Основы системной инженерии

МИНИС ТЕРС ТВО НАУКИ И ВЫСШ ЕГО О Б РА З О ВА Н И Я РФ
№ 3323
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ 
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ 
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС»
ИНСТИТУТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ  
СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
Кафедра инженерной кибернетики
Б.И. Заманский
Ф.Г. Кирдяшов
ОСНОВЫ СИСТЕМНОЙ ИНЖЕНЕРИИ
Учебник
Рекомендовано редакционно-издательским 
советом университета
Москва  2019

УДК 
681.3.06 
З-26
Рецензенты:
канд. техн. наук, доц. Н.В. Крапухина
канд. филол. наук. Е.И. Жукова (АО «Телекомпания НТВ»)
Заманский Б.И.
З-26	 	
Основы системной инженерии : учебник / Б.И. Заманский, 
Ф.Г. Кирдяшов. – М. : Изд. Дом НИТУ «МИСиС», 2019. – 80 с.
ISBN 978-5-907061-86-6
Учебник «Основы системной инженерии» разработан на базе дисциплин 
«Системная инженерия», «Формирование требований к инновационным системам», «Инновационные стартап-проекты».
Учебник посвящен важным для изучения специалистами в области информационных технологий вопросам. Приведены определения основных понятий 
системной инженерии – науки, служащей теоретической основой для реализации сложных систем. Представлена структура инженерного проекта, описан 
системный подход как основной подход системной инженерии.
В учебнике описаны основы инженерного проекта, управление жизненным 
циклом системы, определены стили и методы разработки систем. При этом особое 
внимание уделено таким современным подходам, как agile-методы: Scrum и Kanban. 
Также в учебнике рассмотрена практика использования контрольных вопросов, инженерия предприятия и основы операционного управления процессами, включая 
ведение проектов, управление процессами и делами. Приведены сведения по управлению знаниями, данными и нормативно-справочной информацией.
Обширный список источников позволяет читателю при желании значительно расширить свои знания в рассматриваемых вопросах.
Предназначен для студентов, обучающихся в магистратуре по направлению подготовки 09.04.03 «Прикладная информатика».
Учебник может быть использован для обучения студентов любых технических вузов по аналогичной и смежным специальностям.
УДК 681.3.06

Б.И. Заманский,  
Ф.Г. Кирдяшов, 2019
ISBN 978-5-907061-86-6

НИТУ «МИСиС», 2019
2

Светлой памяти Миши Донского, 
математика и программиста, 
друга и учителя
Светлой памяти С.В. Емельянова, 
академика РАН РФ, 
основателя КИК МИСиС, 
скончавшегося во время подготовки 
этой книги к изданию

Оглавление
Обозначения и сокращения.
..................................................................... 7
Введение: для кого и для чего этот курс.
................................................ 8
1. Основные понятия системной инженерии..........................................9
1.1. Предмет системной инженерии....................................................... 9
1.2. Профессия системного инженера.................................................. 10
1.3. Инженерный проект........................................................................ 12
1.4. Системный подход........................................................................... 14
1.5. Вопросы для проверки к разделу................................................... 15
2. Определение и воплощение системы.
................................................16
2.1. Определение системы.
..................................................................... 16
2.2. Описание системы........................................................................... 16
2.3. Требования к системе...................................................................... 17
2.4. Архитектура системы...................................................................... 19
2.5. Неархитектурная часть проекта..................................................... 21
2.6. Воплощение системы...................................................................... 21
2.7. Вопросы для проверки к разделу................................................... 22
3. Жизненный цикл системы.
..................................................................24
3.1. Определение жизненного цикла системы.
.................................... 24
3.2. Управление жизненным циклом.................................................... 24
3.3. Практики жизненного цикла.
.......................................................... 26
3.4. Диаграмма основного жизненного цикла..................................... 28
3.5. Практики жизненного цикла по ISO 15288.
.................................. 29
3.6. Вопросы для проверки к разделу................................................... 31
4. Методы разработки систем.................................................................32
4.1. Стили разработки «каскад» и «agile»............................................ 32
4.2. Agile-манифест разработки программного обеспечения............ 35
4.3. Метод управления проектами Scrum............................................. 37
4.4. Внедрение метода Scrum в организации....................................... 43
4.5. Метод Kanban, его сходства и отличия от Scrum.
......................... 45
4.6. Вопросы для проверки к разделу................................................... 47
5. Практика контрольных вопросов.......................................................48
5.1. Чеклисты и их место в ходе жизненного цикла........................... 48
5.2. Контрольные вопросы к основам инженерного проекта............ 50
5.3. Вопросы для проверки к разделу................................................... 53
6. Инженерия предприятия.....................................................................55
6.1. Виды дисциплин инженерии предприятий.
.................................. 55
5

