章
- 1.需求管理
- 2.编写需求
- 3.需求收集和管理过程
- 4.需求跟踪
- 5.需求管理工具和软件开云官网入口下载手机版
- 6.需求确认和确认
- 7.满足法规遵从性和行业标准
- 8.项目管理
- 9.测量的需求
- 10.系统工程
- 术语表
什么是MBSE?基于模型的系统工程解释
在下一章中,我们将着手回答关于基于模型的系统工程(MBSE)的一些最常见的问题,包括:什么是MBSE?MBSE的真正意图是什么?MBSE和SysML是一回事吗?
编者注:本小节由Lou Wheatcraft撰写,他是Wheatland Consulting, LLC的高级顾问和管理成员,也是INCOSE需求工作组(RWG)的现任联合主席。
什么是MBSE?
如果你让20个人来定义MBSE,你可能会得到20种不同的答案。混淆的核心是“模型”这个词。
INCOSE系统工程手册(SE HB)指出,“代表系统及其环境的模型对于必须分析、指定、设计和验证系统以及与其他涉众共享信息的系统工程师来说特别重要。”为了不同的建模目的,使用不同类型的模型来表示系统。
在INCOSE SE HB中,“模型”一词出现了680多次!该术语用于指各种模型、数据的可视化和包含各种模型的信息,以及文档、图表、图纸或系统的任何其他表示形式。
在这种情况下,“模型”可以是最适合创建它的目的的系统的任何表示或抽象。因此,有各种各样的模型,包括分析、逻辑、行为和架构模型、文本描述,以及文档、功能流程图、数据流程图、接口图、架构图、绘图,或者系统的任何其他表示。
所有这些表示的共同点是,它们都是用于构造和表示模型的底层数据和信息的可视化。
同样,参考INCOSE SE HB:
“MBSE通常与传统的基于文档的SE方法形成对比。在基于文档的SE方法中,通常会生成大量关于系统的信息,这些信息包含在文档和其他工件中,例如规范、接口控制文档、系统描述文档、贸易研究、分析报告,以及验证计划、过程和报告。这些文档中包含的信息通常难以维护和同步,也难以评估其质量(正确性、完整性和一致性)。”
“在MBSE方法中,大部分信息都是在系统模型或模型集中(以电子方式)捕获的。系统模型是SE过程的主要工件。MBSE通过使用模型形式化了SE的应用。该信息在模型中捕获和在整个生命周期中维护的程度取决于MBSE工作的范围。将MBSE方法用于SE的目的是在系统需求、体系结构和设计质量方面产生重大改进;通过在系统定义的早期提出问题,降低系统开发的风险和成本;通过重用系统工件开云足球app下载官网最新版来提高生产力;并改善系统开发团队之间的沟通。”
假设存在多种类型的模型,以及在系统生命周期过程中生成的模型中的数据和信息的可视化,那么从以数据为中心的角度来看,从10000英尺高的角度来看SE,可以帮助涉众理解生成和使用各种工件及其底层数据和信息的上下文。
MBSE实际上并不是关于绘制包含框和线的图表,而是关于底层数据和信息模型本身,它支持跨数据和信息的一致性,这些数据和信息表示各种模型和可视化。
MBSE的真正意图是什么?
