Системный подход к управлению высокотехнологичными проектами. 2-е издание, переработанное и дополненное

d) желательно собрать всех участников группы в одном месте в одно и то же время, по крайней мере дважды;

e) модератор группы должен обладать навыками руководства группой и следить за ее работой;

f) следует ограничить размер разрабатываемого документа, не ограничивая полученную извне информацию;

g) модератору следует убедиться, что уровень технического языка в документе не препятствует пониманию текста.

После уточнения концепции эксплуатации на этапе анализа необходимо сформировать архитектуру системы, чтобы определить ее особенности, далее сформировать требования к системе и провести ее декомпозицию для упрощения стадии синтеза.

Термин «архитектура системы» обозначает основные понятия или свойства системы в окружающей среде, воплощенной в ее элементах, отношениях и конкретных принципах ее проекта и развития (ГОСТ Р 57100—2016).

Архитектура включает организованный нисходящий выбор и описание вариантов проектирования для всех важных системных функций и подфункций, для обеспечения совместимости и удовлетворения окончательных системных требований. Она содержит наиболее важные, связывающие весь проект, стратегические реализационные решения, изобретения, инженерные компромиссы; допущения и их соответствующие логические обоснования того, как система будет удовлетворять системным требованиям; все основные логические, физические, статические и динамические структуры, альтернативные решения, допущения и обоснования. Основные положения процесса разработки архитектуры:

1) каждая система имеет архитектуру;

2) архитектура определяет основные компоненты системы;

3) архитектура определяет обоснование компонентов и структуры;

4) архитектура определяет отношения компонентов структуры и их взаимодействия;

5) поведение компонентов является частью архитектуры;

6) определения архитектуры не фиксируют, что представляет собой компонент;

7) архитектура не является единой или единственной структурой.

Наиболее полезное описание архитектуры состоит из нескольких представлений, обеспечивая «интегрированное» представление о продукте.

Базовое представление архитектуры системы содержит описание систем и соединений, обеспечивающих или поддерживающих функции исполнения сценариев системы, включая графику.

Представление операционной архитектуры включает описание задач и действий, операционных элементов и информационных потоков, необходимых для выполнения или поддержки основной функции системы.

Представление технической архитектуры формулирует минимальный набор правил, регулирующих расположение, взаимодействие и взаимозависимость частей или элементов системы, целью которых является обеспечение соответствия системы удовлетворять заданному набору требований.

Описание архитектуры должно обеспечивать явные связи между различными представлениями, для интеграции облика и поддержки совместимости функций системы. Рекомендуется ознакомиться с ГОСТ Р 57100—2016 «Системная и программная инженерия. Описание архитектуры». Пример одного из возможного множества изображений архитектуры самолета показан на рис. 6.

Создание и развитие архитектуры является началом процесса проектирования системы. Здесь устанавливают связи между требованиями и проектом.

Требованием называют заданную (ожидаемую) количественную или качественную характеристику или свойство объекта, а также связанные ограничения и условия (ГОСТ Р 59194—2020). Оно необходимо для приемки продукта или процесса (потребителем или внутренним руководящим принципом обеспечения качества).

Рис. 6. Вариант схемы архитектуры самолета

В стандарте ISO 9000 «Система менеджмента качества» сформулировано, что требование является документально изложенным критерием, который должен быть выполнен, если требуется соответствие документу, и по которому не разрешены отклонения.

Требования к системе являются ключевым компонентом процесса ее создания. Требования определяют, что система должна делать и управляют ее развитием. Требования не являются спецификациями. Они определяют функции, характеристики и задачи системы в части окружающей среды. В процессе разработки системы, изображенном в виде итерационных петель (риc. 5), петля требований открывает цепочку базовых действий по созданию нового продукта. Есть несколько причин, зачем нужны требования.

• Требования определяют цель программы, например, получить «правильный» продукт для выхода с ним на рынок в подходящее для этого время, для захвата рыночной ниши или получить прибыль от реализации проекта.

• Требования определяют нужды (проблемы) заинтересованных сторон, или иначе, бизнес-требования.

• Требования определяют вариант создания продукта, т.е. процедуры, регламенты, системные требования.

• Требования определяют ограничения, связанные с решением или проектом по его реализации, а именно сроки, бюджет, персонал, применяемые технологии, соответствие требованиям законодательства и т. д.

