Уважаемые коллеги, руководители государственных компаний, министерств и ведомств, курирующих национальные проекты и ОПК!
Объем государственных инвестиций в НИОКР в рамках национальных проектов и оборонного заказа на ближайшие годы оценивается в 2–5 триллионов рублей ежегодно. Это масштабные ресурсы, направленные на технологический прорыв и укрепление суверенитета страны, которые обладают высоким мультипликативным эффектом на все отрасли экономики. Однако ключевой вопрос, который мы должны задать себе: какая часть этих средств будет потрачена эффективно, а какая — на совершение и исправление ошибок, задержки по срокам и неоптимальные инженерные решения?
Данные ряда международных исследований начиная с 2010 года показывают, что в привычном течении процессов разработки в среднем 37% бюджета НИОКР тратится не результативно — на устранение ошибок, выявляемых на поздних стадиях работ, что приводит к значительным скрытым повторным трудозатратам, дорогостоящим переделкам аппаратуры и затягивает циклы испытаний‑доработок. В масштабах российского госбюджета это от половины до полутора триллионов рублей ежегодных потерь на ошибки, для исключения которых уже есть зарекомендовавшая себя методология.
Решением этой проблемы является системное моделирование — целенаправленная политика обязательного применения «исполняемых системных моделей» на всех этапах жизненного цикла техники: от проверки концепций до формирования технических заданий и планов проектов, и далее в этапах проектирования, испытаний и сопровождения.
Что такое системная модель и почему она важна для госуправления?
Исполняемая системная модель (executable specification) — это визуально наглядное компьютерное представление структуры и функций сложной системы, обычно физико‑технической. Она позволяет численно имитировать поведение системы во времени с той степенью детализации, которая доступна разработчику на этапе постановки задачи или при уточнении требований. Системной моделью можно описать не только физические системы, но системы разной природы: информационные, биологические, экономические и так далее.
Это модель, в которой не просто «нарисованы и описаны» компоненты и их взаимосвязи статически. Исполняемая системная модель — это живая модель, в ней можно посмотреть состояния системы во времени, провести симуляцию сценария и в динамике посмотреть все количественные характеристики системы и всех взаимосвязей. Симуляция — это компьютерное применение формальной логики и математики, которыми пронизан весь познаваемый мир. Исполняемая системная модель не только избавляет от потери целостности на ранних этапах работ, но при необходимости, позволяет автоматизировать получение исходных кодов и прошивок для аппаратуры, генерацию тестовых воздействий для лабораторных испытаний, документацию или иные производные артефакты проектирования.
В отличие от документальных / информационных моделей (схемы Visio, текстовые описания, диаграммы, базы данных в ПО управления требованиями или “системной инженерии”), исполняемая модель (executable specification) — живая, может показать работу системы в динамике.
Наглядность и простота внесения изменений — ключевое качество системных моделей.
Системная модель — это не просто «красивая статическая схема» — это «исполняемая спецификация», которую можно исполнить в компьютерном времени. Это цифровой оригинал, компьютерное представление инженерного замысла будущего или существующего изделия (самолета, ракеты, станка, программного комплекса), который позволяет:
Визуализировать и проверять требования до начала дорогостоящей разработки,
Имитировать поведение системы на испытаниях и в различных условиях, в том числе сложно достижимых через испытания,
Выявлять противоречия и ошибки на этапах декомпозиции и проектирования.
Сокращать количество физических прототипов и требуемых испытаний, перенося основную работу в цифру.
Проще говоря, системная модель — это язык, на котором заказчик и исполнитель могут однозначно и наглядно договориться о том, что должно быть создано, и проверить это цифровым образом еще до того, как потрачены миллиарды на «железо».
