Тренды в инженерии требованийи управлении требованиями

Анатолий Левенчук10 сентября 2014

Системная инженерияКак удерживать целое?! -- системноинженерное мышление и управление жизненным циклом

Как создать успешную систему?! – практики системной инженерии

2

Systems Engineering (SE) is an interdisciplinary approach and means to enable the realization of successful systems. It focuses on holistically and concurrently understanding stakeholder needs; exploring opportunities; documenting requirements; and synthesizing, verifying, validating, and evolving solutions while considering the complete problem, from system concept exploration through system disposal.

http://www.sebokwiki.org/1.0.1/index.php?title=Systems_Engineering_%28glossary%29

Сколько людей было на Луне?

• Сколько людей было на лунной орбите?• Сколько людей было на Луне?• Сколько килограмм лунного грунта было

доставлено на Землю?

3

Программа Apollo• На лунной орбите побывало 24 человека• На Луне разгуливали 12 человек• На Землю привезли 382кг лунного грунта

Места посадки миссий Apollo (1969-1972)

4http://en.wikipedia.org/wiki/Apollo_program

SYSTEMS ENGINEERING VISION 2025 (июнь 2014)

SUMMARYSYSTEMS ENGINEERING IN THE FUTURE WILL BE . . .• Relevant to a broad range of application domains, well beyond its

traditional roots in aerospace and defense, to meet society’s growing quest for sustainable system solutions to providing fundamental needs, in the globally competitive environment.

• Applied more widely to assessments of socio-physical systems in support of policy decisions and other forms of remediation.

• Comprehensively integrating multiple market, social and environmental stakeholder demands against “end-to-end” life-cycle considerations and long-term risks.

• A key integrating role to support collaboration that spans diverse organizational and regional boundaries, and a broad range of disciplines.

• Supported by a more encompassing foundation of theory and sophisticated model-based methods and tools allowing a better understanding of increasingly complex systems and decisions in the face of uncertainty.

• Enhanced by an educational infrastructure that stresses systems thinking and systems analysis at all learning phases.

• Practiced by a growing cadre of professionals who possess not only technical acumen in their domain of application, but who also have mastery of the next generation of tools and methods necessary for the systems and integration challenges of the times. 5

Альфы инженерного проекта

6

USING SYSTEM, SYSTEM OF INTEREST, SUB-SYSTEM

требования архитектураНужды стейкхолдеров

V-диаграмма сущностей инженерного решения

8

Подальфы определения системы

приёмка

проверка

проверка

USING SYSTEM

SYSTEM OF INTEREST

SUB-SYSTEM

Определение системы

9

Функция:

требования со стороны

использующей (над)системы

Архитектура(совмещение

функциональной и физической

декомпозиции)

Конструкция:

рабочий проект (изготавливаемые

части) целевой системы

Описывается «чёрный ящик» (реверс-инжиниринг системы использования)

Описывается «прозрачный ящик» с детальностью, достаточной для изготовления

Описываются основные принципы структуры «прозрачного ящика», который выполнит роль «чёрного ящика»

Фокусирование (сужение пространства решений)

Архитектурное проектирование/конструирование

«Просто» проектирование/конструирование

Где инженерия требований в SE VISION 2025?

Основной разговор ведётся про архитектуру и моделирование, требования специально практически не поминаются, кроме пары мест:

– System of systems engineering practices: Requirements management will evolve to address even more diverse stakeholders, in the face of uncertain organizational authority. Methods for establishing evolutionary interoperability agreements among SoS constituents will become more robust.

– Virtual Engineering. Part of The Digital Revolution: Tool suites, visualization and virtualization capabilities will mature to efficiently sup -port the development of integrated cross-disciplinary analyses and design space explorations and optimizations, comprehensive customer/market needs, requirements, architecture, design, operations and servicing solutions. 10

Дисциплины системной инженерии

• [моделеориентированная] инженерия требований• [моделеориентированная] инженерия системной

архитектуры• [моделеориентированные] проверка и приёмка

(V&V)• [моделеориентированный] системноинженерный

менеджмент (управление жизненным циклом)

• В ситуационной инженерии методов обычно более мелкое деление (ISO 15288)

11

Развитие и совершенствование инженерии

12

РЕЗУЛЬТАТЫ

ВРЕМЯ

III поколениеМоделе-ориентированная (model-based) инженерия: формальные языки (вычисляемый «код»)

