基于DOORS的動力系統(tǒng)需求開發(fā)及管理分析

伍慶龍 張?zhí)鞆?楊鈁

（中國第一汽車股份有限公司 新能源開發(fā)院，長春 130013）

主題詞：DOORS 動力系統(tǒng) 需求開發(fā) 需求管理

1 引言

研究表明，大量的產(chǎn)品及軟件開發(fā)項目失敗是由于需求問題導(dǎo)致的，需求在項目成敗中所起的作用越來越重要，并引起了廣泛的關(guān)注[1]。隨著對項目開發(fā)中需求問題的不斷深入研究，以及為了滿足實際用戶需求，對產(chǎn)品需求開發(fā)的可靠性和有效性提出了更高的要求[2]。近年來隨著國家新能源汽車行業(yè)戰(zhàn)略地位的不斷提升，電動汽車的研發(fā)受到了越來越多汽車產(chǎn)商的重視[3]，其系統(tǒng)需求開發(fā)也成為了核心關(guān)注問題。需求開發(fā)及管理貫穿于整個產(chǎn)品項目開發(fā)的過程中，而需求開發(fā)及管理可以借助專用的軟件工具，達到自動化管理的效果。本文探討了基于DOORS軟件的需求開發(fā)及管理，以某汽車項目為開發(fā)平臺，建立了動力系統(tǒng)需求開發(fā)庫，為后續(xù)其他需求開發(fā)提供借鑒和參考。

2 需求開發(fā)與管理簡介

需求是一個項目開發(fā)的驅(qū)動力，項目開發(fā)目的是要滿足客戶的需求，只有滿足客戶需求的項目才能算是成功的項目[4]。需求開發(fā)和需求管理屬于需求工程領(lǐng)域，兩者體現(xiàn)了需求工程的不同方面，但并非完全獨立，而是相互聯(lián)系、相輔相成的。

2.1 需求開發(fā)

需求開發(fā)作為一個產(chǎn)品項目開發(fā)的初始階段工作，起到了連接用戶需求到具體研發(fā)的橋梁作用。需求開發(fā)的目標是按時、按預(yù)算開發(fā)出滿足用戶真實需要的產(chǎn)品或?qū)崿F(xiàn)具體的功能要求。需求開發(fā)一般分為問題獲取、需求分析、編寫需求規(guī)格書以及測試與驗證，如圖1所示。其中問題獲取包括業(yè)務(wù)需求、用戶需求、功能需求及非功能性的需求，需求獲取及確認是需求分析過程中最重要的活動之一[5]，非功能需求又包括了性能需求、標準規(guī)范及設(shè)計約束等。

圖1 需求開發(fā)范圍

2.2 需求管理

需求工程中除了需求開發(fā)之外，還有需求管理，需求管理是一種獲取、組織并記錄需求的系統(tǒng)化方案過程。如圖2所示，需求管理的基本內(nèi)容包括變更控制、版本控制、需求跟蹤以及需求狀態(tài)跟蹤。

需求管理與需求開發(fā)之間有一定的界限，需求開發(fā)主要是基于市場、客戶、項目管理而進行的分析和編寫需求規(guī)格書，而需求管理應(yīng)確保客戶與項目團隊對需求的變更、結(jié)果達成并保持一致。在需求管理過程中，需要對每一版的需求基線進行確認，并保證這些需求能被完整及正確地開發(fā)。

圖2 需求管理范圍

2.3 需求開發(fā)與管理的意義

需求開發(fā)與管理的好壞直接影響著產(chǎn)品項目的開發(fā)情況，貫穿于整個產(chǎn)品項目之中，影響著整個產(chǎn)品項目的生命周期。不完整的需求捕獲和管理過程會對項目的生命周期產(chǎn)生多米諾骨牌的效應(yīng)，需求開發(fā)與管理對產(chǎn)品項目開發(fā)成敗具有重大影響。如圖3所示，用戶需求的缺失會導(dǎo)致整個系統(tǒng)需求的缺失，進而導(dǎo)致設(shè)計單元的缺失及過程開發(fā)的反復(fù)，最終導(dǎo)致整個系統(tǒng)不能實現(xiàn)預(yù)期的目標。

圖3 需求重要性

3 相關(guān)軟件應(yīng)用比較

一般而言，需求開發(fā)及管理會借助一些專業(yè)的軟件工具，使用合適的軟件往往可以起到事半功倍的效果，對于項目開發(fā)能否成功起到重要的作用。國內(nèi)外具有代表性的需求開發(fā)管理軟件有IBM Rational DOORS、RequisitePro、Borland CaliberRM 和 統(tǒng) 御oBridge。

為了更清晰地認識這幾種軟件的功能，以下分別從軟件的可擴展性、需求變更管理、需求基線管理、追蹤關(guān)系顯示、角色權(quán)限控制、需求鏈接變更通知、文件導(dǎo)入導(dǎo)出等方面進行比較，如表1所示。

