 829–837. DOI : 10.1111 / j.1541-1338.2004.00111.x .
  10. ^ [5] ДеЛаурентис, Д., Каллауэй, Р.К., «Системная перспектива для решений государственной политики», Обзор исследований государственной политики, Vol. 21, выпуск 6, ноябрь 2004 г., стр. 829-837.
  11. ^ [6] ДеЛаурентис, Д., «Исследовательские фонды», Школа аэронавтики и астронавтики, Университет Пердью, Западный Лафайет, Индиана, 2007.
  12. ^ Бордман, Джон, DiMario, Майкл, Sauser, Брайан, Верма, Динеш, «Система систем Характеристики и взаимодействие в сфере совместного командования и управления», обороны Приобретение университета , 25-26 июля 2006 [7] архивации 2011-07-19 в Вайбак машина
  13. Перейти ↑ Maier, MW (1998). «Принципы построения системы систем» . Системная инженерия . 1 (4): 267–284. DOI : 10.1002 / (sici) 1520-6858 (1998) 1: 4 <267 :: aid-sys3> 3.0.co; 2-д . Проверено 13 декабря 2012 .
  14. ^ Делорентис Д. «Понимание транспорта как системы систем проектирования проблемы,» 43й АИАА Aerospace Sciences Meeting, Рино,Невада, январь 10-13, 2005 АИАА-2005-0123. [8]
  15. ^ [9] «Системы систем (SoS)», Инженерный колледж, Университет Пердью, Западный Лафайет, Индиана, 2007.
  16. ^ [10] ДеЛаурентис Д., «Система определения систем и словарный запас», Школа аэронавтики и астронавтики, Университет Пердью, Западный Лафайет, Индиана, 2007.
  17. Перейти ↑ Jara, F. (1998, 24 июля). Системы визуализации. Получено с веб-сайта http://www.cs.uml.edu/~fjara/thesis/active/proposal/node6.html 16 ноября 2011 г.
  18. ^ Мосле М., Ладлоу П., Хейдари Б., "Распределенное управление ресурсами в системе систем: перспектива архитектуры" , Системная инженерия, 2016
  19. ^ a b Карри, Эдвард. 2012. "Система взаимодействия системной информации с использованием связанного пространства данных". В 7-й Международной конференции IEEE по системной инженерии (SOSE 2012), 101–106.
  20. Перейти ↑ Gianni, D. (2015, январь). Определение и проверка политики данных для системы управления системами, при моделировании и имитационной поддержке системы системной инженерии [11]
  21. ^ a b Исследовательский проект КОМПАС
  22. ^ Паркер, Дж. (2010) "Применение системного подхода для улучшения транспортировки". SAPIEN.S. 3 (2)
  23. ^ Кремер, Е., Вьехо П., Barambones, О., Durana J., (2010). Подход к моделированию сложных систем для децентрализованного моделирования электрических микросетей. Материалы 15-й Международной конференции IEEE по разработке сложных компьютерных систем (ICECCS), 2010 г. https://doi.org/10.1109/ICECCS.2010.1
  24. ^ Национальные центры системного проектирования
  25. ^ Программа трансатлантических исследований и образования по системам
  26. ^ Проектирование адаптируемости и эволюции в системе системного инжиниринга
  27. ^ Дорожные карты для разработки SoS
  28. ^ Динамическое управление физически связанными системами систем (DYMASOS)
  29. ^ Архитектура для гибкой надежной эволюционной открытой системы с множественной критичностью (AMADEOS)

Дальнейшее чтение

  • Янир Бар-Ям и др. (2004) « Характеристики и новые формы поведения систем-систем » в: NECSI: Комплексные физические, биологические и социальные системы , 7 января 2004 г.
  • Кеннет Э. Боулдинг (1954) "Общая теория систем - каркас науки", Наука управления , Vol. 2, № 3, ABI / INFORM Global, стр. 197–208.
  • Кроссли, Вашингтон, Система систем:, Введение в фирменную зону инженерных школ Университета Пердью.
  • Миттал, С., Мартин, JLR (2013) Netcentric System of Systems Engineering with DEVS Unified Process , CRC Press, Бока-Ратон, Флорида
  • ДеЛаурентис, Д. «Понимание транспорта как проблемы системного проектирования», 43-е совещание AIAA по аэрокосмическим наукам, Рино, Невада, 10–13 января 2005 г. AIAA-2005-0123.
  • Дж. Лью, Д. Маврис, [12] Фонд изучения будущих транспортных систем с помощью агентного моделирования }, в: Материалы 24-го Международного конгресса авиационных наук ( ICAS ), Иокогама, Япония, август 2004 г. Сессия 8.1.
  • Майер, MW (1998). «Принципы построения системы систем» . Системная инженерия . 1 (4): 267–284. DOI : 10.1002 / (sici) 1520-6858 (1998) 1: 4 <267 :: aid-sys3> 3.0.co; 2-д . Проверено 13 декабря 2012 .
  • Хелд, Дж. М., Моделирование систем систем , докторская диссертация, Сиднейский университет, 2008 г.
  • Д. Люзо и Дж. Р. Руо, «Системы систем», ISTE Ltd и John Wiley & Sons Inc., 2010 г.
  • Д. Люзо, Дж. Р. Руо и Дж. Л. Випплер, «Сложные системы и системы системного проектирования», ISTE Ltd и John Wiley & Sons Inc, 2011 г.
  • Поппер С., Бэнкс С., Каллавей Р. и ДеЛаурентис Д. (2004) Симпозиум по системам: отчет о летней беседе , 21–22 июля 2004 г., Потомакский институт политических исследований, Арлингтон , VA.

Внешние ссылки

  • Система Систем - видео IBM
  • «Блог Smarter Planet - Интернет вещей и система систем» . IBM.
  • Международная конференция IEEE по системной инженерии (SoSE)
  • Центр передового опыта в области системной инженерии
  • Система систем, Руководство по системному проектированию (USD AT&L, август 2008 г.)
  • Международный журнал системной инженерии (IJSSE)