綜合電子信息系統(tǒng)需求管理研究

陳彩輝　李承延　周樹德

[摘要]需求管理是需求工程的重要組成部分,隨著對需求工程研究的深入,需求管理的重要性也得到了大家的廣泛關(guān)注。首先介紹需求管理的基本概念和研究的范疇。然后針對綜合電子信息系統(tǒng)需求的特點,結(jié)合需求管理工具,對綜合電子信息系統(tǒng)的需求管理進行闡述。

[關(guān)鍵詞]需求工程需求管理基線

中圖分類號:TP3文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0710007-02

一、引言

需求管理作為需求工程的重要組成部分,它在系統(tǒng)建設過程中的作用隨著對需求工程研究的深入已逐漸被大家所重視。許多系統(tǒng)設計和建設的經(jīng)驗教訓告訴我們,系統(tǒng)不能滿足用戶需求的一個重要原因就是系統(tǒng)建設過程中沒有進行有效的需求管理。

綜合電子信息系統(tǒng)需求管理所面臨的系統(tǒng)是極其龐大、復雜的人機系統(tǒng),系統(tǒng)研制、開發(fā)與建設的周期長、耗資巨大。在研制過程中,需要通過集成聯(lián)試、綜合測試、模擬演示等各個階段來對系統(tǒng)的功能和性能進行測試和檢驗。但在實際使用中仍不一定能滿足作戰(zhàn)需要,究其原因,缺乏有效的需求管理是一個重要原因。

二、需求管理的基本概念

不同的人在不同的時期、不同的環(huán)境下對需求管理有著不同的理解,下面是對需求管理的幾種典型定義。

CMM認為軟件質(zhì)量保證既是一個技術(shù)問題,更是一個管理問題。它對需求管理的定義是“建立并維護在軟件工程中同客戶達成的契約”。這種契約都包含在編寫的需求規(guī)格說明與模型中?？蛻舻慕邮軆H是需求成功的一半,開發(fā)人員也必須能夠接受它們,并真正把需求應用到產(chǎn)品中。

Dean等認為需求管理是一個為系統(tǒng)的需求進行啟發(fā)、組織、建檔的系統(tǒng)方法,一個建立和維護客戶與項目團隊之間關(guān)于變更系統(tǒng)需求所達成的一致性過程。

Matthias等將需求管理定義為對整個產(chǎn)品生命周期內(nèi)需求的獲取、分析、協(xié)調(diào)、版本和跟蹤等信息的構(gòu)造和管理。

國防科大的余濱教授給出軍事需求管理的定義是對整個系統(tǒng)生命周期內(nèi)的需求、需求來源和與其相關(guān)的人員、系統(tǒng)開發(fā)過程中各種相關(guān)系統(tǒng)組件(如設計、實現(xiàn)、測試用例)等要素及其關(guān)系的管理,其本質(zhì)是管理軍事需求體系內(nèi)、外部錯綜復雜的各種關(guān)系。

三、需求管理的范疇

需求管理是需求工程的一部分,需求工程包括需求開發(fā)和需求管理,其中需求管理又可劃分為需求跟蹤、版本管理、變更分析和變更控制四個部分。

(一)需求跟蹤

需求跟蹤是需求管理的基礎,同時也是需求變更控制的基礎?？筛櫺允莾蓚€或多個實體之間具有定義好的鏈接或關(guān)系,可以從一個實體跟蹤或回溯到另一個實體。實現(xiàn)對需求的跟蹤,即跟蹤一個需求使用的全過程,也就是從最初的用戶需求到設計實現(xiàn)的整個生存期。

在軍事需求工程背景下,需求跟蹤管理就是怎樣把高層需求,即目標、期望、需要,轉(zhuǎn)換為下層需求,主要關(guān)注的是信息層次之間的關(guān)系。即根據(jù)不同的需求跟蹤信息類型,采取相應的跟蹤能力聯(lián)系鏈,建立需求跟蹤能力矩陣,對需求進行跟蹤,保證在整個項目的生命周期中所有需求的實現(xiàn)。

(二)需求變更分析

需求變更分析是在需求變更控制階段對需求變更而產(chǎn)生的影響進行分析并給出相應的評估結(jié)果,為決策者提供決策依據(jù),從而減少需求變更給系統(tǒng)開發(fā)帶來的風險。

需求變更分析就是通過評估每項等待變更的需求,以確定它對項目計劃安排和其它需求的影響。明確與變更相關(guān)的任務并評估完成這些任務需要的工作量,通過這些分析,給出需求變更影響分析的結(jié)果。不是所有的變更請求都是合理的,必須加以分析,區(qū)別對待。

(三)需求變更控制

需求變更控制是指對需求變更從提出變更申請、變更評估到變更的具體實施進行控制的過程。需求變更控制是需求管理的核心問題,避免了不斷采納新的需求,不斷地調(diào)整項目計劃進度、成本以及質(zhì)量目標,最終導致項目失控。