Экономический эффект: не роскошь, а необходимость
Мы не так богаты, чтобы позволить себе игнорировать технологии, дающие прямую экономию. Анализ проектов более 500 компаний, внедривших исполняемые системные модели (модельно-ориентированное проектирование, MBD, MBSE), демонстрирует:
Сокращение проектных сроков на 20-25%,
Снижение количества отмененных решений и проектных задержек в 2 раза,
Повышение вероятности достижения плановых показателей по производительности и функциональности на 18-22%,
Общее снижение затрат на разработку в диапазоне 30-65%.
Внедрение практики обязательной актуализации системной модели на каждом этапе НИОКР позволит ЕЖЕГОДНО выявлять неэффективные расходы и возвращать в усиление НИОКР суммы, оцениваемые в масштабах страны в 0.25–0.7% ВВП.
Это эквивалентно примерно 1 триллиону рублей в год, которые могут быть направлены не на устранение запоздало выявленных ошибок, а на развитие технологий и укрепление научно-технического потенциала страны.
Интересно:
Поставим эти цифры в перспективу. На форуме ИТОПК были озвучены оценки потребности российских предприятий в перевооружении отечественным инженерным ПО и ПАК, на сумму 356 млрд рублей. Также отмечалось, что сформулированные конкретные запросы от небольшой части предприятий ОПК составляют 25 млрд рублей на ближайшие два-три года.
Все эти суммы — ничто по сравнению с ежегодно теряемым триллионом рублей на ошибки порождаемые отсутствием исполняемых системных моделей (executable specification).
Преодоление барьеров: от «отговорок» к системным решениям
Каждый раз, когда заходит разговор о внедрении системного моделирования, звучит знакомый набор аргументов: «кадры не готовы», «модели неточны», «сроки сорвутся», «это вмешательство в порядок проектирования, установленный гостом». Но опыт тех, кто уже перешёл к моделям, показывает: всё происходит ровно наоборот. На деле реальность такова:
Кадры. Если мы доверяем инженерам миллиардные бюджеты, то вправе ожидать, что они способны формализовать свой замысел в наглядных, легко актуализируемых моделях. «Нет кадров для системного моделирования» — самоопровергаемое утверждение, отговорка, если эти же кадры расходуют такие большие бюджеты НИОКР. При административном решении об обязательном внедрении вопрос сам по себе решается небольшим обучением и поддержкой разработчиков программных инструментов.
Точность. Любая, даже неидеальная, модель полезнее, чем ее отсутствие. Она фиксирует замысел, отражает глубину проработки разработчиком и выявляет противоречия, дает прозрачность для своевременного принятия существенных технических решений.
Сроки. Если сроки «едут» от внедрения прозрачности (системных моделей) — значит, они уже были сорваны, но это скрывали. Модели добавляют управляемости.
«Ошибка выжившего». Многие научно-технические руководители добившиеся ранее успешной сдачи проектов, так побиты судьбой, что не склонны к инициативе в организационно-технических улучшениях процессов проектирования. Любое, даже легко достижимое и дешевое улучшение, если не идет от источника финансирования (заказчика) — всегда будет встречать отговорки о сложившихся процессах или ГОСТах.
Главная же реальная проблема — организационное сопротивление и отсутствие воли у источника финансирования.
Заказчики и головные исполнители госконтрактов, большинство из которых это государственные компании с большой цепочкой кооперации, могут сыграть ведущую роль в вопросе спасения и возврата в НИОКР ежегодно теряемого триллиона рублей на ошибки порождаемые отсутствием исполняемых системных моделей (executable specification).
Что необходимо сделать? Конкретные шаги для госкомпаний и госзаказчиков
Административное решение — предоставлять актуализированные исполняемые системные модели. Предлагается закрепить на нормативном уровне требование обязательного наличия и актуализации системной модели на каждом этапе НИОКР: от защиты концепций и утверждения технического задания до проведения испытаний.
Переход к следующему этапу должен сопровождаться проверкой актуальности модели, отражающей архитектуру изделия, ключевые сценарии работы и параметры, подтверждаемые расчетами и симуляцией.
