Четыре основных вида разбиения системы ​

Системное мышление предусматривает множество описаний системы. Но чем это отличается от общефилософской/онтологической идеи о множественности описаний какой-то ситуации разными агентами, преследующими разные цели? Тем, что системное мышление сегодня выделяет четыре основныхвида деления системы на части/system breakdown, и эти виды получают разные описания/view:

• уже знакомое нам описание подсистем как ролевых/функциональных объектов времени работы/эксплуатации/функционирования/операций системы (описание «как работает», времени использования, его чаще всего и называют системным разбиением, оно главное, альтернативное название --- функциональное разбиение),
• как конструктивных/физических модулей времени создания (описание «из чего собрано», продуктное/модульное разбиение), и
• как мест в пространстве, где размещаются части системы (где во Вселенной находятся части системы, пространственное разбиение).
• Как стоимостных частей (на что потребуется потратить деньги и иные ресурсы, стоимостное разбиение)

Именно эти четыре описания разбиения системы на части за последние тридцать лет в системном подходе стали основными в большинстве его вариантов, хотя и не единственными (причём стоимостное разбиение в числе обязательных появилось только недавно, это понимание пришло в инженерных проектах последнего десятка лет).

Особо оговорим: описания разбиений (деревья) --- это не единственные системные описания! Системные описания тут ровно в той мере, в которой обсуждаются аспекты систем в их разбиении (то, что описывается самыми разными описаниями, берётся из соответствующих разбиений). Например, можно говорить о функциональной декомпозиции системы, но можно обсуждать и функциональную модель как результат 1D-моделирования (в одноразмерных моделях что-то «течёт», поэтому функциональные параметры определяются вдоль этих условных линий потока --- электрические, гидравлические цепи, теплоэнергопереносы по трубопроводам, потоки грузов в логистических/поставочных/supply цепях и т.д.). 1D-моделеры часто называют «физическими моделерами», они как раз могут считать токи и напряжения в электрических цепях, напоры и скорости потока в гидравлических системах. Но они, конечно, сложнее представляют системы, чем просто «разбиения».

Но пока давайте говорить про breakdowns/разбиения (они сами эти разбиения, конечно, в реальном мире --- все их объекты в реальности, но мы можем говорить ещё и об описаниях разбиений. В быту часто вот эта разница между разбиением «в жизни» как реальными физ.объектами и описанием разбиения как информацией, методом как поведением «в жизни» и описанием метода как информацией о поведении (теорией/дисциплиной/знаниями), онтологией (какие объекты в жизни, сами объекты) и онтологическими описаниями (как мы описываем объекты в жизни, информация об объектах) утрачивается, и часто говорят об описаниях, используя основной термин «про реальность»: разбиение, метод, онтология там, где надо бы говорить описание разбиения, описание метода, описание онтологии. Как понять, что имеется ввиду? Только из контекста, а когда уж совсем непонятно, то правильно будет --- переспросить.

Вот модификация диаграммы из стандарта IEC 81346-1:2022, это иллюстрирующая (и на ней ещё нет стоимостного разделения, можете представить его как какой-то финансовый расчёт, например, «полной стоимости владения», total cost of ownership^[1]):

На рисунке изображены три проектные роли, которых интересуют разные описания системы, они изображены фигурками человечков. Помним, что роли --- это только роли: их может играть и один человек, и целые группы людей с их инструментами и оборудованием. На рисунке три разных человека играют три разные роли (но рисунок отражает только три аспекта как пример, даже в IEC 81346-1:2022 этих аспектов пять, ещё «тип» как произвольная группировка по какому-то свойству и «другое», куда входит всё остальное --- логистика, стоимостное деление, административное подчинение. Наше стоимостное разбиение по этому стандарту будет в этом «другом» разбиении, other aspects).

Каждая из проектных ролей видит свою систему разбитой на определённые виды/типы взаимодействующих частей, условно изображённые цветами. Минимально в системном подходе нужно выделить вниманиемчетыре основных вида/типа частей системы:

• Функциональные/ролевые части (functional elements, но мы переводим как «части», ибо элементы не подразумевают дальнейшей делимости, а мы всегда о ней помним; role elements^[2]), обсуждение взаимодействия которых позволяет отвечать на вопрос о том, как работает система, чтобы она выполняла свою функцию/роль в её надсистеме. Это обязательно будет обсуждение времени эксплуатации/работы/операций/использования/службы. На картинке нарисована принципиальная электрическая схема, на которой приведено описание функциональных/ролевых частей системы и их соединений (connectors). Эти функциональные/ролевые части выполняют свою функцию в системе через соединения с другими функциональными частями, меняя своё состояние от этого взаимодействия и меняя состояния других частей.
• Модули/продукты/конструктивы/конструктивные части (modules, products, components как заказные единицы, сборочные единицы, логистические единицы, конструкты) --- этот вид частей позволяет отвечать на вопрос, из чего собрать и как соединить через интерфейсы (interface) модули системы, отвечают на вопрос «как собрать систему», обсуждается время создания. Время эксплуатации, «как работать» по этим диаграммам обсуждать нельзя!
• Места (locations), или размещения (allocations), которые позволяют отвечать на вопрос, где можно найти части системы, как она скомпонована в пространстве. Чаще всего эти места даются для run-time, а размещения делаются для определяемых в design-time модулей. Место/размещение тем самым важно для совмещения ролевых и физических объектов в run-time: если оба находятся в одном и том же месте в одно и то же время, то это один и тот же объект. На картинке изображены отсеки, в которых ведётся монтаж системы и в которых она затем работает, но непонятно из чего система собрана и как она работает.
• Стоимостные/затратные части (costs), позволяющие обсуждать издержки/затраты на систему, причём не только на время разработки, но и на время всего жизненного цикла (на материалы, на работы по созданию, на работы и материалы времени эксплуатации, ремонта, модернизации, на работы по уничтожению выводимой из эксплуатации системы.