(四)版本管理

版本管理就是指在保持單個需求同需求文檔的聯(lián)系的同時,管理這些需求文檔和其他在系統(tǒng)建設過程中產(chǎn)生的文檔之間的相互關(guān)系,以及需求文檔和其它項目可交付產(chǎn)品之間的相互關(guān)系。

四、綜合電子信息系統(tǒng)的需求管理研究

綜合電子信息系統(tǒng)是20世紀90年代我軍研究武器裝備體系建設規(guī)律時提出的電子信息裝備發(fā)展模式,主要是指在信息時代的軍事斗爭環(huán)境下,為滿足諸軍兵種聯(lián)合作戰(zhàn)任務,利用綜合集成方法和技術(shù)將多種電子信息系統(tǒng)整合為一個有機的大型軍事信息系統(tǒng)。

(一)綜合電子信息系統(tǒng)需求的特點

綜合電子信息系統(tǒng)是典型的“開放復雜巨系統(tǒng)”,與傳統(tǒng)的武器系統(tǒng)相比,它的需求具有如下特點:

1.人機交互頻繁,需求提取困難

綜合電子信息系統(tǒng)是為作戰(zhàn)服務的,從情報信息的獲取、作戰(zhàn)決策的生成到火力武器的打擊都需要作戰(zhàn)人員的參與,而各類作戰(zhàn)人員由于所處崗位不同、習慣不同,對系統(tǒng)的要求因人而異、因時而異、因地而異,因而造成了使用需求的隨意性、離散性、非連續(xù)性,并且難以量化,難以從中提取共性的需求。

2.技術(shù)和環(huán)境變化快,需求變更不可避免

由于復雜的國際局勢以及周邊安全情況處于一種不穩(wěn)定的狀態(tài),作戰(zhàn)需求會隨著國家安全和國防使命的變化而不斷調(diào)整,作戰(zhàn)需求的變化將直接影響用戶需求和系統(tǒng)需求的變化。另外,信息技術(shù)發(fā)展日新月異,新的技術(shù)層出不窮,如何將其用于軍事目的,發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢是當前軍事電子信息系統(tǒng)研制的一個重要驅(qū)動力。作戰(zhàn)環(huán)境與信息技術(shù)的動態(tài)易變,使得需求在設計完成后發(fā)生變化是不可避免的。

3.需求范圍涉及面廣,參與人員眾多

綜合電子信息系統(tǒng)的需求分析從人員類型上包括作戰(zhàn)理論研究人員、裝備使用人員和裝備研制人員三方面人員,從技術(shù)專業(yè)領域上遍布通信、計算機、情報偵察、電子對抗等所有信息領域,涉及面相當寬。由于信息系統(tǒng)需求都與這些人員有關(guān),使得需求分析的隊伍非常龐大,對一個特定需求是否正確的問題不易達成一致意見,效率難以保障。只有各類人員都能充分認清各自職責,密切協(xié)作,才能保障需求分析的準確高效。

由于綜合電子信息系統(tǒng)需求的特點,其需求分析在技術(shù)上具有高度的復雜性。加之信息技術(shù)發(fā)展迅速,聯(lián)合作戰(zhàn)要求不斷呈現(xiàn),因而對綜合電子信息系統(tǒng)的需求具有較大的不確定性、長期性和時變性。通過需求管理將大量的、不確定性的需求進行整理和篩選,才能從中抽取出真實的、符合用戶需要的、可靠的需求。

同時,綜合電子信息系統(tǒng)需求分析是作戰(zhàn)理論研究人員、裝備使用人員和裝備研制人員共同參與的一項重要活動。在這個過程中涉及人員眾多,科學的管理是實現(xiàn)各方人員之間進行有效溝通和合作的重要手段。

(二)綜合電子信息系統(tǒng)需求管理

需求管理在國外是非常受重視的,目前已經(jīng)開發(fā)了一些比較優(yōu)秀的需求管理工具,比較有代表性的是RequisitePro、Caliber-RM、DOORS等。其中DOORS是一種以數(shù)據(jù)庫為中心的、跨平臺的、企業(yè)級的需求管理工具,用于捕獲、連接、跟蹤、分析和管理各類信息,以確保項目符合所描述需求和標準。DOORS工具針對需求管理的范疇,提供了一系列方法、技術(shù)和手段,來實現(xiàn)對需求全過程的管理。本文結(jié)合DOORS工具,主要從需求跟蹤管理、變更控制管理和版本管理三個方面對綜合電子信息系統(tǒng)需求管理的過程進行分析和探討。

1.需求跟蹤管理

在軍事需求工程背景下,需求跟蹤管理就是理解怎樣把高層需求,即目標、期望、需要,如何轉(zhuǎn)換為下層需求,主要關(guān)注的是信息層次之間的關(guān)系。即通過父子關(guān)系、關(guān)聯(lián)關(guān)系建立需求之間的鏈接鏈,將高層需求逐步分解為下層需求,以及對下層需求的影響進行明顯的關(guān)聯(lián),并建立需求與設計、實現(xiàn)、測試之間的對應關(guān)系。

