Комаров В.В., Гараган С.А. Архитектура и стандартизация ИТС. Зарубежный опыт и отечественная практика (2012) (1142010), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Эти проекты ИТС отличаются по сложности и объему необходимой системной инженерии. Подразделения FHWA и региональные отделенияFTA устанавливают требования и контролируют применение системнойинженерии в определенных проектах ИТС.Проблемы разработки проектаВ начале любого проекта преобладают оптимистическое настроение и высокие ожидания. В процессе реализации проявляется влияние технологии,графика работ и финансирования, что может в конечном счете поставить подугрозу достижение целей проекта, которые были установлены вначале.
Метод системной инженерии позволяет управлять командой и ожиданиями, учитывать ограничения и избегать угроз в течение всего проекта.В начале высокотехнологичного проекта существует неопределённость воценках стоимости и продолжительности проекта. Чем меньше опыта в подобных проектах, который имеет проектная группа, тем больше эта неопределённость. Оценки естественно уточняются в процессе работы, и проектнаягруппа лучше понимает систему, которую она строит.
При завершении проекта неопределённость исчезает. Зависимость неопределённости от времени(см. рисунок 1.11) похожа на конус, в связи с чем этот график называют «конусом неопределённости».Системная инженерия обеспечивает уменьшение неопределённости наначальных стадиях проекта, устанавливая проектную область и определяятребования.Традиционные методы закупок, которые использовались в течение многихдесятилетий, например, в дорожном строительстве, часто являются неподходящими для проектов ИТС.
Например, метод наименьшей цены предложенияпредполагает консультанта, готовящего спецификацию проекта, который затем осуществляется подрядчиком, представившим самое низкое по стоимости предложение. Этот метод хорошо работает при строительстве дорог, ноопыт показывает, что он не так хорош для многих проектов ИТС. Жизненноважно выбрать такой метод закупок, который обеспечит применение методасистемной инженерии.ВремяРисунок 1.11. Конус неопределенности.Разработка проекта без ошибок невозможна.
В каждом проекте возникаетнеобходимость изменений. Проблема состоит в том, что изменения во времястроительства являются более дорогостоящими. Ошибка или пропущеннаяхарактеристика системы, которая не выявлена до окончания проекта, будетеще более затратной.Исследования проектов разработки программного обеспечения показали, что эти «скрытые затраты» могут резко увеличить стоимость устраненияошибки. Причина этого не только в том, что необходимо изменить требованиек проекту, но и устранить ошибки разработки и монтажа, вызванные этимтребованием. Проблемы усложняются, если их оставляют нерешенными.В системной инженерии верификация и валидация разрабатываемой проектной документации проводятся на ранних стадиях и часто максимизируютвозможности выявления дефектов на ранних стадиях разработки проекта.Standish Group провела более чем 10-летнее исследование, собирая статистические данные по проектам информационных технологий, и их результаты последовательно показывали мрачную (хотя и медленно улучшающуюся)картину.
Например, в 2004 г., как показано на рис. 1.12, только 34 % проектовполностью соответствовали критериям успеха – завершение в срок, в рамках бюджета, и в соответствии с первоначально заданными требованиями.Из 280 тыс. проектов более 142 тыс. были завершены с нарушением сроковсдачи или с превышением бюджета, а 42 тыс. – не были сданы.Системная инженерия не гарантирует успеха, но позволяет выявлять несоответствия на более ранних стадиях и увеличивает шансы успешного завершения проекта.81Рисунок 1.12. Распределение проектов по успешности.Standish Group: 2004 CHAOS Report Project Success Rate.Принципы системной инженерииОпределение конечного результатаВ начале проекта необходимо определить его конечный результат и согласовать оценочные индикаторы.
Такое сосредоточение на конечном результатепозволяет избежать сложностей, вызванных дополнительными возможностями, открывающимися в процессе реализации проекта.Привлечение заинтересованных лицСистемная инженерия обеспечивает мониторинг процесса и поощряет вовлечение заинтересованных сторон. Они должны участвовать во всех стадияхпроекта – от концепции до верификации и приемки систем. В зависимости отстадии проекта состав заинтересованных лиц изменяется (менеджеры, операторы, технический персонал и т.п.)Определение проблемыНе следует настаивать на безусловной реализации решения, принятого вначале проекта.
Системная инженерия позволяет определить проблемы илинайти несоответствия. Существуют различные способы решения проблем, ипрофессиональное исследование позволяет определить лучшее решение наоснове ясного понимания требований.Выбор технологииТехнологии постоянно изменяются. Выбор технологии на начальнойстадии проекта может привести к ее старению или постоянным изменениям базовой линии проекта, поскольку будут предприниматься попытки неотстать от новых технологий. Метод системного проектирования позволяетсконцентрироваться на потребности, требованиях и дизайне, не определяятехнологии.
Выбор наиболее подходящей технологии осуществляется настадии ее внедрения.82Базовая линия (baseline)14 – часто используемый термин в системном проектировании. Базовая линия – ориентир, в соответствии с которым работаетпроектная группа. Процесс установления и управления базовой линией является элементом управления конфигурацией системы.Декомпозиция большой системыМногие системы являются большими и сложными.