6.2. Сущности предпринятия.
................................................................ 56
6.3. Архитектура предпринятия............................................................ 60
6.4. Матрица Захмана.
............................................................................. 61
6.5. Бизнес-архитектура.
......................................................................... 64
6.6. Органиграмма предприятия.
........................................................... 64
6.7. Управляющие и информационные связи...................................... 65
6.8. Системный подход к архитектуре предпринятий........................ 66
6.9. Стратегический план предприятия................................................ 67
6.10. Вопросы для проверки к разделу................................................. 67
7. Управление операциями......................................................................69
7.1. Основы операционного управления.............................................. 69
7.2. Проектное управление.
.................................................................... 70
7.3. Управление процессами.................................................................. 71
7.4. Ведение дел.
...................................................................................... 71
7.5. Управление жизненным циклом и его отличие  
от управления проектами....................................................................... 72
7.6. Управление знаниями, нормативно-справочной  
информацией, данными.
......................................................................... 74
7.7. Вопросы для проверки к разделу................................................... 75
8. Технологии и программное обеспечение..........................................76
9. Рекомендуемая литература.
.................................................................77
Основная литература.............................................................................. 77
Дополнительная литература.................................................................. 77
Список иллюстраций...............................................................................78
6

Обозначения и сокращения
Agile
Принцип построения «гибких» методов  
управления проектами
CIO
Chief information officer – Директор  
по информационным технологиям
CTO
Chief Technology officer – Технический директор
DO-CONFIRM
Сделать – подтвердить. Тип контрольного  
вопроса
INCOSE
International Council of Systems Engineering
Kanban
Agile-метод управления проектами
Lean
Lean production – бережливое производство
OMG
Object Management Group
OMG BMM
Business motivation model
OMG VDML
Value delivery modeling language
READ-CONFIRM
Прочитать – подтвердить. Тип контрольного 
вопроса
READ-DO
Прочитать – сделать. Тип контрольного вопроса
SMART
S.M.A.R.T. – подход к определению целей
Scrum
Схватка – самый распространенный agile-метод 
управления проектам
РФ
Российская Федерация
7

 Слона надо есть по частям. 
Системноинженерная мудрость
Введение: для кого и для чего этот курс
Представим себе выпускника технического вуза, который устроился на работу по своей специальности. Он работает (гипотетически) 
в компании, занимающейся разработкой IT-проектов.
Теперь представим, что в компании возникла потребность в реализации проекта. Руководить проектом, скорее всего, будет самый опытный и уважаемый сотрудник, больше всех знающий, набивший руку 
и уверенный в себе.
Далее – в компании появляется заказ на второй проект. Его отдадут 
сотруднику, имеющему максимум связей с топ-менеджментом компании 
(племянник генерального директора, сын главного бухгалтера и т.д.)
И вот – неожиданно приходит заказчик, которому необходимо реализовать проект, не имеющий аналогов в деятельности компании. Никто 
не знает, как к нему подступиться, с какой стороны взяться за дело… 
Вот тут зовут нашего героя и говорят ему: «Ты – молодой! Умный! 
Образованный! Амбициозный! Давай, прояви себя!»
Весь курс системной инженерии, равно как и настоящий учебник, 
учат студента, что же он должен делать в данной ситуации. Причем 
независимо от сложности проекта, наличия у самого молодого специалиста и всей компании наработок в области тематики проекта, необходимости разбираться в большом количестве областей знаний.
Когда пройдет первый испуг, сотрудник должен вспомнить все, 
чему его учили в курсе системной инженерии, и… начать действовать!
8

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ СИСТЕМНОЙ 
ИНЖЕНЕРИИ
1.1. Предмет системной инженерии
Системная инженерия – это междисциплинарный подход и набор 
средств, предназначенных для воплощения успешных систем.
Каждое слово в этом определении имеет значение:
«Система» – термин в смысле, используемом в системном подходе. Применение этого слова означает последующий разговор про заинтересованные стороны, их интересы и требования, а также архитектуру, жизненный цикл и т.д.
«Успешная» – система должна удовлетворять нуждам заинтересованных сторон.
«Междисциплинарный» – означает, что системная инженерия 
претендует на работу с другими специальностями, в первую очередь 
(но не обязательно) – инженерными.
«Подход» – это значит, что наработки в одной предметной области 
могут с успехом быть перенесены на другие предметные области.
«Воплощение» – создание материальной успешной системы.
В системной инженерии вместо сочетания «заинтересованные стороны» употребляется термин «стейкхолдеры» (stakeholders), обозначающий тех, кого затрагивает система или кто затрагивает систему: 
заказчики, пользователи и т.д.
Системная инженерия базируется на системном подходе. Системноинженерное мышление – использование системного подхода в инженерии.
Англоязычный термин «системная инженерия» претерпел изменение: из «system engineering» превратился в «systems engineering», т.е. 
из «инженерии систем» превратилось именно в «системную инженерию». Это подразумевает применение системного подхода, а не просто 
тот факт, что объект для повышения значимости назвали «системой».
Более длинное определение системной инженерии включает еще 
одну фразу: «Она фокусируется на целостном и одновременном/параллельном понимании нужд стейкхолдеров, исследовании возможностей; документировании требований и синтезировании, проверке, 
приемке и постепенном появлении инженерных решений, в то время 
9

