Anatoly Levenchuk (ailev) wrote,
Anatoly Levenchuk
ailev

Фундаментальные заплатки для системноинженерного образования

Сегодня инженеры не имеют фундаментального образования для знакомства с основами моделеориентированной системной инженерии: основам моделеориентированности в инженерном мышлении не учат сегодня специально никакие курсы. Образованный в современном ВУЗе инженер неминуемо становится "быдлопроектантом" ровно в том смысле, в каком образованный в современном ВУЗе программист неминуемо становится "быдлокодером": он не понимает, как связаны друг с другом и на какую теорию опираются используемые им приёмы архитектурного проектирования.

Курсы системноинженерного мышления в управлении жизненным циклом и практик моделеориентированной системной инженерии были задуманы мной как курсы "сборочные" -- чтобы в явном виде показать, как собирать вместе результаты отдельных инженерных практик. Предполагалось, что студенты умненькие, и как-то владеют элементарными инженерными знаниями -- как посчитать схемку, как состыковать друг с другом пару концептуальных моделек.

Опыт последней пары лет показал, что обучение в этих курсах идёт сборке пустоты: фундаментальных знаний, поддерживающих отдельные инженерные практики (кроме физики и матана), плюс фундаментальных знаний, поддерживающих собственно сборку материала в единое инженерное мировоззрение, у студентов (и у работающих инженеров тоже!) нет. Поэтому многое делается по наитию, без фундаментальной подготовки, по дилетантски. Дилетант-гений-самоучка, понятное дело, может получить гениальный результат -- но это неустойчиво. Если у него будет болеть голова, или отвлекут в момент принятия важных решений звонком от нетерпеливого начальства, то результат будет "как всегда", несмотря на все благие пожелания сделать "как лучше". Эта "творческая нестабильность" и есть эффект отсутствия фундаментального образования.

Вот что я бы давал в качестве "заплатки фундаментальности" к сегодняшней ситуации.

1. Философская логика и концептуальное моделирование (основной материал на базе BORO book). К освоению этого материала предусловием является нормальный курс дискретной математики и мат.логики -- его сейчас дают, но он "повисает в воздухе", нужно его докрутить до использования в реальном моделировании, чтобы можно было обсуждать федерирование различных моделей инженерного проекта. Идеально было бы в этом курсе выходить на практику реального концептуального моделирования (например, используя SysMoLan), но там пока нет моделера. Можно было бы использовать .15926 Editor, но это overkill для студентов, ибо софт профессиональный, а не учебный.

Всякие структурные языки типа ArchiMate, Essence и даже SysML могут быть фундаментально поняты только на этой теоретической базе. Фундаментальность же понимания нужна для того, чтобы сопоставлять друг с другом и федерировать модели, созданные на всех этих разнообразных языках. В голове должна быть какая-то наиболее общая модель мира, куда всё это разнообразие моделей имеет шанс хоть как-то единообразно уложиться.

2. Мультифизическое (на базе ранее пройденных матана и физики) моделирование принципиальных схем на базе Modelica. Нужно дотащить до понимания того, как комплексировать инженерные расчёты отдельных компонент в расчёт полных принципиальных схем.

Сюда же я бы давал exploratory programming для статистики и машинного обучения, программирование на Julia и какой-нибудь среде типа Matematica или Sage. Это не столько к архитектурному проектированию, сколько к испытаниям и эксплуатации (ремонты по состоянию). Но эту мысль нужно ещё додумывать, до этих стадий жизненного цикла инженеров редко удаётся довести.

Метод конечных элементов, сопромат и т.д. -- тут нужно додумывать ещё больше. В каком-то смысле это мне кажется менее фундаментальным знанием, это больше специальное знание для инженеров-механиков. Как метод молекулярных орбиталей больше специальное знание для квантовых химиков.

То есть упор в предлагаемом наборе курсов не столько на "физику" (её просто используем, и далеко не во всём объеме), а на "мультифизику", накопление знаний о предметной области в библиотеках (акаузальность) и прочий выход на мультимоделирование.

3. Design structure matrix на базе линейной алгебры -- работа с модуляризацией. Как Modelica для принципиальных схем (компонент и связей), DSM для структуры модулей (модулей и интерфейсов).

4. ТРИЗ, голдратовские деревья и тучи -- мыслительные инструменты теории ограничений (вот, кстати, свежий рассказ об этом -- http://cartmendum.livejournal.com/163175.html), гипотезы и фальсифицируемость, теории против эвристик и прочие методы решения проблем-противоречий и методы моделирования (те же голдратовские диаграммы), встречающиеся при этих решениях. Тут место очень мутное, но оно довольно фундаментальное. Рациональным "логическим" рассуждениям и методам решения противоречий нужно учить специально. Пригодится это отнюдь не только в архитектурном проектировании, когда нужно увязать логическую и физическую архитектуры.

Без этой фундаментальной подготовки в части моделирования курсы системноинженерного мышления и практик системной инженерии получаются полезными и прикладными, но... легковесными. Типа курсов высшей математики, в которой все числа обозначены буквами, поэтому не так сильно видно пробел в умениях складывать и вычитать.

Надо, кстати, прекращать говорить "моделеориентированная системная инженерия". Это как "механизированная бухгалтерия", "компьютеризированная бухгалтерия" или "электронная почта" -- уточнение моделеориентированности скоро пропадёт, ибо другой (немоделеориентированной) системной инженерии просто не будет. Но пока нужно уточнять, да.

Это я продолжаю линию размышлений над "трёхтомничком" по системной инженерии (http://ailev.livejournal.com/1136987.html). Там легко получается многотомничек (с учётом того, что по линии разнообразия природы целевых систем тоже приплывает много фундаментальных дисциплин -- взять хотя бы 3D САПРы и геометрическое моделирование). И да, это всё "заплатки". Полная картина фундаментального общего верхнего образования пока остаётся уже пару лет непроапдейченной тут: http://ailev.livejournal.com/1008939.html
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

  • 39 comments