Инженерные подходы Lean, fat, chaos, sim инженерия

Усложненность инженерного Знания и потеря системной компетенции инженера привела к необходимостиинтегрирующей дисциплины, выстраивающей связи между требованиями Заказчика, технологическими возможностями и наличными ресурсами

Речь идет об управлении большими проектами, такими как ядерная электростанция, крупный боевой корабль, новый авиалайнер или снегоуборочный комплекс для обслуживания большого города

При проектировании большой системы трудно заранее согласовать все требования, которым она должна удовлетворять Заказчик не различает между собой цели, задачи, рамки и требования – поэтому Конструктор не может корректно задать систему параметров, описывающих объект, и определить оптимальные значения этих параметров

Нечеткость или, напротив, излишняя детализаций требований приводит к запаздыванию технических и инженерных решений, а в большинстве случаев – к переделке уже сделанного Как правило, проектировщики не думают о тех требованиях, которые, якобы, подразумеваются сами собой, но в техническом задании прямо не указаны

Примеры: Билетная касса – это что? Ремонтопригодность: Pz-VI, «Тигр», Xe-177 Утилизация: ЯЭУ 1 – 3 поколений Изменение правовых норм: «Конкорд» Изменение эксплуатационных расходов: «Конкорд»

Перед инженерами стоят три взаимоувязанные задачи: Учесть при проектировании не только саму систему и ее непосредственное окружение, но и все среды, в которые эта система вписана, причем в их сценарном развитии; Проанализировать полный жизненный цикл системы от ее создания до утилизации, принять во внимание расходные материалы, отходы и другие обременения;

Проектировать систему таким образом, чтобы иметь возможность реализовывать новые требования, поступающие от Заказчика уже после начала работы, а, зачастую, и после ее окончания. При этом необходимо экономить время и финансовые ресурсы, что означает свести к минимуму возможные переделки.

Возникла необходимость эмулировать «идеального инженера вместе с идеальным инвестором» в виде определенной инженерной доктрины. Так появилась системная инженерия и автоматизированная система проектирования, на наших глазах развившаяся от 3Д до 6Д подхода

6Д – это: три пространственных измерения, время (автоматизированный сетевой график), деньги (автоматизированный финансово-инвестиционный график), поставки оборудования и перемещение рабочей силы (автоматизированный логистический график)

Системно-инженерный подход может быть реализован несколькими способами, то есть к самому этому подходу можно предъявить различные требования и получить разные системные инженерии

Лин-инженерия (lean) Системная модель, оптимизированная по критерию минимальности используемых ресурсов Все затраты разбиваются на две категории: те, за которые потребитель готов платить, поскольку они увеличивают полезность изделия, и все остальные

Потребитель не заинтересован в топ- менеджерах и управленческом аппарате, не готов платить за рекламу и с большим трудом согласен финансировать исследовательские разработки и проектирование новых машин Зато он очень ценит всевозможные мелкие усовершенствования и доработки – поэтому концепция лин-инженерии всегда сопровождается подходом кайдзен или непрерывных изменений.

Фэт-инженерия (fat) Подход, полностью противоположный лин-инженерии. Основная идея: деньги – это не главное, и люди тоже. Главное – как можно быстрее получить техническую систему с максимально возможными, а еще лучше - невозможными характеристиками. Ставка на результат любой ценой

Фэт-инженерия позволяет получать уникальные, лучшие в мире единичные экземпляры чего- либо, но с массовым выпуском конкурентоспособного продукта она, как правило, не справляется Лин-инженерия эффективнее, фэт-подход имеет большую перспективу Лин-системы существуют в настоящем, фэт- системы создаются для Будущего Первые позволяют повысить уровень жизни в стране, вторые – изменить качество жизни и, в некоторых случаях, придать ей дополнительный смысл

«Самолет оказался беспрецедентно сложным в эксплуатации. Ближайшим аналогом процесса подготовки SR-71 к полету является процесс предстартовой подготовки космической ракеты-носителя. Правда, ракета не требует послеполетного осмотра, а у SR'a было необходимо после посадки провести порядка 650 проверок! Пять техников в течение шести часов изучают состояние планера самолета, два техника по силовым установкам также несколько часов посвящают тщательному осмотру воздухозаборников, двигателей, выхлопных и перепускных устройств. И это после каждого полета!