как в расчет принимается полная проблема, от исследования концепции системы до вывода системы из эксплуатации»1.
Системная инженерия предполагает, что разные практики применяются параллельно, а не последовательно.
Инженерная сложность – это число различных элементов, совокупность и взаимодействие которых должны обеспечить воплощение целевой системы. Системная инженерия необходима, чтобы победить эту 
сложность, снизить зависимость процесса разработки от наличия «гениев», одинаково сильных в различных предметных областях, дать в руки 
разработчикам инструмент для решения задач любой сложности.
1.2. Профессия системного инженера
Системный инженер – это инженер, который отвечает за успешность системы в целом. Он является лидером в инженерном коллективе. Термин «системный инженер» в русском языке имеет аналог 
«инженер-конструктор». Если среди системных инженеров выделяется один главный системный инженер, его часто называют «главный 
конструктор» или «генеральный конструктор».
Существует несколько профессиональных организаций системных 
инженеров, наиболее значимая из них – INCOSE (International Council 
of Systems Engineering, http://incose.org).
INCOSE декларирует такие цели своей деятельности:
•	 распространение знаний по системной инженерии;
•	 обеспечение международного сотрудничества и обмен опытом 
системных инженеров;
•	 установление стандартов профессионального мастерства и проведение сертификации системных инженеров на соответствие этим 
стандартам;
•	 обеспечение поддержки корпоративных и правительственных 
образовательных программ в области системной инженерии.
Технический директор этой организации Билл Миллер классифицирует системных инженеров по интересам в системной инженерии 
следующим образом:
•	 технические практики всего жизненного цикла (работа с требованиями, архитектурой, проверкой и приемкой и т.д.);
1	Левенчук А. Системноинженерное мышление. 2-е изд.: TechInvestLab, 2015. С. 7.
10

•	 системноинженерный менеджмент, который озабочен практиками, но иного вида (управление конфигурацией, управление информацией и т.д.);
•	 моделеориентированная системная инженерия, которая пытается 
трансформировать практику использования неявных описательных 
и вторичных по отношению к спецификациям моделей в практику использования явных первичных и богатых выразительными возможностями моделей;
•	 нетрадиционные промышленные экосистемы (т.е. за пределами аэрокосмической инженерии) часто включают и «местные» 
практики;
•	 «мягкие системы», системное мышление и системная наука, 
которые имеют дело со сложными, вероятностными или недетерминистскими системами;
•	 системноинженерное лидерство – заинтересовано объединить 
практики всех остальных и катализировать их совместную работу.
Одна из важнейших частей работы системного инженера – управление рисками.
Начиная с советского времени и до сих пор в России, генеральный 
или главный конструктор часто совмещает конструкторскую и административную деятельность. Это противоречит системному подходу 
и предъявляет сверхвысокие требования к главному конструктору. Во 
главе любого подразделения или проекта должны стоять «две головы», одна из которых занимается административной деятельностью 
(главная компетенция – работа с людьми и ресурсами), а другая – 
принятием конструктивных и инженерных решений, определением 
используемых технологий и проектированием архитектуры системы.
С инженерией тесно связаны следующие виды менеджмента:
•	 инженерный, в основе которого лежит операционный менеджмент (исследования операций, логистика, проектное и процессное 
управление);
•	 технологический (можно перевести и как «технологичный менеджмент», и как «менеджмент технологий», в зависимости от проставляемого акцента) – cтратегирование (предпринимательство, инновации) 
и маркетинг (продажи). Сюда же часто относят работу CTO и CIO;
•	 системноинженерный, или, в российской традиции, «управление 
жизненным циклом»: часть системной инженерии, обеспечивающая 
целостность и преемственность в выполнении всех необходимых работ 
11

по мере того, как система проходит стадии замысла, проектирования, 
воплощения в жизнь, использования и вывода из эксплуатации.
1.3. Инженерный проект
Общая диаграмма инженерного проекта приведена на рис. 1.1. 
По сути эта диаграмма представляет собой диаграмму основ системной инженерии. Изучение диаграммы дает понимание основ инженерного проекта, сторон, на которых расположены основы, взаимосвязей 
основ. На диаграмме видно, что основами инженерного проекта являются:
•	 возможности;
•	 стейкхолдеры (заинтересованные стороны);
•	 определение системы;
•	 воплощение системы;
•	 работы;
•	 команда;
•	 технология.
При этом «возможности» и «стейкхолдеры» расположены на стороне клиента системы. «Определение» и «воплощение» являются частями инженерного решения. «Работы», «команда» и «технология» 
располагаются на стороне предпринятия (этот термин будет разъяснен в дальнейшем, пока же – заменим его термином «предприятие»).
Рис. 1.1. Диаграмма инженерного проекта
12