采用MBSE的组织的目标是从20世纪以文档为中心的系统工程实践(SE)转向以数据为中心的系统工程实践,以实现MBSE的真正意图,即开发、维护和管理正在开发的系统的数据和信息模型,以及所有系统生命周期过程活动、结果工件及其底层数据和信息的模型。
“从以数据为中心的角度来看,MBSE涉及可共享数据集的形式化应用,以表示SE工作产品和生成的底层数据和信息,以支持生命周期概念成熟、需求和需求定义、设计、分析,以及整个系统生命周期(从概念设计到退役)中的验证和确认活动。开云足球app下载官网最新版
使用这种以数据为中心的SE视角,可以通过各种方法来实现捕获、管理、访问数据和管理SE工作产品之间的相互关系的能力,这些方法的范围从建立单个关系数据库到通过不同数据源的联合(或数据映射/索引)建立虚拟集成但分布的数据库。开云足球app下载官网最新版
可以使用各种SE工具和应用程序捕获这些数据和信息。为了有效地管理我们日益复杂的、以软件为中心的系统的开发,以这样一种方式管理这些底层数据和信息是有好处的,它可以跨系统生命周期过程活动共享,在开云官网入口下载手机版用于创建和管理这些数据和信息的各种SE工具之间共享,并在参与开发和操作感兴趣的系统的组织之间共享。这种共享将有助于确保我们日益复杂的系统中典型的数据和信息的正确性、一致性和完整性。它还将使项目团队成员之间的协作,以及系统开发中涉及的外部涉众之间的协作成为可能。
为了管理日益复杂的以软件为中心的系统的开发,以一种可以跨系统生命周期过程活动共享的方式管理数据,并在开云官网入口下载手机版所有涉及的关键涉众之间共享数据,可以确保一致性和正确性。
当仅从一个角度(需求、模型、模式、标准、特定于行业的应用程序等)来看时,SE不能有效地实践。为了成功地实践SE,明智的系统工程师识别并使用每个适合于他们正在执行的活动的透视图。根据他们的需求,他们选择合适的工具和可视化来满足他们的需求。
数据和信息被捕获和管理的程度是由组织和程序的需求驱动的,从商业和技术的角度来看,这些需求是基于它们的程序的规模和复杂性、产品线、文化、过程、劳动力、供应链的多样性和复杂性,以及包括它们感兴趣的系统的技术基线的工程信息类型。开云足球app下载官网最新版
MBSE不是SysML!
对一些从业者来说,MBSE等同于使用SysML和其他基于语言的建模工具。然而,如上所述,MBSE不仅仅是使用基于语言的建模工具来开发分析、逻辑、行为和体系结构模型。对其他人来说,他们所谓的MBSE实际上是基于模型的设计(MBD)。
MBD设计从一组需求开始,并使用各种基于语言的建模工具来构建和设计系统,开发模拟以评估系统的行为,然后开发一组设计输出规范,以构建或编码系统。MBD活动通常是在与其他SE生命周期过程活动分离的筒仓中完成的。
然而,这种方法并没有解决MBSE的真正意图。必须开发的数据和信息模型必须表示跨所有生命周期阶段活动的产品开发过程活动中生成的所有SE工件。开云足球app下载官网最新版因此,与涉众需求和需求的引出、生命周期概念定义、分析和成熟相关的信息,派生一组集成的需求,并将这些需求转换为一组设计输入需求,定义体系结构,设计系统,验证系统满足这些需求,以及验证系统满足需求也必须在数据和信息模型中捕获。此外,必须捕获单个数据项的关系和依赖项(可跟踪性),以便帮助确定和确保所有生命周期阶段的一致性,并帮助评估对任何数据项所做更改的影响。设计输入必须可追溯至设计输出。
从以数据为中心的角度实现系统工程的好处
以数据为中心的SE视角通过为提高质量、降低成本和降低风险的系统开发提供机会来补充系统生命周期过程活动。采用MBSE并实现以数据为中心的视角使组织能够实现以下好处:
- 迎接与前一节中讨论的当前和未来系统的复杂性增加相关的挑战。
- 提供所有产品更大的一致性,因为任何单个设计数据和信息都可以在集成/联合开云足球app下载官网最新版的、可共享的数据集中权威地表示,这些数据集以后可以被其他人引用,以进行决策或形成其他工作产品。
- 为整个集成系统的主要特征提供更好的可见性,因为可以创建来自数据和信息模型的多个视图,这些视图可以简洁地处理特定涉众的需求、关注点和兴趣。