Через каждые 25, 100 и 200 часов налета разведчик подвергался осмотру с частичной разборкой. Так, 100-часовая инспекция состояния занимала одиннадцать 16-часовых рабочих дней; монтаж двигателя на самолете силами 8-9 специалистов с гидравлическим подъемником занимал 8-9 часов. В ходе этой проверки, как правило, менялись оба двигателя вне зависимости от их состояния, хотя согласно инструкциям замена моторов предусматривалась через 200 часов налета, причем на эту процедуру отводилось 15 рабочих дней. … Неудивительно, что для обслуживания SR-71 требовались специалисты экстра класса, их подготовка занимала несколько лет»

Хаос-инженерия (chaos) Инженерная версия «дорожной карты». Хаос-подход применяется в тех случаях, если проектируется система, требования к которой заведомо не могут быть сформулированы до начала работ. В подобных условиях бесполезно рисовать 6Д графики и рассуждать об экономии ресурсов: мы еще не представляем себе, какие ресурсы нужно будет экономить и ради чего. Можно, однако, спланировать ближайший шаг, не загадывая пока, что будет дальше, но оставляя себе возможность маневра в любом направлении.

Хаос-инженерия, пошаговое итеративное проектирование, является формой коммуникационного протокола между современным инженером и современным Заказчиком, которые друг друга не понимают и друг другу не доверяют Этот подход является затратным, он не слишком эффективен, но он минимизирует согласования, то есть, позволяет двигаться вперед

Сим-инженерия (sim) Сим-концепция – рафинированная, утонченная, красивая и крайне рискованная версия хаос-подхода. Суть в том, что вы проектируете систему инвариантной (симметричной) относительно любых требований, которые будут придуманы Заказчиком или определятся по мере развертывания работ

В отличие от классического системноинженерного подхода, работающего со стандартами и техрегламентами, сим-инженерия опирается на технологические инварианты и примитивы Сим-инженерия минимизирует технологические развилки и максимизирует инварианты

Сим-подход позволяет находить самое ценное и красивое из технических решений. Он дает возможность проектировать, а иногда и строить систему в опережающей логике – еще до того, как определяться все требования к ней и будут согласованы все шаги и развилки. Он столь же гибок, как хаос-метод, столь же эффективен, как «бережливый подход» и позволяет создавать технические системы, столь же прогрессивные, как фэт-инженерия.

Не бесплатно! Сим-инженерия требует высокой подготовки проектировщиков, причем, кроме сугубо инженерной компетенции, они должны удерживать компетенции прогностика, ученого и менеджера, уметь сценировать-в-конструировании, то есть, как на уровне проекта, как целого, так и на уровне отдельных технических решений все время поддерживать вариантность и вариабельность. Как правило, это усложняет и сами конструкции и их дальнейшее эксплутационное обслуживание. Кроме того, сим-инженерный подход всегда сопряжен со значительным риском. По сути, это – прогностическая инженерия, а в прогнозировании легко ошибиться

Сравнение Лин-инженерия, бережливая (конкурентоспособная) инженерия Минимизируются затраты, не влияющие на коммерческую эффективность изделия Преимущества: экономия ресурсов, коммерческая эффективность, конкурентоспособность, высокое отношение качество \ цена Недостатки: задержка научного и технологического развития, технологическое запаздывание, высокотехнологическая отсталость, отсутствие резервирования Решение базового противоречия: Инженер обслуживает менеджера

Фэт-инженерия, креативная (перспективная) инженерия Минимизируется время, максимизируются параметры технической системы Преимущества: экономия времени, возможность создавать уникальные технические системы и ассоциированные с ними системы рынков, ускорение развития Недостатки: затруднен переход от уникальных экземпляров к серийному производству, низкая коммерческая эффективность Решение базового противоречия: Менеджер обслуживает инженера

Хаос-инженерия, коммуникативная (итеративная) инженерия Минимизируются согласования Преимущества: что-то делается, а не только обсуждается и согласовывается. Можно работать с антиинтуитивными системами или при заведомо недостаточной информации Недостатки: работа ведется очень медленно или же сопровождается постоянными переделками. Решение базового противоречия: Менеджер и инженер договариваются

Сим-инженерия, прогностическая (инвариантная) инженерия Минимизируются технические развилки, максимизируются инварианты Преимущества: эффективное парадоксальное техническое решение, реализующее сразу целый класс систем Недостатки: очень высокие требования к исполнителям, очень высокие риски Решение базового противоречия: Инженер эмулирует функции менеджера и прогностика