Таким образом, системная модель становится обязательным элементом документации, а не факультативным приложением. Какие-либо натурные или полунатурные испытания до наличия компьютерной системной модели (executable specification) должны быть сведены к минимуму.Интеграция в сметы и принятие к расходам по госконтрактам. Одновременно с требованием предоставления актуализированных системных моделей необходимо регламентировать (на уровне цепочки конкретного гос контракта и всей кооперации госкомпании) право предприятий на компенсацию накладных расходов на системное моделирование. Это включает закупки соответствующего ПО и трудозатраты по созданию моделей, в том числе компенсации ранее понесенных затрат на системное моделирование в случае наличия системных моделей до подписания ТЗ.
В Указе Президента №309 от 07.05.2024 о национальных целях развития в пункте 7г содержится цель по расходам на НИОКР не менее 2% ВВП. Расходы на системные модели — это прямые расходы на НИОКР, поэтому в любых госконтрактах можно напрямую реализовывать требования указа президента и закладывать не менее 2% стоимости договора на работы и инфраструктуру системного моделирования. Правда пункт 7в того же указа ставит целью нахождение в десятке лидеров по НИОКР, а средний показатель расходов первой десятки стран 3.44%, а максимальные до 5.5% от ВВП. Так что 2% от госконтракта — это скорее «базовый минимум», чем «роскошный максимум».
Если заказчик или исполнитель раньше не могли убедить друг друга заложить в бюджет затраты на создание и поддержание системных моделей и цифровых испытательных полигонов — то сейчас оче видно, что даже 2% сметных расходов на системные модели страхует десятки процентов бюджета проекта, причем и заказчика и исполнителя, а значит всех участников ВВП страны.
Воспользуйтесь опытом ЦИТМ Экспонента, если не можете объяснить заказчику важность планирования расходов на создание и актуализацию системной модели.Поддержка отечественного ПО. Хотя для системных моделей можно использовать и западные инструменты, но на них долгосрочной «системы не построить». К западному есть привычка у линейных инженеров, но «система важнее предпочтений». У российского ПО для системного моделирования уже есть и эквивалентная функциональность и конкурентные преимущества. Даже на старом западном софте 15 лет назад можно было достигать десятков процентов экономии. Российский софт уже может дать больше. А главное — это безопасно, и можно выбрать из нескольких альтернатив под проект. Мы, конечно, считаем Engee лидирующей российской платформой системного моделирования и цифровых испытаний.
Заключение
В современной геополитической и экономической реальности мы не можем позволить себе расточительность. Системная модель — это не IT-инновация, а инструмент бюджетного контроля, технологической дисциплины и страховки от многомиллиардных ошибок.
Вы хотите задать модный вопрос: «а где же тут «искусственный интеллект? Как нам обогнать весь мир на вираже»? Подумайте сами: ведь нет разницы, естественный или искусственный интеллект пытается создать системнуюмодель — главное в том, что именно системная модель дает уверенность в согласованности и целостности замысла. Да, джунам и ИИ придется попотеть, чтобы конвертировать идею в системную модель, но главное – ее наличие и актуальность.
Требование к актуализации системных моделей — это минимальное и необходимое условие для того, чтобы грандиозные бюджеты нацпроектов и оборонных НИОКР превращались в реальные, работающие технологии, а не в отчеты о бесконечных доработках и миллиарды рублей в изделиях на складах, которые «не могут летать».
Пришло время сделать системное модельно-ориентированное проектирование стандартом для всей технологической кооперации, работающей с государственными средствами. Это вопрос не только экономической эффективности, но и национальной безопасности.
Материал подготовлен на основе доклада Рабочей группы Минпромторга по CAE (Богославский Никита), анализа международных исследований 2010-2020 по Model-based design in embedded market, и анализа опыта практического внедрения системных моделей модельно-ориентированного проектирования в РФ компании ЦИТМ Экспонента.