Система систем

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. Методологию определения, абстрагирования, моделирования и анализа системы системных проблем обычно называют системой системной инженерии.

• 1 Обзор
• 2 Системные темы
  • 2.1 Системно-системный подход
  • 2.2 Исследования
  • 2.3 Приложения
• 3 Образовательные учреждения и промышленность
• 4 См. Также
• 5 ссылки
• 6 Дальнейшее чтение
• 7 Внешние ссылки

Обычно предлагаемые описания систем систем - не обязательно определения - 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): описание в области информационного превосходства в современных вооруженных силах.
2. Система систем - это крупномасштабные параллельные и распределенные системы, компоненты которых сами являются сложными системами: 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 эволюции социальной инфраструктуры: 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: описание в области интеграции информационно-емких систем в вооруженных силах.
5. Современные системы, которые составляют систему системных проблем, не являются монолитными, скорее они имеют пять общих характеристик: операционная независимость отдельных систем, управленческая независимость систем, географическое распределение, эмерджентное поведение и эволюционное развитие: описание в области эволюционного приобретения сложных адаптивные системы в армии.
6. Корпоративные системы системной инженерии ориентированы на объединение традиционной системной инженерии с корпоративной деятельностью по стратегическому планированию и инвестиционному анализу: 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: описание в в области национальной транспортной системы, комплексного военного и космического исследования.

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, являются ли связанные инфраструктура, политика и / или технологические соображения как взаимосвязанное целое хорошими, плохими или нейтральными с течением времени. Необходимость решения системных проблем актуальна не только из-за растущей сложности сегодняшних вызовов, но и из-за того, что такие проблемы требуют больших денежных и ресурсных вложений с последствиями для нескольких поколений.

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. Система изучения систем связана 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 черт, не все из которых проявляются в каждой такой проблеме:

• 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 для определения системы системных проблем. Остальные три черты были предложены на основе исследования математических последствий моделирования и анализа системных проблем доктором Дэниелом ДеЛаурентисом и его соавторами из Университета Пердью.

Исследовать

Текущие исследования эффективных подходов к системным проблемам включают:

• Создание эффективной системы координат
• Создание объединяющего лексикона
• Разработка эффективных методологий для визуализации и коммуникации сложных систем.
• Распределенное управление ресурсами
• Изучение проектирования архитектуры
  • Совместимость
  • Политики распределения данных: определение политики, руководство по проектированию и проверка
• Формальный язык моделирования с интегрированной платформой инструментов
• Изучение различных методов моделирования, симуляции и анализа.
  • теория сети
  • агентное моделирование
  • общая теория систем
  • вероятностный устойчивый дизайн (включая моделирование / управление неопределенностью)
  • объектно-ориентированное моделирование и программирование
  • многокритериальная оптимизация
• 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 и освоение космоса. Другие области, где он может быть применен, включают здравоохранение, проектирование Интернета, интеграцию программного обеспечения, а также управление энергопотреблением и энергосистемы. 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.

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 Старого Доминиона, 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 выполняют 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 для разработки формальной методологии системной инженерии для приложений в оборонных проектах.

В другом примере, согласно исследованию архитектуры исследовательских систем, НАСА создало организацию «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 (Трансатлантическая программа исследований и образования по системам систем), цель которой «повысить европейскую конкурентоспособность и улучшить социальное воздействие разработки и управления большими сложными системами в ряде секторов посредством создание согласованной программы исследований систем систем (SoS) между ЕС и США ».
• COMPASS (Комплексное моделирование для продвинутых 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 (Проектирование адаптируемости и эволюции в системной инженерии), цель которого - разработать «новую методологию для поддержки эволюционирующих, адаптивных и итеративных моделей жизненного цикла систем систем, основанных на формальной семантике для взаимодействия SoS и поддерживаемых новаторскими решениями. инструменты для анализа, моделирования и оптимизации ».
• ROAD2SOS (Дорожные карты для системно-системной инженерии) с целью разработки «стратегических исследований и инженерных дорожных карт в области системной инженерии и связанных с ними тематических исследований».
• DYMASOS (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 (Архитектура для гибкой надежной эволюционной открытой системы с множественной критичностью), направленная на привнесение информации о времени и эволюции в дизайн системы систем (SoS) с возможным эмерджентным поведением, для создания надежной концептуальной модели, общей архитектурный каркас и методология проектирования.

• 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

• 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 lt;267:: aid-sys3gt; 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 amp; Sons Inc., 2010 г.
• Д. Люзо, Дж. Р. Руо и Дж. Л. Випплер, «Сложные системы и системы системного проектирования», ISTE Ltd и John Wiley amp; 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.

• 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 ATamp;L, август 2008 г.)
• Международный журнал системной инженерии (IJSSE)