復(fù)雜系統(tǒng)需求管理

田彬

【摘 要】這篇文章討論了需求管理在保證系統(tǒng)研制成功中的重要作用。文章將討論需求的源和類型，需求如何表達(dá)，需求管理工具的作用是和需求管理保持一致，并避免一些缺點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】需求；管理；系統(tǒng)

1 介紹

成功的系統(tǒng)研制必須有一個(gè)目標(biāo)，一系列目標(biāo)的影響是直接的。系統(tǒng)工程把這些目標(biāo)作為“需求”。系統(tǒng)變的越來(lái)越復(fù)雜，關(guān)鍵是如何管理這些需求變的尤其關(guān)鍵。管理需求之所以不僅是系統(tǒng)工程應(yīng)用的關(guān)鍵，而且也是復(fù)雜項(xiàng)目成功的先決條件。

2 需求管理的重要性

項(xiàng)目和系統(tǒng)研制需要目標(biāo)。目標(biāo)和需求關(guān)系是明顯的。然而研究顯示需求管控的失敗是一個(gè)項(xiàng)目失敗的主要原因。這些是和需求管理直接相關(guān)的。

影響需求的問(wèn)題歸類：

1）缺少用戶輸入—12.8%；2）不完整的需求—12.3%

3）模糊的需求—5.3%；4）不且實(shí)際的期盼—5.9%

5）需求的一致性—7.0%；6）更改控制—11.8%

7）新技術(shù)—8%；8）缺乏可執(zhí)行的支持—7.5%

9）缺少資源—6.4%；10）其它—23%

3 需求的源和捕獲

考慮到需求的源能幫助更好的理解需求，能實(shí)現(xiàn)一個(gè)目標(biāo)，源可以按照以下類別來(lái)歸類：

利益相關(guān)方，環(huán)境，接口，系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)方，具體應(yīng)用方。

需求捕獲活動(dòng)流程的目的是，實(shí)現(xiàn)以一種統(tǒng)一的方式記錄相關(guān)方的需求，并確保需求被正確理解，以實(shí)現(xiàn)在項(xiàng)目開(kāi)始即確保滿足利益攸關(guān)方的需要和期望。需求捕獲的目的是挖掘并且與相關(guān)方認(rèn)可所有的需要和限制，以確保這些內(nèi)容已經(jīng)在產(chǎn)品定義過(guò)程中予以考慮。目標(biāo)是確保所有對(duì)飛機(jī)感興趣的人都能夠表達(dá)各自的需求。在捕獲需求時(shí)，還要記錄需求的、源、以及來(lái)自的相關(guān)方。

4 需求的類型

功能性需求：功能性需求定義了通過(guò)飛機(jī)/系統(tǒng)/設(shè)備執(zhí)行的行為。例如：提供推力。

非功能性需求：非功能性需求是指那些與飛機(jī)功能分配無(wú)直接關(guān)系，但是必須滿足的要求。例如，可以重復(fù)使用的需求，設(shè)計(jì)限制。

客戶需求：隨著飛機(jī)型號(hào)，特定功能或者特殊考慮的系統(tǒng)類別的不同，客戶需求將變化。需求包括與運(yùn)行相關(guān)的載重、航線系統(tǒng)、操作實(shí)踐、維修概念以及必備的運(yùn)行特性。

操作需求：定義飛機(jī)機(jī)組和每個(gè)功能系統(tǒng)之間，維修人員和飛機(jī)系統(tǒng)之間，以及其它不同飛機(jī)支持人員和相關(guān)功能或設(shè)備之間的接口關(guān)系。操作需求的內(nèi)容包括行為、決斷、信息需求以及時(shí)間。在正常和非正常情況下都要考慮何時(shí)定義操作需求。

性能需求：定義了功能或系統(tǒng)的特性，這些特性對(duì)于飛機(jī)及其操作來(lái)說(shuō)是有用的。除了定義要考慮性能的類別以外，性能需求包括功能的特性，例如：準(zhǔn)確性，真實(shí)性，范圍，解決方案，速度以及響應(yīng)時(shí)間。

物理和安裝需求：把系統(tǒng)的物理環(huán)境與飛機(jī)環(huán)境聯(lián)接起來(lái)。包括：尺寸、安裝便利性、能源、制冷、環(huán)境限制、能見(jiàn)度、可達(dá)性、調(diào)整、處理和存儲(chǔ)。生產(chǎn)限制對(duì)于建立這些需求也有影響。

維修性需求：包括定期和非定期的維修需求，以及與特定安全性關(guān)聯(lián)功能之間的任何鏈接。失效探測(cè)的百分比或故障隔離的百分比，這些要素很重要。在這些需求中，還應(yīng)定義外部測(cè)試設(shè)備信號(hào)以及連接。

接口需求：包括帶有相關(guān)特定通訊信息特性的物理系統(tǒng)和組件的內(nèi)部連接關(guān)系。應(yīng)將該接口定義為帶有源數(shù)據(jù)輸入和目的數(shù)據(jù)的輸出。接口描述應(yīng)全面描述信號(hào)的特征

