211service.com
Architektura systemu: kluczowe decyzje w złożonych systemach
Dostarczone przez Edukacja zawodowa MIT
Nasz świat działa na coraz bardziej złożonych systemach. Od samochodów po elektrownie, coraz częściej oczekujemy natychmiastowej łączności, uczenia maszynowego na podstawie danych produktów i wprowadzenia technologii, które zwiększają złożoność nowoczesnych systemów. Systemy te — spotykane w branżach od lotnictwa po motoryzację, od zaawansowanych technologii po opiekę zdrowotną i nie tylko — opierają się na profesjonalistach, którzy dogłębnie rozumieją zarówno elementy systemu, jak i ich zachowania na poziomie systemu, zarówno pożądane, jak i niepożądane.
Architektura i inżynieria systemów: modele i metody zarządzania złożonymi systemami
Nowy czterodaniowy program certyfikatów online rozpocznie się 12 września.
Zarejestruj się dziś!
Rozważ Twittera. Śledź serię przestojów podczas Mistrzostw Świata 2010, gdzie szczytowa aktywność spowodowała awarię infrastruktury, Twitter przebudował całą swoją monolityczną bazę kodu. Obecnie rutynowo przetwarza około 5700 tweetów na sekundę i obsłużyła szczyt 143 199 tweetów na sekundę (3 sierpnia 2013 r. podczas emisji popularnego programu telewizyjnego w Japonii).
To tylko jeden przykład rosnących wymagań, jakie użytkownicy stawiają tym systemom. Te wymagania wykraczają poza przepięcia i skalowalność. Aby produkty zdobywały udział w rynku, prosimy systemy o wprowadzanie innowacji w istniejących ofertach, włączanie nowatorskich technologii i adresowanie wielu rynków. Aby firmy mogły konkurować przy niskich marżach, prosimy o projektowanie systemów w celu optymalizacji kosztów produkcji i dostarczanie ich za pośrednictwem wielopoziomowych łańcuchów dostaw.
Z mojego doświadczenia wynika, że znaczna część wydajności systemu jest determinowana przez stosunkowo niewielki zestaw decyzji — decyzji dotyczących architektury. Dla inżynierów, menedżerów programów i właścicieli firm takie decyzje mają znaczenie.
Z radością ogłaszam, że MIT uruchamia nowy czterokursowy program certyfikacji zawodowej, aby zbadać te decyzje architektoniczne wraz z liderami branży. Program wyłącznie online, Architektura i inżynieria systemów : Modele i metody zarządzania złożonymi systemami, rozpoczyna się 12 września 2016 r.
Każdy zbudowany system ma architekturę
Produkty, takie jak oprogramowanie do telefonów komórkowych, samochody i półprzewodnikowe wyposażenie kapitałowe, są definiowane przez kilka kluczowych decyzji architektonicznych podejmowanych na początku cyklu życia programu. Te wczesne decyzje prowadzą do dalszych decyzji. Jednak w rzeczywistych projektach złożonych systemów inżynierowie często nie mają pełnej wiedzy na temat ostatecznego zakresu tych systemów przed podjęciem decyzji, które mogą mieć duży wpływ — od tworzenia wąskich gardeł, które ograniczają wydajność, po ograniczanie potencjalnych zakładów produkcyjnych, zmniejszenie udziału w przychodach z rynku wtórnego.
Na przykład MIT współpracował z NASA nad architekturą satelitów komunikacyjnych nowej generacji. NASA obsługuje obecnie trzy zestawy satelitów przekaźnikowych, każdy wielkości szkolnego autobusu, aby przekazywać rządowe dane z naukowych i wojskowych misji kosmicznych. Urzędnicy NASA uznali, że potrzebna jest zmiana architektoniczna, aby obniżyć koszty, które obecnie są dwa do trzech razy wyższe niż w przypadku satelitów komercyjnych. MIT współpracował z NASA przez trzy lata, aby zidentyfikować decyzje architektoniczne, takie jak obecność lub brak przechowywania danych na pokładzie, wybór orbity, liczba satelitów na płaszczyźnie orbitalnej i rozwój technologii połączeń międzysatelitarnych — i przeanalizowaliśmy miliony kombinacji decyzji, aby zidentyfikować najlepszych kandydatów do nowych architektur.
