需求開發(fā)和需求管理在核電型號項(xiàng)目中的應(yīng)用研究

艾佳 路云 劉一哲

摘? 要：針對某核電自主化開發(fā)型號項(xiàng)目，在項(xiàng)目開始時啟動需求工程，分析需求開發(fā)與需求管理過程，演示和指導(dǎo)典型工具軟件的應(yīng)用，指導(dǎo)型號需求開發(fā)與需求管理過程的建立，并形成型號需求開發(fā)與需求管理指南文件，解決型號研制過程中存在的和需求相關(guān)的（需求不完整、需求來源不唯一、需求分配不規(guī)范、需求變更無管理等）一些問題。

關(guān)鍵詞：需求開發(fā)? 需求管理? 核電型號? 應(yīng)用研究

中圖分類號：F270? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）08（c）-0134-04

Abstract： For a nuclear power independent development model project， start the requirements engineering at the beginning of the project， analyze the process of demand development and demand management， demonstrate and guide the application of typical tool software， guide the establishment of model requirement development and demand management process， and form the model requirement development and requirement management guide document， so as to solve the problems existing in the process of model development and demand related.（ There are some problems， such as incomplete requirements， non unique source of requirements， non-standard distribution of requirements， no management of requirements changes， etc.）

Key Words： Demand development; Demand management; Nuclear power model; Applied research

核電項(xiàng)目投資大、周期長、風(fēng)險(xiǎn)大，涉及到多個系統(tǒng)、多個學(xué)科、多個團(tuán)隊(duì)的協(xié)同，導(dǎo)致項(xiàng)目管理難度也很大。某核電型號工程設(shè)計(jì)在沒有直接參考堆、立足自主研發(fā)的情況下，需要的技術(shù)領(lǐng)域和接口復(fù)雜、參研部門和單位多，在多部門、多系統(tǒng)、多專業(yè)設(shè)計(jì)與研發(fā)過程中，還需控制質(zhì)量，以達(dá)到預(yù)計(jì)技術(shù)指標(biāo)。

為了克服上述問題帶來的技術(shù)挑戰(zhàn)，有必要在工程建設(shè)前期深入開展工程理論方法應(yīng)用研究，系統(tǒng)地分析目標(biāo)系統(tǒng)和設(shè)計(jì)工作之間的相互關(guān)聯(lián)關(guān)系，以充分支撐型號工程設(shè)計(jì)工作。國內(nèi)外核工業(yè)的技術(shù)發(fā)展趨勢表明這是復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)階段的必然要求。

需求是產(chǎn)品或項(xiàng)目的根源，是所有研發(fā)設(shè)計(jì)工作的起點(diǎn)，很多研發(fā)團(tuán)隊(duì)的開發(fā)混亂的源頭都在于需求沒有管理好。項(xiàng)目失敗或嚴(yán)重超支的原因中大部分與需求有關(guān)?？紤]到型號工程進(jìn)度要求和設(shè)計(jì)質(zhì)量要求，研究了需求工程的意義、需求工程的應(yīng)用、需求工程方法、需求工程工具等內(nèi)容;設(shè)計(jì)了需求開發(fā)和管理工作流程、需求變更工作流程等，為型號的工程設(shè)計(jì)工作提供系統(tǒng)性的方法支撐和科學(xué)指導(dǎo)，解決型號研制過程中存在的和需求相關(guān)的一些問題。

1? 需求開發(fā)與需求管理過程研究

1.1 需求工程發(fā)展及簡介

需求工程是隨著系統(tǒng)理論的發(fā)展而發(fā)展的，早期的系統(tǒng)，規(guī)模不大，工程師更多關(guān)注的是如何實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，需求分析很少受到重視。隨著系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大，需求在整個系統(tǒng)開發(fā)與維護(hù)過程中越來越重要，直接關(guān)系到系統(tǒng)的成功與否。人們逐漸認(rèn)識到需求工程活動不再僅限于系統(tǒng)開發(fā)的最初階段，它貫穿于系統(tǒng)開發(fā)的整個生命周期。

