пятница, 7 сентября 2018 г.

Особенности Национальной Цифровизации: Сделай так, не знаю как

1 Специфика цифровых систем в контексте ЦЭ


Как указывалось в предыдущем посте «Вавилонское столпотворение» (см. http://egov-tm.blogspot.com/2018/09/blog-post.html ), в цифровом мире все обязано быть точным, надежным, достоверным и т.п. В цифровом мире, по сравнению с материальным миром, всё быстрее, всё сложнее и всё крупнее. При таких скоростях и размахах, человек и слишком ненадежен (часто совершает ошибки) и слишком медлителен (не быстро свои и чужие исправляет ошибки). Поэтому все элементы цифровой системы обязаны быть идеально взаимосогласованными, а неправильные элементы цифровой системы моментально нужно отключать, чтобы избежать возможного увеличения ущерба. Изменение даже одно бита может привести к стремительному краху, как у «карточного домика».


Цифровые системы, которые важны в контексте национальной цифровой трансформации и, которые будут рассматриваться в дальнейшем, – это системы типа «Умный Город», «Цифровое Здравоохранение», «Умная Энергия», «Умное Производство» и «Умные Здания и Жилища», «Государственное Управление» и «Цифровое Законодательство». Такие цифровые системы являются смесью систем различного типа:
  1. социо-технических систем (взаимодействие между людьми и техникой); 
  2. кибер-физических систем (увязывание материального и цифрового миров); 
  3. программных систем (доминирующее использование программного обеспечения); 
  4. информационных систем (управление огромными массивами данных и информации), и 
  5. системы систем (система, состоящая из более мелких, но операционно и управленчески независимых, систем). 
Специфика таких цифровых систем состоит в следующем:
  • запредельный уровень сложности; 
  • непредсказуемое развитие; 
  • работа в масштабе реального времени; 
  • работы с огромными объемами данных и информации; 
  • доминирующие использование программного обеспечения; 
  • распределенные и децентрализованные топологии вычислительных мощностей; 
  • сильное влияние на социум, и 
  • защита человека, включая физические, моральные, правовые и информационные аспекты. 
Понятно, что такая специфика накладывает серьезные ограничения на спектр возможных решений. Такие цифровые системы обязаны обладать некими эмерджентными (или приобретенными) характеристиками. (Эмерджентные характеристики имеются у системы, но их нет у её элементам, а также у суммы элементов, не связанных системообразующими зависимостями.)

2 Основные эмерджентные характеристики цифровых систем


Рассматриваемые цифровые системы обязаны обладать следующими основными эмерджентными характеристиками:
  • способность к взаимодействию, интегративность (interoperability); 
  • безопасность (safety); 
  • защищенность, включая конфиденциальность, целостность и доступность информации (security, including information confidentiality, integrity and availability); 
  • защита частной информации (privacy); 
  • устойчивость (resilience); 
  • низкая стоимость эксплуатации; 
  • способность к быстрой адаптации; 
  • короткое время выхода на рынок. 
Сложность заключается в том, чтобы эти основные эмерджентные характеристики были гарантированы изначально (by design), чтобы избежать известно эффекта «хотели как лучше, а получилось как всегда».

Значит, построение хорошeй, правильной и успешной ( http://www.bredemeyer.com/pdf_files/GreatArchitect.PDF ) цифровой системы значительно сложнее, чем традиционная реализация неизвестно как написанного Технического Задания (ТЗ) ИТ-шниками. 

3 Использование системного подхода к проектированию, построению и развитию цифровых систем


Наилучшим (на данный момент) способом борьбы со сложностью системы является системный подход, в соответствии с которым система и ее элементы понимаются в контексте их поведения и их отношений между собой и со средой системы. При этом, явно определяется архитектура системы, т.е. важнейшие положения о структуре системы, правил поведения системы и правил развития системы. Архитектура обязана гарантировать критические эмерджентные характеристики цифровой системы.

Необходимость разработки архитектуры показывают следующие примеры:

Неудивительно, что американцы в далеком 2002 году ужЭ поняли, что государству нужна своя «корпоративная» архитектура ( см. стр. 19 https://www.whitehouse.gov/sites/whitehouse.gov/files/omb/assets/OMB/inforeg/egovstrategy.pdf ). Индия создала свою «корпоративную» архитектуру для штатов ( см. https://www.linkedin.com/pulse/catalysing-one-nation-government-indea-saha-chief-architect/ ).