II поколениеСовременная («классическая») инженерия: диаграммы и чертежи («псевдокод»)

I поколение«Алхинженерия»: неформальные тексты и эскизы

199018601400

IV поколениеИскусственный интеллект: гибридные вычисления

2020

13

Валидация требований в GOREПример Яна Александера (2010, Model-based requirements discovery):• Убедиться в том, что для всех объектов модели:

– Цель принадлежит какой-то Заинтересованной стороне– Операционное заинтересованное лицо играет роль в Сценарии– Цели приоритизирована определенным Приоритететом– Высокоприоритетные цели используются как критерии при выборе

Развилок– Конфликты между целями устраняются в процессе прохождения

Развилок– Препятствия/Угрозы смягчаются Целями– Цель удовлетворяется Требованием– Требование делается проверяемым Измерением– Развилка объясняется Обоснованием– <Термин>* в Требованиях определяется в Словаре

* <Термин> может быть любым Состоянием, Целью, Операционной ролью,

Измерением

I* -- задаёт тон в GOREhttp://www.cs.toronto.edu/km/istar/

Goal-oriented requirements engineering1995г.: Agents attribute intentional properties (such as goals, beliefs, abilities, commitments) to each other and reason about strategic relationships. Dependencies between agents give rise to opportunities as well as vulnerabilities. Networks of dependencies are analyzed using a qualitative reasoning approach. Agents consider alternative configurations of dependencies to assess their strategic positioning in a social context.Стандарты: 2008г. ITU-T Z.151 (Goal-oriented Requirements Language + Use Case Maps)

14

Motivation model ArchiMate 2.0[инженерия предприятия – поддисциплина системной инженерии]

15

16

Пример: стандарты представления требований (правила «записи иероглифами», содержание не

обсуждается!)• SysML• AP233• RIF• ISO 29148• ITU Z.151 (URN=GRL+UCM) и другие из GORE (i*, BMM, ArchiMate,

MBRD, Planguage): выражение оппозиции цели-средства (ends – means)

• ISO 15926• Таблички произвольной формы («В Экселе»)• Естественный язык («В Ворде»)• …..

• Проблема: что выразишь одними иероглифами, не найдёшь в другом наборе иероглифов.

17

Тренд моделеориентированности в требованиях:

Модели требований и модели архитектуры сливаются!

Но не всё пока можно представить моделями – и в архитектуре, и в требованиях!

В формальных моделях есть место и для «просто текста»!

18

Текстовые требования

• Системы работы с текстами (IBM Watson)• Формализация языка (шаблоны)

• Важно: тексты нельзя «закодировать целиком», всегда будет возможность альтернативной интерпретации и «невытащенная информация».

19

Управление требованиями

• Менеджерская дисциплина (подразумевает, что требования есть – и ими нужно «рулить» в плане логистики: учитывать, обеспечивать доступность, изменять только по процедуре)

• Часть одновременно:– Управления конфигурацией, данными,

жизненным циклом, инженерной документацией (одна и та же дисциплина!)

– Инженерии требований

20

Подпрактики в части управления конфигурацией (и

там внутри управления требованиями!): • практика выпуска (release) инженерных

артефактов (например, выпуск чертежей), в том числе по жизненному циклу

• практика выпуска самых разных видов заказных спецификаций (BOM, bill of materials)

• практика запросов на изменения• практика изменения проекта• практика управления данными

21

Тренды в управлении требованиями (по SE VISION 2025)

• интеграция инструментов системной инженерии (моделеры требований и архитектуры, среды тестирования/испытаний) с традиционными инженерными инструментами CAD/CAE/PLM

• Коллаборативная инженерия, позволяющая интегрировать работы (workflow) и данные по всему жизненному циклу

22

23

Спасибо за внимание!Анатолий Левенчук,ailev@asmp.msk.suБлог: http://ailev.ru

Виктор Агроскин,vic5784@gmail.com

TechInvestLab.ru (член POSCCaesar Association)+7 (495) 748-53-88

Материалы (306 страниц) «Системноинженерное мышление в управлении жизненным циклом» -- http://techinvestlab.ru/files/systems_engineering_thinking/systems_engineering_thinking--TechInvestLab_2014.pdf