211service.com
Arquitectura del sistema: decisiones fundamentales en sistemas complejos
Proporcionado por Educación profesional del MIT
Nuestro mundo funciona con sistemas cada vez más complejos. Desde automóviles hasta centrales eléctricas, esperamos cada vez más conectividad inmediata, aprendizaje automático sobre datos de productos e infusión de tecnología, todo lo cual aumenta la complejidad de los sistemas modernos. Estos sistemas, que se encuentran en industrias que van desde la aeroespacial hasta la automotriz, desde la alta tecnología hasta la atención médica y más allá, dependen de profesionales que tienen un conocimiento profundo tanto de los componentes del sistema como de sus comportamientos a nivel del sistema, tanto deseables como indeseables.
Arquitectura e Ingeniería de Sistemas: Modelos y Métodos para la Gestión de Sistemas Complejos
El nuevo programa de certificación en línea de cuatro cursos comienza el 12 de septiembre.
¡Regístrese hoy!
Considera Twitter. Después de una serie de interrupciones durante la Copa del Mundo de 2010, donde la actividad máxima colapsó su infraestructura, Twitter rediseñó todo su código base monolítico. En la actualidad, procesa habitualmente alrededor de 5700 tweets por segundo y ha manejado un pico de 143 199 tweets por segundo (el 3 de agosto de 2013, durante la transmisión de un popular programa de televisión en Japón).
Ese es solo un ejemplo de las crecientes demandas que los usuarios imponen a estos sistemas. Estas demandas van más allá de las sobretensiones y la escalabilidad. Para que los productos capturen la participación de mercado, solicitamos sistemas para innovar en las ofertas existentes, incorporar tecnologías novedosas y abordar múltiples mercados. Para que las empresas compitan con márgenes ajustados, pedimos que los sistemas se diseñen para optimizar los costos de fabricación y se entreguen a través de cadenas de suministro de varios niveles.
Mi experiencia es que una parte sustancial del rendimiento de un sistema está determinada por un conjunto relativamente pequeño de decisiones: decisiones arquitectónicas. Para ingenieros, gerentes de programas y dueños de negocios, tales decisiones marcan la diferencia.
Me complace anunciar que el MIT está lanzando un nuevo programa de certificación profesional de cuatro cursos para explorar estas decisiones arquitectónicas junto con los líderes de la industria. El programa solo en línea, Arquitectura e Ingeniería de Sistemas : Modelos y métodos para administrar sistemas complejos, comienza el 12 de septiembre de 2016.
Cada sistema construido tiene una arquitectura
Los productos como el software para teléfonos móviles, los automóviles y los equipos de capital de semiconductores se definen mediante unas pocas decisiones arquitectónicas clave que se toman al principio del ciclo de vida del programa. Esas decisiones tempranas impulsan las decisiones posteriores. Sin embargo, en el diseño del mundo real de sistemas complejos, los ingenieros a menudo no tienen un conocimiento completo del alcance final de esos sistemas antes de tomar decisiones que pueden tener un gran impacto, desde crear cuellos de botella que restringen el rendimiento hasta restringir los sitios de fabricación potenciales. reduciendo la participación en los ingresos del mercado secundario.
Por ejemplo, el MIT trabajó con la NASA en la arquitectura de los satélites de comunicación de próxima generación. La NASA actualmente opera tres conjuntos de satélites de retransmisión, cada uno del tamaño de un autobús escolar, para transmitir datos gubernamentales de misiones espaciales científicas y militares. Los funcionarios de la NASA sintieron que se necesitaba un cambio arquitectónico para reducir los costos, que hoy en día son de dos a tres veces más que los de los satélites operados comercialmente. El MIT trabajó con la NASA durante un período de tres años para identificar las decisiones arquitectónicas, como la presencia o ausencia de almacenamiento de datos a bordo, la elección de la órbita, la cantidad de satélites por plano orbital y el desarrollo de tecnología para enlaces entre satélites. —y analizó millones de combinaciones de decisiones para identificar a los mejores candidatos para nuevas arquitecturas.
