Инженерия требований

Требования это основной источник данных для проектирования технических систем и от того на сколько эффективна реализована работа с требованиями, зависит успешность всего проекта.

В мире сложных технических систем, требования заинтересованных сторон могут иметь различную форму, от строго формализованных требований до малопонятных идей и "хотелок". Выявлением этих "хотелок", их превращением в набор валидированных и верифицированных требований, а также их управлением, занимается Инженерия требований.

Согласно ISO 29148 п 4.1.19 - Инженерия требований - комплексная дисциплина, в основе которой лежит посредничество между приобретающей стороной и поставщиком, устанавливающая и управляющая требованиями к системе, программному обеспечению и услугам.

Инженерия требований занимается выявлением, извлечением, разработкой, анализом, определением методов верификации, валидации, коммуникации, документирования и управления требованиями.

В Российской стандартизации, термин Инженерия требований был заменен на Управление требованиями. По мнению авторов данного материала, термин "Управление требованиями" семантически не отражает всех процессов инженерии требований, а является лишь частью комплексного процесса (см. рисунок ниже).

Инженерия требований возникла в процессе развития методологии системной инженерии как одно из средств удовлетворения потребности в разработке практических рекомендаций для системных инженеров.

 

Что будет, если пренебречь постановкой процессов работы с требованиями?

Типичные последствия провала в инженерии требований знакомы многим:

• Раздутый бюджет и сорванные сроки: постоянные доработки и исправления.
• Бесконечные правки: заказчик постоянно говорит «я имел в виду не это».
• Конфликты между командами: разработчики системы управления обвиняют разработчиков электроники, инженеры-механики спорят с инженерами-расчетчиками.
• Полный провал: система не решает проблемы пользователей и не пользуется спросом.

В центре внимания инженерии требований находятся все аспекты работы с требованиями, необходимыми для поддержки полноценного жизненного цикла требований:

Выявление требований

Выявление требований, заключается в получении требований от заинтересованных сторон, нормативных документов или любых других возможных источников. Для успешности проекта, крайне важно определить все возможные требования, которые могут быть предъявлены к изделию, для минимизации упущенных требований, или поздно-выявленных требований, поэтому, по мимо непосредственного выявления требований, инженерия требований решает смежные задачи - например, выявление заинтересованных сторон.

Традиционным подходом к выявлению требований является экспертный метод и опыт, но они не гарантируют, что все требования будут выявлены. Именно неполнота требований, согласно исследованиям является одним из важнейших факторов, приводящих к неуспеху проектов.

Инженерия требований описывает формализованные методы, позволяющие минимизировать упущенные требования. Так, важным методом, поддерживающим выявление требований, является архитектурное проектирование.

Архитектурное проектирование, через создание моделей, анализ компромиссов и визуализацию, превращает разрозненные пожелания в полный, непротиворечивый и реализуемый набор требований, что критически важно для успеха сложных технических систем.

Процесс определения архитектуры и выявление требований являются интегральными, параллельными и итеративными процессами.

Взаимодействие процесса выявления требования и процесса определения архитектуры наглядно иллюстрирует модель двух вершин.

Подробное описание процесса выявления требований, можно найти в методологии управления требованиями, разработанной ГК "ПЛМ Урал".

Формулировка требований

Плохо сформулированное требование может свести на нет все усилия потраченные на выявление требований. Формулировка требований может быть двусмысленной и тогда исполнитель требования реализует его не так как требование замыслил автор. Формулировка требований может быть неполной, и тогда для его реализации потребуется множество уточнений, либо исполнитель домыслит его самостоятельно, что может привести к результату, отличному от ожидаемого.

Процесс формулировки требований заключается в преобразовании информации о требовании в структуру текста, отвечающую критериям качества (правилам).

Инженерия требований предлагает критерии качества, по которым можно оценить правильность формулировки требований, предлагает подходы к формулировкам требований (например на основе шаблонов), и таким образом позволяет выстроить эффективный процесс формулировки требований.

Подробное описание процесса формулировки требований, можно найти в методологии управления требованиями, разработанной Группой компаний "ПЛМ Урал".