鏈接記錄了單個需求按照系統(tǒng)項目生命周期中的不同階段,由其相關(guān)的父層、互連、依賴所組成的關(guān)系鏈。鏈接可以跟蹤一個文檔的變更對另一個文檔的影響,也可以反向進行跟蹤,說明決策背后的原始考慮。它確保需求的一致性,見圖1。

來源:系統(tǒng)需求 目標:用戶需求

圖1對象鏈接

對于整個工程中的所有鏈接可以建立鏈接矩陣,通過鏈接矩陣可以詳細描述不同對象之間的信息傳遞關(guān)系,實現(xiàn)需求在整個工程各個階段不同對象中的傳遞關(guān)系進行跟蹤和管理。

2.變更控制管理

在綜合電子信息系統(tǒng)的需求分析過程中經(jīng)常會發(fā)生需求的變更,控制需求變更是確保系統(tǒng)建設進程能否順利完成的關(guān)鍵,變更控制流程如圖2所示。

該變更控制流程主要包括以下四個階段:

(1)提交變更建議

參與系統(tǒng)分析和設計的所有人員都可以提交變更請求或建議,通過通過提交正式的變更申請來啟動變更控制過程。

(2)變更分析

根據(jù)提交的變更請求,利用需求鏈接,收集與該變更請求相關(guān)的變更內(nèi)容,進行變更影響分析,為變更評審提供依據(jù)。

(3)評審

有系統(tǒng)的評審專家對變更請求和該變更請求的陰險分析結(jié)果進行評審,確定是否批準或拒絕該變更請求。

(4)發(fā)布結(jié)果

項目負責人對評審結(jié)果進行審查,批準的變更請求將被公布,針對提出的變更請求對需求進行更新。

依據(jù)變更控制流程圖構(gòu)建變更控制系統(tǒng)是實現(xiàn)變更控制的有效手段,變更建議系統(tǒng)的處理過程見圖3,主要包括用戶提交變更請求、收集變更進行分析、專家用戶在線評審、項目經(jīng)理發(fā)布評審結(jié)果等。通過該變更控制系統(tǒng)對需求的變更進行了嚴格的控制和審查,防止了需求變更的隨意性。

圖2變更控制流程圖

圖3變更控制系統(tǒng)的處理過程圖

(三)版本管理

綜合電子信息系統(tǒng)是發(fā)展和推進是經(jīng)過不斷反復的研制過程跌代來發(fā)展和壯大的,對于不同階段的版本管理將直接影響系統(tǒng)的研制過程。該過程我們主要利用設置基線可以實現(xiàn)對版本的管理。

基線是模塊的凍結(jié)拷貝,一般在項目的重要階段創(chuàng)建。例如,一組需求通常在緊接評審之前建立基線,并在緊接評審變更被采納之后建立基線?；€的版本號包括主版本號、次版本號和后綴三部分組成,例如:“1.2評審前”。主版本號和次版本號由數(shù)字表示,后綴用文字來描述當前版本的狀態(tài),在第一個基線版本建立以后,其它的變更嚴格按照變更控制管理的要求進行即可。

五、結(jié)語

需求管理作為需求工程重要的組成部分,隨著綜合電子信息系統(tǒng)建設的深入和發(fā)展,它的重要性已經(jīng)被大家逐步認識到。但國內(nèi)對需求管理的研究尚處于起步階段,還沒有形成有效的需求管理理論和方法;通過不斷的研究和探索,亟待開發(fā)出符合我軍實際的綜合電子信息系統(tǒng)的需求管理方法、技術(shù)和工具。

參考文獻:

[1]童志鵬、劉興等,綜合電子信息系統(tǒng)――信息化戰(zhàn)爭的中流砥柱[M].北京:國防工業(yè)出版社,2008.

[2]余濱、石建邁、段采宇,軍事需求工程技術(shù)之需求管理[J].國防科技,2006.

[3]張勇、段采宇等,信息化戰(zhàn)爭條件下軍事需求分析之軍事電子信息系統(tǒng)需求研究[J].國防科技,2007.

[4]崔毅南,需求管理過程[J].計算機系統(tǒng)應用,2000.

[5]Lan K Bray著,舒忠梅等譯,需求工程導引[M].北京:人民郵電出版社,2003.

作者簡介:

陳彩輝(1975-),女,河北人,工程師,研究方向:綜合電子信息系統(tǒng)分析與集成總體技術(shù)研究;李承延(1972-)男,北京人,高級工程師,研究方向是綜合電子信息系統(tǒng)總體技術(shù)研究;周樹德(1980-),男,河北人,博士,研究方向是綜合電子信息系統(tǒng)系統(tǒng)分析與設計方法研究。