Pomimo niepewności co do zakresu, z mojego doświadczenia wynika, że poświęcanie czasu z góry na decyzje architektoniczne — niezależnie od tego, czy ustalasz kolejność decyzji, które mają zostać podjęte wyłącznie na podstawie doświadczenia swojego zespołu, czy sekwencjonowanie ich w sposób bardziej jednoznaczny przy użyciu modeli decyzyjnych do oszacowania wrażliwości — może mieć znaczny zwrot z inwestycja.
Innymi słowy, dobre decyzje architektoniczne mogą stworzyć przewagę konkurencyjną na trudnych rynkach, ale złe decyzje mogą przeszkodzić w realizacji dużych programów rozwojowych.
Modele i metody
Rozpoczynając nowy program Architektury i Inżynierii Systemów, cieszymy się, że możemy badać takie decyzje z liderami branży. Zebraliśmy niektóre z największych organizacji zajmujących się złożonymi systemami — w tym między innymi GE, Boeing, Raytheon, GM, NASA i Caterpillar — aby porozmawiać o obecnym stanie tej praktyki.
Jednym z trendów, które najbardziej nas interesuje, jest odejście od projektowania w formie papierowej, często znanego jako inżynieria systemów oparta na modelach (MBSE). Główną ideą MBSE jest cyfryzacja procesu projektowania.
Pomimo znacznych ulepszeń w oprogramowaniu, od oprogramowania do zarządzania cyklem życia produktu (PLM), takiego jak Siemens Team Center lub Windchill firmy PTC, po oprogramowanie symulacyjne, takie jak duża symulacja przepływu powietrza lub dojrzałe kody konstrukcyjne, większość procesu projektowania nadal opiera się na dokumentach papierowych. Dokumenty te niosą ze sobą spuściznę długich cykli przeróbek i często są przyczyną problemów z jakością. Wizją MBSE jest łączenie dużych modeli, aby zespół pracował nad modelem centralnym z naciskiem na współbieżność.
Inżynierowie systemowi, którzy pracują nad tymi złożonymi systemami, naprawdę muszą być tymi, którzy rozumieją, gdzie jest margines, rozumieją wydajność systemu, a następnie opowiadają się za całym systemem, wyjaśnia Greg Hyslop, CTO Boeinga i starszy wiceprezes Boeing Engineering Test i Grupa Technologiczna.
Omówimy obietnicę MBSE dotyczącą podejmowania decyzji dotyczących architektury systemu, a także zbadamy tryby awarii i kwestie związane z zarządzaniem, które leżą u jej podstaw. Rewolucja projektowania wspomaganego komputerowo (CAD) dojrzewała przez dziesięciolecia — nasze podejście do MBSE polega na twardym przyjrzeniu się wyzwaniom i zachęcaniu do dyskusji na temat wdrożenia, która opiera się na doświadczeniu konsorcjum firm.
Podejmowanie lepszych decyzji architektonicznych
Jakie decyzje architektoniczne podjęli inżynierowie Twittera w poszukiwaniu skalowalności po Mistrzostwach Świata 2010? Zdecydowali, że korzyści z ich oryginalnej, monolitycznej bazy kodu zostały wyczerpane — w tamtym czasie była to jedna z największych na świecie instalacji Ruby on Rails. Zmienili więc swoją architekturę jako instalację wirtualnej maszyny Javy, modularyzując jej funkcjonalność i kładąc większy nacisk na współbieżność. Może to brzmieć jak macierzyństwo i szarlotka, ale takie zmiany architektoniczne wymagają pewnej dozy odwagi – wolelibyśmy, aby były oparte na analizie i sile, a nie jako hazard.
Dołącz do nas, aby dokładniej zbadać te kwestie w nowym wydaniu MIT Architektura i inżynieria systemów program certyfikacji zawodowej, rozpoczynający się 12 września.
Bruce G. Cameron jest dyrektorem wydziału nowego programu certyfikacji zawodowej MIT, Architektura i inżynieria systemów: modele i metody zarządzania złożonymi systemami. Jest dyrektorem Laboratorium Architektury Systemów MIT, wykładowcą zarządzania inżynierskiego w istniejących programach magisterskich i na odległość MIT w zakresie projektowania i zarządzania systemami, a także współzałożycielem Technology Strategy Partners, butikowej firmy konsultingowej. Jego zainteresowania badawcze w MIT obejmują strategię technologiczną, architekturę systemów oraz zarządzanie platformami produktowymi.