Анализ требований

Анализ требований — это процесс, в рамках которого выполняется осмысление требований, полученных в результате процесса выявления требований.

Анализ требований, заключается в детализации, декомпозиции, уточнении требований и устранении противоречий. В процессе анализа, требования, по необходимости, моделируются, сортируются, ранжируются и, наконец, предаются на вход процессов формулировки и документирования. В конечном итоге, анализ требований позволяет подготовить спецификацию требований к формальным процессам проверки, согласования и утверждения. Далее, анализ требований выполняется в процессе проверки, согласования и утверждении требований, участниками этого процесса.

Инженерия требований описывает различные методы и инструменты, позволяющие выполнить анализ требований, например:

• Выявить нереализуемые требования;
• Выявить ненужные (лишние требования);
• Определить противоречивые требований.

Таким образом обеспечивается требуемое качество требований и набора требований.

Подробное описание процесса формулировки требований, можно найти в методологии управления требованиями, разработанной ГК "ПЛМ Урал".

Документирования требований

Документирование требований преследует следующие цели:

• Обеспечить необходимый объем и форму описания сведений о требовании;
• Зафиксировать описание требования в принятой всеми форме;
• Обеспечить доступ к требованиям всем заинтересованных сторон участвующим в процессах ЖЦИ.

Инженерия требований описывает способы и инструменты документирования требований, в частности обеспечивающих моделе-ориентированное представление требований.

Подробное описание процесса формулировки требований, можно найти в методологии управления требованиями, разработанной ГК "ПЛМ Урал".

Трассировка требований

Требование может быть связано с другими данными (другим требованием, доказательным документом, функцией, конструкторский документацией и др.). В процессах управления  требованиями важно документировать существующие связи требований. 

Информация о связях требований облегчает выполнение анализа влияния, помогая определить все рабочие продукты, которые вам может понадобиться изменить для реализации предложенного изменения.

Связи помогают следить за развитием требования в обоих направлениях – от первоисточника к реализации и наоборот.

В зарубежной практике работы с требованиями используется термин «Трассировка» и «Трассируемость».

Трассируемость - задокументированная взаимосвязь двух или более элементов процессов разработки. Например, взаимосвязь между требованием и его источником или методом верификации и проверяемым требованием. Термин «Трассируемость» относится к документированию связей между любыми элементам процесса разработки (используемых для доказательства соответствия требованиям), а не только к требованиям.

Реализация полноценной трассировки требований возможна только при управлении требованиями средствами PDM-системы (например ЛОЦМАН:PLM).

Внедрение процесса трассировки требований обеспечивает выполнение важных задач, например:

• Обнаружение пропущенных требований: обнаружение требования, которые не связаны с какими-либо дочерними требованиями или с проектными, отсутствие связи явно сигнализируете том отсутствует часть требований.
• Обнаружение необоснованных требований: обнаружение требований, которые не связаны с источниками в виде родительских требований или проектных решений, сигнализирует о том, что требование может быть лишним, не нужным или как минимум требует процесса обоснования.
• Контроль выполнения требований: трассировки требования с мероприятиями по оценке их выполнения позволяет автоматически формировать отчеты, которые можно использовать как для сертификации, так и для контроля процесса проектирования.
• Анализ влияния изменения: информационная прослеживаемость требований с другими информационными объектами позволяет выполнить быструю оценку влияния изменения требования на проектные данные или анализ изменения проектных данных на требование. Без информации о связях возрастает вероятность, что из внимания будет упущен системный элемент

Инженерия требований описывает подходы к трассировке требований, позволяя правильно выстроить данный процесс.

Подробное описание процесса трассировки требований, можно найти в методологии управления требованиями, разработанной ГК "ПЛМ Урал".

Верификации и валидации требований

Традиционно, требования, зафиксированные в технических заданиях, проходят процедуру проверки, согласования и утверждения. При этом, критерии, по которым требования проверяются и согласуются не формализованы. Для формализации процедуры проверки и согласования требований, как минимум, в стандарте предприятия должны быть зафиксированы критерии качества требований (но как отмечено ранее, стандарты по работе с требованиями практически не встречаются в отечественной практике).