A pesar de la incertidumbre en torno al alcance, mi experiencia es que dedicar tiempo por adelantado a las decisiones arquitectónicas, ya sea que esté secuenciando las decisiones que se tomarán basándose únicamente en la experiencia de su equipo o secuenciandolas más explícitamente utilizando modelos de decisión para estimar sensibilidades, puede tener un retorno sustancial en inversión.
En otras palabras, las buenas decisiones arquitectónicas pueden crear ventajas competitivas en mercados difíciles, pero las malas decisiones pueden obstaculizar grandes programas de desarrollo en el futuro.
Modelos y Métodos
Al lanzar el nuevo programa de Arquitectura e Ingeniería de Sistemas, estamos entusiasmados de explorar tales decisiones con los líderes de la industria. Hemos reunido a algunas de las organizaciones más grandes involucradas en sistemas complejos, incluidas GE, Boeing, Raytheon, GM, NASA y Caterpillar, entre otras, para hablar sobre el estado actual de la práctica.
Una de las tendencias que más nos interesa explorar es el alejamiento del diseño basado en papel que a menudo se conoce como ingeniería de sistemas basada en modelos (MBSE). La gran idea detrás de MBSE es digitalizar el proceso de diseño.
A pesar de las grandes mejoras en el software, desde software de gestión del ciclo de vida del producto (PLM) como Team Center de Siemens o Windchill de PTC, hasta software de simulación como la simulación de grandes flujos de aire o códigos estructurales maduros, gran parte del proceso de diseño aún se basa en documentos en papel. Estos documentos tienen un legado de largos ciclos de reelaboración y, a menudo, son los culpables de los problemas de calidad. La visión de MBSE es combinar modelos grandes en los que el equipo trabaja en un modelo central con un enfoque en la concurrencia.
Los ingenieros de sistemas que están trabajando en estos sistemas complejos realmente tienen que ser los que entiendan dónde está el margen, entiendan el rendimiento del sistema y luego aboguen por todo el sistema, explica Greg Hyslop, Boeing CTO y vicepresidente senior de Boeing Engineering Test and Grupo de Tecnología.
Discutiremos la promesa de MBSE para tomar decisiones sobre la arquitectura del sistema y exploraremos los modos de falla y los problemas de administración que lo sustentan. La revolución del diseño asistido por computadora (CAD) tardó décadas en madurar: nuestro enfoque de MBSE es analizar detenidamente los desafíos y fomentar un debate sobre la implementación que se base en la experiencia de un consorcio de empresas.
Tomar mejores decisiones arquitectónicas
¿Qué decisiones arquitectónicas tomaron los ingenieros de Twitter en su búsqueda de escalabilidad después de la Copa del Mundo de 2010? Decidieron que las ganancias de su base de código monolítico original se habían agotado; en ese momento, era una de las instalaciones de Ruby on Rails más grandes del mundo. Así que reinventaron su arquitectura como una instalación de Java Virtual Machine, modularizando su funcionalidad y poniendo más énfasis en la concurrencia. Puede sonar como maternidad y pastel de manzana, pero los cambios arquitectónicos como estos requieren una medida de coraje: preferimos hacerlos desde una posición de análisis y fuerza en lugar de una apuesta.
Únase a nosotros para explorar estos temas con más profundidad en el nuevo MIT Arquitectura e Ingeniería de Sistemas programa de certificado profesional, a partir del 12 de septiembre.
Bruce G. Cameron es director de la facultad del nuevo programa de certificación profesional del MIT, Arquitectura e ingeniería de sistemas: modelos y métodos para administrar sistemas complejos. Es director del Laboratorio de Arquitectura de Sistemas del MIT, profesor de gestión de ingeniería en los programas de maestría y a distancia existentes en Diseño y Gestión de Sistemas del MIT, y cofundador de Technology Strategy Partners, una firma consultora boutique. Sus intereses de investigación en el MIT incluyen la estrategia tecnológica, la arquitectura de sistemas y la gestión de plataformas de productos.