Более того, цифровые системы обязаны строится системным образом. Потому, что иначе невозможно создать цифровую систему, в которой все было бы взаимосогласовано. В общем случае, системно построенная цифровая система будет:
  • Дешевле (путем устранения дублирования работ и изобретения «велосипедов»). 
  • Быстрее (путем концентрации ресурсов на решение сложных задач). 
  • Качественнее (путем создания пула апробированных решений-компонент). 
  • Законнее (путем перевода законов в явную и машинно-исполняемую форму). 
  • Интегрированее (путем применения общего подхода). 
  • Инновационее (путем освобождения людей от рутинной и не целевой работы). 

4 Фрагменты методологии разработки цифровых систем


Понятно, что системных подход и архитектура есть принципиальные положения, которые еще уточнять и уточнять для создания общей методологии цифровых систем. Зачем нужна методология? Так как цифровую систему строят много людей, то необходима высокая согласованность их работ. Поэтому важно, чтобы разные люди в одинаковых ситуациях находили одинаковые решения или предлагали инновации.

Ниже приводятся некоторые положения нашего предложения по общей методологии построения цифровых систем. Естественно, что все это еще необходимо обсуждать, чтобы достигнуть определенного согласия внутри экспертного общества. Кратко напомнить, что цифровая система состоит из элементов (т.е. таких-то объектов); некоторые из этих объектов есть артефакты, т.к. они сделаны (напрямую или опосредованно) созидательной работой человека.
  • Элементы могут иметь одновременно разные представления: цифровое (т.е. формальное, явное, машинно-читаемое и машинно-исполняемое или машинно-интерпретируемое), материальное, аналоговое и т.п. 
  • Существуют процедуры для перевода одного представления в другое (например, 3D печать переводит цифровое представление в материальное). 
  • Цифровое представление является первичным (master) для многих (включая основных) артефактов. Цифровое представление вторично для объектов, например, «созданных» природой. 
  • Экосистема, в которой функционирует цифровая система, «понимает» цифровые представления артефактов, что позволяет использовать цифровые артефакты для обмена внутри экосистемы. 
  • Элементы могут иметь много версий. 
  • Некоторые элементы являются сборкой из других элементов. 
  • Жизненный цикл любого элемента системы известен и это есть цифровой артефакт. 
  • Некоторые изменения элемента в течении его жизненного цикла могут вызывать изменения других элементах. 
  • Зависимости между элементами есть цифровые артефакты. 
  • Некоторые артефакты являются системообразующими. 
  • Цифровые артефакты могут быть легко адаптированы для нужд различных потребителей. 
  • Новые знания могут быть созданы из информации об элементах, в основном, цифровых артефактах. 
  • Некоторые работы с артефактами могут быть делегированы программам, роботам, сенсорам, исполнительным устройствам и т.п. 
  • Продвинутые программы, роботы, сенсоры, исполнительные устройства могут быть частью бизнес-процессов. 

Более детально эта методика опубликована в http://improving-bpm-systems.blogspot.com/search/label/%23BAW 

5 Системообразующие артефакты некоторых цифровых систем


Еще более детально ужЭ идет специализация эталонной архитектуры то типам цифровых систем. Так, ниже указаны системообразующие артефакты для некоторых типов цифровых систем:
  • Умный Город –это цифровая система цифровых потоков 
  • Государственное управление – это цифровая система цифровых законов 
  • IoT система – это цифровая система цифровых контрактов 
  • Умное Производство – это цифровая система процессов 

6 Заключение


Как видно, создания цифровых систем, а значит и для для успешного выполнения национальной программы ЦЭ, и связанных с ней национальных программ, необходимо использовать системный подход и явное определение архитектур цифровых систем. Поэтому, одними из первых действий по выполнении этих национальных программ должны быть:
  1. создание общей методологии проектирования, построения и развития цифровых систем и 
  2.  разработка эталонных архитектур цифровых систем. 

Thanks,
AS

“Особенности Национальной Цифровизации” это серия блогпостов с тагом #ОсобенностиНациональнойЦифровизации