Цифровой журнал «Компьютерра» № 206

Главным трендом 2014 года в системной инженерии я считаю переход всех систем по факту в класс широко понимаемых роботов — за счёт ухода моделирования самих систем из «предпроектного» в САПР в «операционное» в самой системе. Да, тренд «роботы» для 2014 года не упоминает только ленивый, но по факту речь идёт только о более или менее антропоморфной роботизации. (Где от антропоморфности остаётся хотя бы одна рука-манипулятор, как в случае промышленных роботов. Не нужно забывать, что до сих пор роботы «не в тренде»: число промышленных роботов составляет 1, 1 млн, и рост их поголовья/"поручья" в 2013 году ожидался только на 162 тысяч по данным www.ifr.org; никакого бума, но перелома этой печальной истории рыночного неуспеха ожидают как раз в 2014-м.) 2. Роботизация всего

Нет, я тут говорю о старинном понимании «роботности» как эффекторов/актуаторов, курируемых компьютерными алгоритмами, в том числе использующими данные датчиков об изменении в окружающей среде. Помним все эти абсолютно неантропоморфные звездолёты-роботы, где экипажи любили поболтать с бортовым компьютером.

Сегодня классический объект системной инженерии — транспорт — перестаёт быть традиционной телегой с реактивным или поршневым движителем вместо лошади и водителем вместо кучера. В этой системе впервые озаботились исключением кучера, и его место занимает теперь компьютер, получающий выход в физический мир. 

Моделирование системы и её окружения в САПР стремительно уходит внутрь актуальной системы, и тестирование железки ведётся компьютером (контроллером) этой системы. Нужно тестировать и контроллер с его софтом, а если учесть необходимость сохранения хоть какой-то работоспособности немного повреждённой системы, то внутрь контроллера неплохо бы загонять практически все модели, которые раньше имелись в системах имитационного моделирования САПР (например, прочностные и тепловые расчёты). 

И тогда можно ожидать, что существенно повреждённая система будет хотя бы чуть-чуть функционировать, а электроника с софтом будут ограничивать нагрузку на повреждённые системы до того уровня, чтобы не доломать их окончательно. Собственно говоря, агентский софт в энергосистемах делает именно это: поддерживает модель окружения для того, чтобы предотвращать блэкауты в реальном времени. Digirtal mock-up — цифровой макет системы — перестаёт в какой-то момент быть макетом, он используется не во время разработки, а во время эксплуатации. А уж использование этой цифровой модели самой системы и её меняющегося в реальном времени окружения становится уделом весьма и весьма интеллектуальных алгоритмов.

Чтобы проектировать такую систему (а компьютеры здесь многоуровневые — от робота, который управляет моментом зажигания, до робота, управляющего парковкой машины или предотвращающего наезд на перебегающую дорогу кошку), сами практики системной инженерии должны меняться: идёт конвергенция системной, программной инженерии и инженерии систем управления. В 2009 году об этом говорилось очень немногими, а сегодня плоды этого тренда прошли в мейнстрим: любое устройство становится роботом в широком смысле этого слова (то есть имеет датчики, эффекторы и «курирующие» алгоритмы в компьютере). 

V&V превращается в приключение: нужно испытывать саму систему средствами самой системы плюс испытывать её алгоритмы. Отсюда все эти XXX-in-the-loop (где XXX — это model, hardware, processor, component, software). Впрочем, это давно уже мейнстрим, равно как и беглый тест при старте системы (автомобили на старте тестируют себя сейчас, пожалуй, не меньше, чем космическая ракета на старте, и дело идёт к непрерывному тестированию всех видов — не только на старте).

Фишка тут не ограничивается тем, что система непрерывно тестирует и обновляет свою собственную мультимодель и мультимодель окружения: для этого используются лишь солверы для этих моделей. Фишка в том, что система оптимизирует свои режимы (а иногда и структуру), ставя все эти солверы под управление какого-то оптимизатора. Оптимизация (а не просто расчёт) — это тренд 2014 года, какие-то оптимизаторы теперь вставляются в большинство систем мультимоделирования — как «времени САПР», так и «времени эксплуатации» (я тут специально пишу не «мультифизического моделирования», а «мультимоделирования» — ибо моделировать можно и цену, и логическую структуру, и много чего другого, кроме мультифизики).