5 需求管理的過(guò)程

5.1 識(shí)別需求對(duì)象

工程師把所有需求相關(guān)方的需求捕獲出來(lái)，確定需求的來(lái)源。飛機(jī)研制周期的頂層過(guò)程包括確定飛機(jī)功能及其相關(guān)的需求。飛機(jī)級(jí)功能（包括功能接口和相應(yīng)的安全性需求）是建立系統(tǒng)架構(gòu)的基礎(chǔ)。架構(gòu)的選擇確立了必需的補(bǔ)充需求。在需求確定和分配過(guò)程（即系統(tǒng)、項(xiàng)目和軟硬件）的每一個(gè)階段都需要對(duì)現(xiàn)有需求的詳細(xì)補(bǔ)充的和新的衍生需求進(jìn)行確定。在實(shí)施階段作出的選擇和遇到的問(wèn)題是衍生需求出現(xiàn)的一個(gè)主要來(lái)源，并可能會(huì)產(chǎn)生新的系統(tǒng)安全性需求。詳細(xì)設(shè)計(jì)活動(dòng)將不斷引入新的需求或者修正現(xiàn)有的需求。

5.2 需求數(shù)據(jù)架構(gòu)

5.2.1 需求層次

定義需求的層次，提供需求組織和分解的標(biāo)準(zhǔn)，描述項(xiàng)目開(kāi)發(fā)階段和需求文件層次的關(guān)系。對(duì)多系統(tǒng)項(xiàng)目建立需求組織架構(gòu)。

5.2.2 模塊化需求

由飛機(jī)和系統(tǒng)產(chǎn)生的需求模塊并對(duì)每份模塊進(jìn)行編號(hào)，對(duì)每份在需求管理工具中的模塊進(jìn)行編號(hào)規(guī)則定義。每一個(gè)需求模塊都按照分類的需求模板填寫(xiě)章節(jié)的相關(guān)內(nèi)容。

5.2.3 規(guī)范化需求

根據(jù)每份需求的類別建立不同的屬性，在研制的不同階段建立不同的屬性可以便于需求捕獲，需求確認(rèn)，需求驗(yàn)證等活動(dòng)的展開(kāi)。每個(gè)屬性都應(yīng)可見(jiàn)，其值可更新。需求管理工具產(chǎn)生的系統(tǒng)屬性有創(chuàng)建日期、版本號(hào)，并且允許客戶定義其他類型的屬性。比如：需求ID，需求類型，假設(shè)，需求源，成熟度。

應(yīng)該存儲(chǔ)有關(guān)每個(gè)需求的各種信息，或者屬性。團(tuán)隊(duì)中的每個(gè)人必須能夠?yàn)g覽這些屬性，并且選定的人必須能夠更新它們的數(shù)值。需求管理工具生成幾個(gè)系統(tǒng)定義的屬性，例如產(chǎn)生的日期和版本號(hào)，它們還可以讓你定義數(shù)據(jù)各種類型的附加屬性?？紤]定義的屬性，比如作者、責(zé)任人、出處或者說(shuō)明、發(fā)放號(hào)、狀態(tài)、優(yōu)先級(jí)、成本、難度、穩(wěn)定性以及風(fēng)險(xiǎn)。

6 需求的表述

根據(jù)好的需求標(biāo)準(zhǔn)，需求的編寫(xiě)要具體、可測(cè)量、可接受、可實(shí)現(xiàn)和可追溯5大標(biāo)準(zhǔn)來(lái)初步規(guī)范化。根據(jù)每份需求的類別建立不同的屬性，在研制的不同階段建立不同的屬性便于需求捕獲、需求確認(rèn)、需求驗(yàn)證等活動(dòng)的展開(kāi)。每個(gè)屬性都應(yīng)可見(jiàn)，其值可更新。

7 需求數(shù)據(jù)庫(kù)

自動(dòng)化的需求管理工具可以針對(duì)工程和管理的需求的進(jìn)行管理。此類工具必須對(duì)技術(shù)和項(xiàng)目的需求均能收集和管理。

由工具集執(zhí)行的共同功能包括需求識(shí)別、瀏覽和編輯、原始需求的跟蹤，以及報(bào)告的生成。工具集要求的技術(shù)功能包括更改影響分析。當(dāng)一個(gè)需求被更改之后，所有受影響的需求必須是能被識(shí)別的。必須檢查所有驅(qū)動(dòng)此需求更改的全部需求，以驗(yàn)證需求的符合性是否受到影響。必須檢查受被更改需求驅(qū)動(dòng)的全部需求，以驗(yàn)證在更改之后的完整性。另一個(gè)要執(zhí)行的有用功能是完整性和一致性檢查。

工具要求的管理功能包括衡量需求集和通過(guò)更改控制監(jiān)控需求穩(wěn)定性。更改控制包括對(duì)現(xiàn)有需求的添加、刪除或者更改的持續(xù)跟蹤。跟蹤更改和更改的原因可以使得過(guò)程得到完善，以便，在以后的項(xiàng)目中減少更改，并節(jié)約成本。通過(guò)這類數(shù)據(jù)收集，能夠不斷提高，以減少今后的不穩(wěn)定性。

8 需求管理應(yīng)避免的缺點(diǎn)

1）需求管理的復(fù)雜化。2）需求可變更的控制。3）劃定需求管理的合理范圍。

9 結(jié)論

這篇文章得出好的需求管理是必要的，尤其是針對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的管理，需求管理做為復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一部分，它是必須遞項(xiàng)目和滿足客戶的需求，需求的質(zhì)量隨著產(chǎn)品成熟度的不斷提高而增長(zhǎng)，尤其是做為一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)要和客戶的需求保持一致。

【參考文獻(xiàn)】

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[3]系統(tǒng)需求管理.Andrew Bourne.

[責(zé)任編輯：田吉捷]