Инженерия требований объясняет, что в рамках процесса проверки и согласования требований, выполняется их верификация и валидация.

Верификация требования - проверка содержания и оформления требований на соответствие установленным критериям качества. [ГОСТ 59194–2020, пункт 3.1.5]

Валидация требования - подтверждение того, что разработанные требования позволят создать объект, удовлетворяющий потребностям заинтересованных сторон. [ГОСТ 59194–2020, пункт 3.1.3]

Инженерия требований дает рекомендации по определению критериев, по которым можно сделать заключение о том что требование верифицировано и/или валидировано, описывает подходы и инструменты для верификации и валидации требований.

Постановка и внедрение процесса верификации и валидации требований, на основе рекомендаций инженерии требований, обеспечивает соответствие требований установленным критерием качества и дает гарантию того, что задокументированные требования позволят создать объект, удовлетворяющий потребностям заинтересованных сторон.

Подробное описание процесса верификации и валидации требований, можно найти в методологии методологии управления требованиями, разработанной ГК "ПЛМ Урал".

Структуризация требований

Привычным для работы способом группировки требований, является текстовый документ, менее распространенная, однако более информативная и функциональная форма, это табличное представление требований (например, в MS Excel). При использовании MBSE,  представление требований в виде иерархической структуры информационных объектов является одним из распространенных способов. Формирование любых текстовых или табличных документов выполняется как отчет по структуре (или связям) требований - информационных объектов.

Структуризация требований – это процесс группировки требований (набора требований) в иерархические структуры (спецификации требований).

Инженерия требований описывает способы, инструменты и методики структуризации требований.

Подробное описание процесса структуризации требований, можно найти в методологии управления требованиями, разработанной ГК "ПЛМ Урал".

Управление изменениями требованиями

Управление изменениями требований, до 2020 года, сводилось к выпуску дополнений к Техническому заданию. Формальный анализ влияния изменений на конфигурацию не выполнялся. С появлением ГОСТ Р 59193 и ГОСТ Р 59194, процесс управления изменениями требований описали как часть процесса управления конфигурацией. Такой подход позволяет оценить влияние изменений каждого требования на конфигурацию изделия в целом (его функции, характеристики, эксплуатационные свойства и др.).

Инженерия требования описывает методики и инструменты управления изменениями требований, описывает подходы к организации процесса управления изменениями требований как часть процесса управления конфигурацией изделия.

Подробное описание процесса управления изменениями требований, можно найти в методологии управления требованиями, разработанной ГК "ПЛМ Урал".

Контроль выполнения требований

Процесс контроля выполнения требований подтверждает, что требования, предъявленные к объекту, выполнены

Контроль выполнения требований, по факту, является частью процесса верификации и валидации объекта.

• Для проверки выполнения требований необходим объект, реализующий предъявленные к нему требования;
• Для проверки объекта нужны предъявленные к нему требования.

Инженерия требования дает рекомендации по построению эффективного процесса контроля выполнения требований, описывает необходимые методики и инструменты.

Подробное описание процесса контроля выполнения требований, можно найти в методологии управления требованиями, разработанной ГК "ПЛМ Урал".

Постановка данных процессов крайне важна для минимизации проблем, возникающих по причинам связанным с плохой работой с требованиями.

 

Внедрение процессов инженерии требований

Специалисты Группы компаний «ПЛМ Урал» обладают необходимыми компетенциями и опытом в постановке процессов инженерии требований. Мы предлагаем свои услуги по внедрению процессов инженерии требований, включая:

• оценку текущего процесса работы с требованиями;
• формирование предложений по реинженирингу процессов работы с требованиями;
• внедрение необходимых процессов, инструментов и методик;
• разработку дополнительных инструментов для работы с требованиями;
• внедрение нейросетей для автоматизации работы с требованиями;
• разработку стандарта предприятия по работе с требованиями;
• обучение персонала;
• сопровождение и технические консультации по работе с требованиями.

Обсудить внедрение