- 在文档和现实之间提供更大的一致性和配置管理。底层数据和信息模型的不同视图可以自动生成到SE工件中,从而减少了保持工件及其底层数据和信息保持最新和一致的工作,从而产生与最佳可用的、当前的数据和信息相匹配的工件。
- 建立“单一真相来源”。单一真实来源(SSoT)代表数据和信息的官方状态或基线版本——不管某人说什么或想什么,不管他们“记得”什么,或者他们对正在做什么、构建什么或做出什么决定有什么看法,如果它不在项目的配置管理、数据和信息模型中,它就不是真实的。(要求对所有底层数据和信息进行配置管理,并保持最新和一致。)
- 促进在所有系统生命周期阶段活动中对数据和信息的导航、跟踪和查询。管理人员和工程师可以根据需要更快地访问正确、完整和一致的数据和信息,而无需经过人工分发或搜索过程。
- 启用SE和PM工件以及底层数据和信息的重用。当组织可以重用SE和PM数据和信息,而不必为每个新项目(棕域系统)从头开始时,可以节省大量的时间和费用。这种重用能力是有效的产品线管理的关键。开云足球app下载官网最新版
- 以一种集成的、一致的方式促进涉众需求、需求定义、设计、构建/代码、系统验证和系统确认活动的管理。与所有系统生命周期过程活动的验证和确认活动相关联的数据和信息可以具有更高的质量,并提供关于验证和确认活动状态的更深入的了解。这使得显示遵从性和涉众需求得到满足变得更加容易。
- 减少与错误设计和返工相关的成本。对SE工作产品和底层数据和信息的分析可以在缺陷或开云足球app下载官网最新版不一致被创建时立即显示出来,在完成下游工作之前进行纠正,如果上游错误没有立即纠正,那么这些工作将是无效的,并且要花费大量的时间来纠正。这也有助于避免与召回、退货、保修工作和社交媒体上的负面评论相关的巨额费用。
- 促进交互(接口)的识别,帮助确保感兴趣的系统可以成功地集成到作为一部分的宏观系统中,并减少集成问题以及与这些问题相关的昂贵的返工和进度延误。
- 提供工件的识别、管理、互操作性和集成,以及跨业务或组织元素的底层数据和信息,以支持规划预算和进度目标。例如,通过对数据、信息和工作产品进行元标记的能力,它们可以直接链接到工作分解结构(WBS)、预算、进度和风险管理活动。开云足球app下载官网最新版
- 确保规划和项目所需的数据和信息(例如,里程碑、关口审查、任务操作、风险缓解和异常调查、决策和结果)得到识别和管理,以提供决策中使用的数据和信息的可追溯性。
- 使用度量来更好地管理跨所有系统生命周期过程活动的SE活动。度量允许管理人员和系统工程师监视趋势,评估进展,识别问题,以帮助确保正在开发的系统将满足涉众的需求和期望。
总之
为了有效地开发当今日益复杂和软件密集的系统,并避免过时的以文档为中心的SE实践的许多负面后果,组织必须转向以数据为中心的SE实践,开云官网入口下载手机版这是MBSE的真正意图。组织需要开发一定级别的组织SE能力,使他们能够实现上面列出的好处。
由于一种大小不适合所有,因此组织需要评估最适合其领域、产品线(复杂程度)和文化的SE功能。开云足球app下载官网最新版组织建立的SE能力级别需要根据组织开发的系统的大小和复杂性进行调整,无论是小型、中型还是大型项目。
基于组织的需求和SE能力的水平,他们将需要选择合适的SE工具集,更新他们的过程,并在这些工具和过程中培训他们的人员。
引用:
¹INCOSE INCOSE- tp -2018-001-01, 2018,集成数据作为系统工程的基础,由INCOSE需求工作组编写。
2 INCOSE- tp -2010-006-03, 2019, INCOSE需求工作组编写的需求写作指南。
[3]李建军,李建军,李建军,李建军,刘建军,2019。“对基于信息的需求开发和管理方法的需求”,INCOSE IS 2019的论文和海报展示。
在本次网络研讨会中,您将了解更多关于Jama Connect系统工程的知识开云官网手机网页版入口
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