進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來，需求工程成為研究的熱點(diǎn)之一。從1993年起每兩年舉辦一次需求工程國際研討會（ISRE），自1994年起每兩年舉辦一次需求工程國際會議（ICRE）。1996年Springer-Verlag發(fā)行了一新的刊物——《Requirements Engineering》。一些關(guān)于需求工程的工作小組也相繼成立，如歐洲的RENOIR（Requirements Engineering Network of International Cooperating Research Groups），并開始開展工作。

1.2 需求工程國內(nèi)外應(yīng)用情況

國外的大中型公司，對需求開發(fā)和管理都非常重視，這點(diǎn)從這些公司傳遞到國內(nèi)的需求規(guī)格說明書的質(zhì)量上就可以評價出來，質(zhì)量非常高的，變更的數(shù)量會比較少。同時有專人負(fù)責(zé)維護(hù)各個項(xiàng)目的系統(tǒng)需求、子系統(tǒng)需求、零部件需求，當(dāng)發(fā)生變更的時候，可以及時做出變更影響分析，并且維護(hù)好新的需求基線。而且，可以快速地傳遞給供應(yīng)商。

國外軍工行業(yè)，由于起步早，意識比較充分，很早進(jìn)行了開展需求管理。包括美國政府部門IRS、NASA等，加拿大國防部、英國國防部、澳大利亞國防部、Aerospatiale、Airbus、BMW、Lockheed Martin、Matra Marconi Space、BAE System、ESA、Arinc、Boeing等。

國內(nèi)的公司對這塊工作的開展還處于起步階段。主要是國內(nèi)項(xiàng)目進(jìn)度都比較緊張，對于需求管理這種管理性的工作重要性認(rèn)識不高，因此，將所有的精力都投入到系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)過程中，從而造成后期系統(tǒng)與需求不匹配的情況時有發(fā)生。

而對軍工行業(yè)來說，大多意識到需要很好的管理需求。包括但不限于航天一院、二院、三院、八院，航空601 所、602 所、607 所、611 所、615 所、631 所，信息產(chǎn)業(yè)部 5 所、7 所、10 所、20 所、28 所、38 所、54 所、709 所、總參61 所等。

國際上的核電行業(yè)，Westinghouse已開展需求管理，尤其是管理核電廠需求的變更，效果較好。

2? 需求工程在項(xiàng)目中的應(yīng)用實(shí)例

總體設(shè)計(jì)單位、系統(tǒng)責(zé)任單位、設(shè)備責(zé)任單位依據(jù)職責(zé)要求，開發(fā)設(shè)計(jì)要求，工作流程參見圖1?？傮w設(shè)計(jì)單位定義頂層設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行總體設(shè)計(jì)和邏輯分解后，與系統(tǒng)責(zé)任單位共同定義系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。系統(tǒng)責(zé)任單位依據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求和其他設(shè)計(jì)輸入，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和邏輯分解后，與設(shè)備責(zé)任單位共同定義設(shè)備設(shè)計(jì)要求。設(shè)備責(zé)任單位依托設(shè)備設(shè)計(jì)要求進(jìn)行設(shè)備設(shè)計(jì)。其中，頂層設(shè)計(jì)要求、系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求和設(shè)備設(shè)計(jì)要求均需經(jīng)由總設(shè)計(jì)師團(tuán)隊(duì)審核通過后，才能啟動下一步工作，并需納入技術(shù)狀態(tài)基線進(jìn)行控制。

設(shè)計(jì)要求管理包括變更控制、版本控制、要求跟蹤等，主要關(guān)注設(shè)計(jì)要求文件中涉及的設(shè)計(jì)要求條目的變更。