Ключевая стратегиясистемной инженерии – декомпозиция такой системы на меньшие подсистемы и затем подсистем на более управляемые компоненты аппаратного ипрограммного обеспечения. Эти более простые компоненты легче понять иопределить и, в конечном счете, легче построить. Большая часть процессасистемной инженерии построена вокруг этого подхода – разделение большойпроблемы на многие меньшие компоненты, которые могут быть индивидуально решены и затем повторно объединены.ПрослеживаемостьПроцесс системной инженерии является итерационным, предполагающимсвязь соседних шагов. Отношения между шагами называют прослеживаемостью. Например, прослеживаемость используется, чтобы связать требованиес подсистемой, которая его реализует.
Благодаря прослеживаемости требование связано с потребностями пользователей, так же как с испытаниями, дляпроверки соответствия требованиям. Прослеживаемость позволяет обеспечить соответствие системы, которая создана в результате проекта, пользовательскими потребностями, идентифицированым вначале.«V» Модель системной инженерииРазработано много различных моделей процесса, определяющих сериюшагов, которые составляют метод системной инженерии. Среди этих моделей«V» модель, показанная на рис.1.13, является фактически стандартным способом представления системной инженерии для проектов ИТС.Краткий обзор «V» моделиС начала разработки в 1980-ых гг.
«V» модель была усовершенствована и применена во многих различных отраслях промышленности. Недавнок «V» были добавлены крылья для адаптации ее к широкому жизненномуциклу проектов ИТС. Левое крыло показывает региональную архитектуруИТС, изучение реализуемости и исследование концепции для обеспеченияначальной идентификации и определения границ проекта ИТС, основанногона региональных потребностях.
Горизонтальный участок следует за региоБазовая линия (baseline): Спецификация или продукт, которые были официально рассмотрены и согласованы, чтобы впоследствии служить основой для дальнейшего развития, икоторые могут быть изменены только посредством официальных и контролируемых процедуризменения. (ГОСТ Р ИСО/МЭК 15288—2005)1483Рисунок 1.13. Модель «V» процесса системной инженерии.84нальным шагом архитектуры, потому что региональная архитектура – болееширокий продукт процесса планирования, который покрывает все проектыИТС в регионе.
Следующие шаги в «V» соответствуют определенному проекту ИТС. Центральное ядро «V» отображает стадии разработки проекта,внедрения и верификации. Правое крыло показывает функционирование иобслуживание, изменения и модернизации, и окончательный вывод системыиз эксплуатации. Крылья – ключевое дополнение к модели, так как важнорассмотреть весь жизненный цикл во время разработки проекта.Как показано в «V», метод системной инженерии определяет проектныетребования прежде, чем будет сделан технологический выбор и система развернута. На левой стороне «V» разработка системы продвигается от общегопользовательского представления системы к подробной спецификации системного проекта.
Система декомпозируется в подсистемы, а подсистемыдекомпозируются в компоненты – большая система может быть разделена навсе более и более малые фрагменты с помощью многих уровней декомпозиции. Поскольку система декомпозируется, требования также преобразуютсяв более конкретные требования к системным компонентам.По мере развития проекта, устанавливается серия документированныхбазовых линий, которые поддерживают следующие этапы. Например, согласованная концепция функционирования поддерживает разработку системных требований. Базовый набор системных требований поддерживаетсистемное проектирование.
Аппаратное и программное обеспечение внедряются у основания «V» и компоненты системы интегрируются и верифицируются в итерационном процессе справа. В конечном счете, производитсявалидация законченной системы для оценки соответствия потребностямпользователей.Соединение левой и правой сторон «V»Одним из свойств «V», является симметрия между левой и правойсторонами модели. Эта симметрия отражает отношения между шагамислева и шагами справа. Разработка системы, которая произведена слева,в конечном счете, используется, чтобы проверить систему справа. Например, пользовательские потребности и критерии качества работы, которыеопределены в концепции функционирования, являются основанием длясистемного плана валидации, который используется при утверждениисистемы в конце проекта.
Точно так же системный план верификации разрабатывается в соответствии с системными требованиями так, чтобы можно было проверить каждое требование.Связи между левым и правым крылом обозначены стрелками, которыепересекают «V», показывая, как планы, разработанные слева, реализуются85в процессе справа. Эти связи обеспечивают непрерывность между началом иконцом разработки проекта и гарантируют, что инженеры сосредоточены назавершении проекта с его начала.
Связи между левыми и правыми сторонамимодели отражают один из принципов системного проектирования – видетьрезультат с самого начала.Позиции принятия решенийВ течение многих лет проектами управляют, используя диаграммыГантта, которые определяют задачи и главные отметки.
Следующая задачане решается, пока не закончены предыдущие задачи и не пройдена соответствующая отметка. «V» диаграмма также включает серию главных отметок («Документ/Одобрение» на рисунке), где рассматриваются результаты предыдущего шага, и клиент и проектная группа определяют, готовли проект двинуться на следующий шаг процесса. Проект продвигается,только если выполнены критерии принятия решения. Позиции принятиярешений – важные отметки, которые обеспечивают мониторинг проекта,определение проблем и исправление направления разработки.ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ИТССистемная инженерия поддерживает два различных типа процессов.1. Технические процессы, такие, как системные требования, дизайн высокого уровня, интеграция и верификация. Эти процессы, изображенные в «V»модели системного проектирования, выполняются, чтобы разработать проектИТС, который удовлетворяет потребностям пользователей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