從表1的比較結(jié)果可以看出，基于需求開發(fā)及管理軟件常用的一些功能，DOORS更具有一些優(yōu)勢。因為DOORS所具有這些優(yōu)勢，目前有較多的汽車廠商在進行需求開發(fā)及管理時，會采用DOORS，同時DOORS也廣泛于航空、機械、信息技術(shù)開發(fā)等領(lǐng)域。以下重點講述DOORS軟件的主要功能。

4 基于DOORS的需求開發(fā)管理

在產(chǎn)品項目開發(fā)全生命周期中，DOORS可以覆蓋從需求、設(shè)計到測試過程的追蹤，并為追蹤關(guān)系提供更加高效的解決方案[6-7]。同時，DOORS也是一種面向管理者、開發(fā)者與最終用戶的綜合需求開發(fā)管理軟件，可優(yōu)化企業(yè)內(nèi)及供應(yīng)鏈上的需求溝通、協(xié)作和驗證等。

DOORS軟件的主要功能如圖4所示，包括數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)化管理、需求的條目化管理、需求的協(xié)作開發(fā)、需求鏈接及跟蹤管理、需求變更及影響分析、需求的歷史信息記錄、需求的屬性定義、需求訪問權(quán)限管理、數(shù)據(jù)的備份和恢復(fù)、需求的導(dǎo)入導(dǎo)出等。

表1 需求管理軟件應(yīng)用功能比較

圖4 DOORS的主要功能實現(xiàn)分布

4.1 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)化管理

DOORS數(shù)據(jù)庫一般存放于公司的某一個服務(wù)器上，不同的PC端可以并行訪問，支持需求的協(xié)同開發(fā)，在一個數(shù)據(jù)庫中能夠根據(jù)實際需要創(chuàng)建多個項目?？梢栽贒OORS軟件環(huán)境中建立不同的文件夾和項目來存儲和管理文檔，并建立相應(yīng)的模塊及對象，對象之間可以建立鏈接關(guān)系。

DOORS數(shù)據(jù)庫的視圖與MS Windows的瀏覽器類似，對不同類型的需求可使用不同的文檔，比如不同的系統(tǒng)需求或者軟件需求可以在多個文檔中進行管理。

4.2 需求條目化管理

DOORS提供了與微軟辦公軟件風格相似的編輯界面，但DOORS對于需求可采用條目化的存儲方式，即可將一條需求作為數(shù)據(jù)庫中的一條單獨記錄進行存儲，這樣對需求條目的編寫、鏈接和跟蹤就很方便、快捷。

DOORS可記錄并顯示多種形式的內(nèi)容，包括需求文本、圖形、表格、屬性及更改欄。同時，可支持不同需求交換格式，支持供應(yīng)商和開發(fā)合作伙伴提供的需求文檔及功能板塊。

4.3 需求溝通與協(xié)作

DOORS有著直觀的用戶界面，可通過桌面客戶端進行訪問、編輯、配置、分析和生成報告，DOORS也可以提供給用戶自定義的視圖，基于用戶定制的視圖界面，支持快速訪問數(shù)據(jù)，并可維護大量的管理對象需求和鏈接，以幫助需求人員、管理者或評審人員直接獲得所需信息。

DOORS提供了在線討論溝通機制，可提供一個溝通平臺給相關(guān)人員，每一個討論者可以提交帖子，系統(tǒng)能夠?qū)⑦@些帖子相關(guān)的信息自動記錄，包括提交人，提交時間和內(nèi)容。在需求協(xié)作方面，DOORS提供了完整的變更建議流程和審核系統(tǒng)，用戶可針對需求遞交變更建議及其原因。

4.4 需求鏈接與追蹤

DOORS可創(chuàng)建不同需求條目之間鏈接關(guān)系，并能通過鏈接指示符跟蹤到與某條需求關(guān)聯(lián)的條目。具備與Simulink模型直接關(guān)聯(lián)的功能，可以通過需求條目追蹤到Simulink模型，也可以通過Simulink模型追蹤到相應(yīng)的需求條目。

DOORS能夠?qū)?層以上的鏈接關(guān)系進行追蹤分析，顯示所有的鏈接關(guān)系，能夠?qū)ψ粉櫧Y(jié)果的覆蓋度進行分析，找出未被覆蓋或多余的需求項，同時，還能夠?qū)㈡溄舆^濾出來并保留成視圖。針對鏈接關(guān)系，可以在需求項旁邊產(chǎn)生標記來通知鏈接的另一方需求發(fā)生了變更，并且當被通知的一方相應(yīng)調(diào)整后使得該鏈接不再是可疑鏈接時，用戶能夠?qū)⒋丝梢涉溄踊謴?fù)為正常鏈接，從而不再作為可疑鏈接顯示。