當(dāng)總體、系統(tǒng)或設(shè)備設(shè)計(jì)方案不能滿足設(shè)計(jì)要求時，需要由設(shè)計(jì)人員提交變更申請，由設(shè)計(jì)管理單位組織變更影響分析討論會，發(fā)布變更決策及變更任務(wù)單，待執(zhí)行變更任務(wù)后關(guān)閉變更。

設(shè)計(jì)要求變更工作流程，參見圖2。設(shè)計(jì)責(zé)任單位提交設(shè)計(jì)要求變更申請，設(shè)計(jì)管理部門組織變更影響分析會議，由總設(shè)計(jì)師團(tuán)隊(duì)決策是否同意變更。若同意變更，則由設(shè)計(jì)管理部門發(fā)布變更任務(wù)單，設(shè)計(jì)責(zé)任單位執(zhí)行變更任務(wù)，升版相關(guān)文件。變更任務(wù)執(zhí)行后，由總設(shè)計(jì)師團(tuán)隊(duì)對執(zhí)行結(jié)果進(jìn)行審核，若審核通過，由設(shè)計(jì)管理部門關(guān)閉變更任務(wù)單，變更結(jié)束。

3? 主要結(jié)論

需求工程是一個項(xiàng)目的開端，也是項(xiàng)目建設(shè)的基石。需求工程的過程包括了需求開發(fā)和需求管理兩個部分。整體需求工程過程在項(xiàng)目啟動后開始，進(jìn)行需求獲取、分析、定義和驗(yàn)證，并組織需求評審，以確定需求基線。在需求發(fā)生變更時，重新進(jìn)行需求的獲取、分析、定義、確認(rèn)和評審，并對需求變更影響項(xiàng)進(jìn)行識別、風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對、修改和跟蹤，對需求狀態(tài)和變化過程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和測量匯報(bào)。

開展需求開發(fā)和需求管理工作，可以解決型號研制過程中存在的和需求相關(guān)的一些問題：

（1）解決目前需求不完整的問題。目前的各分系統(tǒng)需求中，只有接口需求，沒有對分系統(tǒng)自身的其他需求描述，設(shè)計(jì)開發(fā)人員除了接口需求外，沒有其他的可以指導(dǎo)設(shè)計(jì)開發(fā)的需求，容易出現(xiàn)不滿足客戶需求的情況。

（2）解決目前需求分配不規(guī)范的問題。目前的各分系統(tǒng)開發(fā)過程中，由工藝部門將需求分配到各個專業(yè)方向以及設(shè)備方向，但是，沒有明確的分配流程及分配要求，只能看到分配結(jié)果，對于可能存在的問題，無法進(jìn)行驗(yàn)證和跟蹤。

（3）解決需求變更無管理的現(xiàn)狀。目前的需求主要以接口需求為主，但是接口需求的變更過程，沒有受到任何有效的控制和管理，對于接口變更，無法跟蹤變更歷史，無法確認(rèn)使用接口需求的多方之間是否一致的。

（4）解決需求來源不唯一的問題。目前的需求管理都是基于文檔進(jìn)行管理的，而且，都是將文檔拷貝到自己計(jì)算機(jī)上使用;此時，如果進(jìn)行了需求變更，那么，有可能某些計(jì)算機(jī)上的需求文檔因?yàn)闆]有變更而誤用。

（5）解決需求之間無跟蹤的問題。目前的需求之間、需求和設(shè)計(jì)之間沒有任何跟蹤關(guān)系，一方面，無法識別哪些需求之間有關(guān)系，哪些需求是對上層需求的分解，另一方面，也無法識別哪些設(shè)計(jì)是支持哪些需求的，同時，當(dāng)需求發(fā)生變更時，更是難以界定會對哪些子需求以及設(shè)計(jì)文檔產(chǎn)生影響，這些都可能造成最終設(shè)計(jì)文檔、產(chǎn)品與需求不一致的問題。

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