Из последних трендов тут включение в состав этих системных разбиений ещё и пятого разбиения --- разбиения работ (work breakdown structure, WBS), но это ещё не полностью закрепилось в инженерной культуре, это только «кандидат в обязательные разбиения». Для каждой целевой системы есть создатель, который ведёт с ней работы (замысливает, формулирует концепцию использования, проектирует с принятием решений по концепции системы и архитектурных решений, изготавливает с учётом решений по «методам изготовления»/«технологии производства», обосновывает успешность, а затем монтирует в состав системы --- и продолжает всё это делать в порядке развития системы). Эти все работы нужно как-то учитывать, их тоже нужно как-то проектировать, распределять между подрядчиками. И это делается в каждом проекте. Поэтому разбиение работ по созданию и развитию системы сегодня часто относят к обязательным системным описаниям, но мы пока не стали их включать (и тут даже неважен тот факт, что описание работ относится к описанию не системы, а создателя системы --- стоимостное описание тоже в существенной мере затрагивает и стоимость сервисов создателя, так что это просто продолжение тренда на полноценную реализацию идей системного мышления второго поколения, «система не только мыслится всегда как часть надсистемы, но всегда помнится о том, что у неё есть создатели»).

Часто считают, что разбиение работ по созданию и развитию системы как-то можно сделать up-front, имея в виду проектное управление и WBS оттуда, но это не так --- подробности в курсе «Системный менеджмент». В любом случае, это уже описание не столько целевой системы, сколько системы создания (работает система создания, эту работу и описываем), хотя каждая работа имеет чёткую привязку к предмету этой работы: какой-то важной части целевой системы. Но подождём, пока это пятое описание не станет окончательно общепринятым. А сейчас это только тренд.

Даже стоимостные части, которые появились относительно недавно как полноценный объект описания системы, уже не совсем про целевую систему (ибо затрагивают как стоимость материала сырья, но и стоимость работы создателя, а также расходы на поддержание работоспособности целевой системы во время эксплуатации --- и надо ещё договориться, как это всё рассчитывать).

Всё это выделенные в соответствии с разными ролевыми интересами части одной и той же целой системы, изображённой кубиком с цветными гранями --- и каждая роль получает возможность обсуждать свой предмет интереса/важную характеристику по удобно устроенному для этого описанию:

• Интересующийся «как работает» получает принципиальную/функциональную/потоковую схему с соединениями функциональных/ролевых частей,
• интересующийся «из каких продуктов собрать» получает описание конструкции: продуктов/модулей и их интерфейсов друг ко другу
• интересующийся «где найти/куда положить» получает описание мест, где расположена система, компоновку.
• И не изображённый на картинке интересующийся «сколько это стоит» получает описание того, сколько стоит создать, проэксплуатировать, уничтожить систему. В последние несколько лет принято считать описания полной стоимости владения необходимыми.
• И ещё есть тоже не изображённый на картинке интересующийся WBS/« какие с этим проводятся работы».
• ... и таких интересующихся разными аспектами/вариантами разбиений на части много, это изображён был только самый минимум описаний.

Системные уровни определяются по главному в системном мышлении разбиению --- функциональному! Поэтому функциональное разбиение часто называют системным разбиением/system breakdownstructure. А остальные разбиения? Они просто разбиения/breakdowns.

В принципе, эта терминология «системного разбиения» как только функционального не всегда соблюдается. Сама система чаще всего одновременно и функциональная часть надсистемы, и конструктивная часть этой же надсистемы, и занимает в этой надсистеме какое-то компоновочное место, и требует каких-то на неё затрат и выполнения над собой каких-то работ. В какой-то мере любое из основных разбиений системно. Но в инженерии обычно если и говорят о системном разбиении и системных уровнях, то это именно функциональное разбиение, а не конструктивное, пространственное или стоимостное.

Мы сознательно в предыдущем абзаце говорим о том, что система --- часть надсистемы, а не разбиваем систему на части-подсистемы. Основной ход системного мышления --- от системы как части к надсистеме как целому. Но рассуждение такое можно провести на любом системном уровне, в том числе и для подсистем, и под-подсистем, и надсистем, и над-надсистем.

Когда говорим о системных уровнях, не лишне будет уточнить: речь о каком из разбиений: каком из основных (функциональное, конструктивное, размещения, стоимостное), или каких-то других (работ по созданию, очередности изготовления, последовательности сборки, экологичности и т.д. --- их множество самых разных!).