4.5 需求變更管理

DOORS能夠自動記錄文檔中的每一個需求項的變更歷史，包括所有類型的變更，比如修改、刪除、增加、復(fù)制、移動、屬性創(chuàng)建及鏈接建立等變化，記錄包括誰做的，何時做的，變更前后的內(nèi)容和差異標記信息。

DOORS能夠?qū)δ硞€需求文檔的任意兩個版本進行差異性比較，并能夠?qū)⒉町惽闆r逐條比較后顯示出來?？梢詫σ环菪枨笪臋n打基線，也可以對一個項目中的所有需求文檔同時打基線，并將它們之間的鏈接同時保留在基線集內(nèi)。

4.6 權(quán)限管理與角色

DOORS提供了一種相互協(xié)作的平臺，在軟件使用過程中，可定義不同項目開發(fā)角色及根據(jù)需要設(shè)置不同的權(quán)限，比如需求開發(fā)工程師、軟件設(shè)計工程師、測試驗證工程師、質(zhì)保工程師以及項目管理人員等。如表2所示，每種角色在軟件中能獲得所需要的輸入及輸出等，以支持項目協(xié)同開發(fā)。

表2 需求開發(fā)相關(guān)角色定義

4.7 軟件可集成性

DOORS可賦予用戶多種工具與方法對需求進行管理，用戶可以靈活地把它融合到公司的管理過程中。DOORS提供了一些集成功能，可以與其他軟件工具進行接口對接。比如，DOORS可以與IBM Rational工具集成，包括IBM Rational Quality Manager、Rhapsody、Focal Point等，還可以與Microsoft Team Foundation Server(TFS)集成，以支持開發(fā)團隊創(chuàng)建和維護需求間的跟蹤鏈接等。

5 系統(tǒng)需求開發(fā)庫建立

基于DOORS軟件工具，以某汽車項目為平臺，建立了動力系統(tǒng)需求開發(fā)庫，包括項目文件夾、模塊及對象等?，F(xiàn)舉其中的一份需求文檔進行說明，圖5是DOORS軟件運行界面，圖6是DOORS中的一份寫好的需求文檔編輯界面。

從圖6示例界面可以看出，與PDM系統(tǒng)軟件不同，開發(fā)人員可以直接在DOORS軟件環(huán)境中進行編輯文字，然后保存，推送給下游。下游通過訪問、識別并提取出變更的需求，實現(xiàn)有針對性地獲取信息，節(jié)省時間和提高效率，同時每一個需求項在文檔中的ID編號都是唯一的，不會產(chǎn)生需求內(nèi)容混淆的情況。

圖5 DOORS運行初始界面

圖6 基于DOORS的動力系統(tǒng)需求示例

利用DOORS建立的文檔編輯是比較方便的，如圖7所示，在不改變用戶原本的編輯習慣下，可以像Office word辦公軟件那樣，在文檔中直接插入相應(yīng)的表格、圖表和 OLE（Object Linking and Embedding）對象。

圖7 DOORS插入表格示例

利用DOORS可以針對每一條需求創(chuàng)建鏈接關(guān)系，如圖8所示，比如想知道增加某條需求的原因，可以鏈接到起點進行查看。另外，所有的需求內(nèi)容修改都會被記錄和儲存，以避免某一些需求內(nèi)容被篡改或刪除而找不到具體責任人。

圖8 創(chuàng)建需求鏈接關(guān)系示例

利用DOORS軟件進行需求開發(fā)及管理時，內(nèi)部允許項目共享需求，提供了基線比較功能，可對不同的基線版本進行比較。如圖9所示，對某一份需求文檔打完基線之后，可以通過不同版本的比較，識別出新版本的更改內(nèi)容，使用戶可看到不同需求版本之間的區(qū)別。

圖9 修改歷史記錄儲存示例

6 結(jié)束語

為了更有效地進行項目的需求開發(fā)及管理，可以借助專業(yè)的需求開發(fā)及管理軟件工具，基于DOORS軟件，建立了動力系統(tǒng)需求開發(fā)庫，服務(wù)于具體項目起到了較好的結(jié)果，節(jié)省時間，提高效率，實現(xiàn)了自動化和規(guī)范化開發(fā)及管理。

基于建立的需求開發(fā)庫，后續(xù)可進行需求版本的不斷迭代升級。首先是推動精細化的需求設(shè)計，對已建立的項目需求開發(fā)庫進行持續(xù)完善，支撐多項目開發(fā)，讓其覆蓋面更廣；其次是豐富需求開發(fā)庫，結(jié)合整車系統(tǒng)特性，引申出相應(yīng)的功能需求開發(fā)，進行多維度的設(shè)計及優(yōu)化；最后是基于DOORS提供的一些軟件接口，探索與其他軟件的對接關(guān)系和接口集成，進一步完善已有的項目平臺需求開發(fā)庫。