Посредством требований уточняются формулировки или характеристики продукта, который разработчик хочет или должен получить. Требования также являются предметом договорных обязательств по созданию системы, составной частью документирования поставленной задачи, содержат значения, используемые при общении с заказчиком.

Технический процесс системного проектирования начинается с функциональных требований. В интересах разработчика сохранить как можно большую свободу проектирования. Затем функциональные требования обычно декомпозируют. При этом задача декомпозиции вводит новые входные и выходные данные и среду для исполнителя. Нужно минимизировать объем информации, которую приходится передавать между подсистемами. Функциональные спецификации нижнего уровня являются основой для закупок услуг по проектированию. Они записываются в виде границ. Например, указано, что масса продукта должна быть меньше или равна 25 кг.

Успех любой создаваемой системы и ее эксплуатации зависит от следующих факторов:

1) готова ли рыночная среда к внедрению системы (когда потребности рынка обусловлены «окном возможностей»);

2) как обеспечено позитивное восприятие пользователем функциональности, пригодности и доступности системы;

3) способность системы выполнять эксплуатационные требования пользователя (эффективность системы);

4) время возврата инвестиций (ресурсов, затраченных на эксплуатацию и обслуживание системы), т.е. экономическая эффективность продукта.

Правильная формулировка пакета требований к системе крайне важна для обеспечения перечисленных факторов прогнозируемого успеха, так как именно этот набор является основой формирования будущей системы. Этапы процесса системной инженерии включают также анализ и верификацию требований в разных частях жизненного цикла. При этом необходимо регулярно проверять трассировку требований «сверху вниз», т.е. влияние требований верхнего уровня на требования к подсистемам. Кроме того, требования уточняются на всех этапах процесса разработки.

К сожалению, плохо сформулированные требования являются главной причиной проблем на проекте. Требования определяют, что должно быть сделано, как хорошо и при каких ограничениях. Если разработчики получат неверные требования, проект и оборудование не будут работать. Требования являются причиной стоимости системы, бюджета проекта, графика работ, требуемых ресурсов, планов верификации, эксплуатационных процедур, т.е. всего в проекте!

Приоритетные требования (и связанные с ними ограничения и допущения) определяют решаемую проблему, они устанавливают, как будет определен успех проекта. Недопустимо, что многие команды начинают решать проблему до того, как достигнуто соглашение, что именно надо сделать.

В соответствии с иерархией структуры системы существует несколько уровней требований сверху вниз.

• Требования заинтересованных сторон являются верхним уровнем требований. Они отражают потребности пользователей, клиентов и других источников требований, таких как отраслевые, правовые, экологические нормы и требования высокого уровня внутри компании. В этих требованиях используют критерии качества для создания точного и понятного набора выполнимых и проверяемых требований, который является полным и последовательным.

• Системные требования расположены на следующем уровне. Их целью является установление точных технических требований для разработки системы. Системные требования основаны на требованиях заинтересованных сторон и их производных с учетом существующих технологий, компонентов и т. д.

• На нижеследующих уровнях формируют требования к подсистемам и компонентам. Целью этих требований является установление точных технических требований для разработки подсистемы или компонента. Они выводятся из системных требований с учетом существующих технологий, компонентов, интерфейсов и т. д.

Для инициации процесса формирования требований используют следующую информацию.

1. Исходные ожидания заинтересованных сторон, т.е. потребности, цели, результаты, допущения, ограничения, внешние интерфейсы для данного класса изделия.

2. Описание концепции эксплуатации для понимания системных целей, задач и ограничений. Включает сценарии, варианты использования и проектные задания.

3. Базовые стратегии поддержки для всех стадий ЖЦ (разработки, тестирования, производства, эксплуатации или утилизации конечного продукта).

4. Меры эффективности, т.е. соответствие результатов проекта критериям успеха (см. главу 3.8).

5. Другие данные. Например, для авиационных объектов все взаимодействия человека и системы, необходимые для эксплуатации, включая сборку, наземные операции, логистику, обслуживание в полете и на земле, эксплуатацию в полете и т. д.

Задача формирования требований в разных проектах может решаться разными путями. В начале процесса проводится выявление источников формирования требований. Каждый новый продукт реализует ряд специфических требований, которые позволяют сохранить конкурентоспособность на рынке. Некоторые источники формирования требований перечислены ниже.

•На высшем уровне полезно использовать опыт разработчиков по постановке целей. Следует организовать общение заинтересованных лиц и заказчика, которые нуждаются в соглашении с выработкой единого подхода к набору требований.