敏捷系統工程

《敏捷系統工程》是2018年2月清華大學出版社出版的圖書，作者是[美] Bruce Powel Douglass 。

基本介紹

• 書名：敏捷系統工程
• 作者：[美] Bruce Powel Douglass
• ISBN：9787302490920
• 定價：98元
• 出版社：清華大學出版社
• 出版時間：2018年2月

內容簡介

《敏捷系統工程》表達了系統工程的一種願景，即在敏捷的工程背景環境中，精確的需求規範、結構和行為可以滿足系統安全性、安保性、可靠性以及性能等更大的關注。

世界著名的作家及演說家Bruce Powel Douglass博士將敏捷方法和基於模型的系統工程(MBSE)有機結合在一起，定義了系統整體的特性，從而避免傳統的基於文檔規範的方式所帶來的錯誤。

《敏捷系統工程》闡述了系統開發的整個生命周期，包括需求、分析、設計以及向特定工程學科的轉交。Douglass博士自始至終都將敏捷方法與SysML和MBSE相結合，進而為系統工程師提供概念和方法層面套用的流程指南，使他們可以避免規範中的缺陷並改進系統的質量。與此同時，敏捷方法可以降低系統工程的工作和成本。

目錄

第1章 什麼是基於模型的系統工程 1

1.1 關鍵的系統工程活動 1

1.1.1 識別客戶需要 2

1.1.2 規定系統需求 2

1.1.3 評估可依賴性 3

1.1.4 評價備選架構和技術 3

1.1.5 選擇特定架構和技術 4

1.1.6 分配需求和接口到架構 4

1.1.7 向下游工程轉交 4

1.1.8 將學科特定的設計綜合至系統組成 5

1.1.9 以整體驗證系統 5

1.1.10 系統確認 8

1.2 系統工程數據 8

1.2.1 系統開發規劃 8

1.2.2 利益攸關者需求 9

1.2.3 系統需求 9

1.2.4 認證規劃 9

1.2.5 子系統需求 9

1.2.6 學科特定的需求 9

1.2.7 安全性分析 10

1.2.8 可靠性分析 10

1.2.9 安保性分析 10

1.2.10 系統架構 10

1.2.11 綜合測試規劃 11

1.2.12 綜合測試 11

1.2.13 驗證規劃 11

1.2.14 驗證試驗 12

1.2.15 確認規劃 12

1.2.16 追溯矩陣 12

1.2.17 綜合測試結果 13

1.2.18 驗證結果 13

1.2.19 確認結果 13

1.3 系統工程的生命周期 13

1.3.1 V模型生命周期 13

1.3.2 增量式 15

1.3.3 混合式 16

1.4 基於模型的系統工程(MBSE) 17

1.4.1 建模的優勢 17

1.4.2 用UML和SysML進行高精度建模 20

1.4.3 建模是敏捷系統工程的根本 20

1.4.4 在你的組織或項目中採納建模 21

1.4.5 建模規則 25

1.5 總結 27

參考文獻 27

第2章 什麼是敏捷方法 29

2.1 敏捷宣言 30

2.2 敏捷方法的益處 32

2.2.1 提高工程數據的品質 32

2.2.2 提高工程效率 32

2.2.3 儘早獲得投資的回報(ROI) 33

2.2.4 利益攸關者滿意 33

2.2.5 增強了項目控制 33

2.2.6 回響變化 33

2.2.7 更早且更大幅度地降低項目風險 33

2.3 將敏捷宣言套用於系統工程 34

2.3.1 增量式地工作 34

2.3.2 動態地規劃 34

2.3.3 主動降低項目風險 35

2.3.4 持續地驗證 36

2.3.5 連續地綜合 36

2.3.6 用例1：在空域中發現軌跡 36

2.3.7 用例2：進行定期的內置測試(PBIT) 36

2.3.8 頻繁地確認 37

2.3.9 建模是aMBSE的根本 37

2.4 針對系統工程的敏捷最佳實踐 37

2.4.1 工作產品的增量式開發 38

2.4.2 工作產品的持續驗證 38

2.4.3 可執行的需求模型 39

2.4.4 連結到文本規範的基於模型的規範 41

2.4.5 連續的可依賴性評估 41

2.4.6 主動的項目風險管理 42

2.4.7 向下游工程的基於模型的轉交 43

2.4.8 動態的規劃 43

2.5 匯總：Harmony aMBSE流程 45

2.5.1 啟動項目 47

2.5.2 定義利益攸關者需求 49

2.5.3 系統需求定義和分析 50

2.5.4 途徑1：基於流的用例分析 51

2.5.5 途徑2：基於場景的用例分析 51

2.5.6 途徑3：基於狀態的用例分析 52

2.5.7 架構分析 53

2.5.8 架構設計 55

2.5.9 進行疊代回顧 56

2.5.10 向下游工程轉交 57

2.5.11 控制項目 58

2.5.12 進行品質保證審計 59

2.5.13 管理變更 59

2.6 總結 59

參考文獻 60

第3章 SysML介紹 61

3.1 SysML概覽 61

3.2 UML擴展機制 64

3.2.1 SysML模型元素 65

3.2.2 SysML圖 66

3.2.3 行為圖 67

3.2.4 需求圖 68

3.2.5 結構圖 69

3.3 組織你的模型很重要 72

3.4 關鍵SysML視圖和核心語義 76

3.4.1 塊、關係、接口和連線埠 76

3.4.2 順序圖 86

3.4.3 活動、動作和活動圖 89

3.4.4 狀態機圖 94

3.5 最小SysML概要 103

3.6 總結 105

3.6.1 摘自UML 105

3.6.2 修改 105

3.6.3 新元素 106

參考文獻 106

第4章 敏捷的利益攸關者需求工程 107

4.1 目標 107

4.2 利益攸關者需求工作流 107

4.2.1 牢記——這是敏捷MBSE 109

4.2.2 什麼是用例 109

4.2.3 用例圖 112

4.3 示例模型：T-Wrecks工業外骨骼 116

4.4 識別利益攸關者 117

4.4.1 駕駛員 118

4.4.2 機隊管理人員 118

4.4.3 維護人員 118

4.4.4 採購方 118

4.4.5 安裝人員 119

4.4.6 T-Wreckers測試團隊 119

4.4.7 製造工程師 119

4.5 生成利益攸關者需求 119

4.5.1 什麼是需求 119

4.5.2 性能需求和其他QoS需求121

4.5.3 需求可視化 122

4.5.4 需求管理工具 124

4.5.5 組織利益攸關者需求規範 124

4.6 對利益攸關者用例場景建模 124

4.6.1 什麼是用例場景 125

4.6.2 場景分析工作流 127

4.6.3 T-Wrecks利益攸關者用例場景 129

4.7 創建/更新確認規劃 135

4.8 總結 136

4.8.1 識別利益攸關者 136

4.8.2 生成利益攸關者需求 136

4.8.3 對利益攸關者用例場景建模 136

4.8.4 創建/更新確認規劃137

4.9 未完待續 137

參考文獻 137

第5章 敏捷的系統需求定義和分析 139

5.1 目標 139

5.2 系統需求工作流 139

5.2.1 識別系統用例 140

5.2.2 生成/更新系統需求141

5.2.3 進行用例分析 141

5.2.4 創建邏輯數據模式 142

5.2.5 分析可依賴性 142

5.2.6 創建/更新系統驗證規劃142

5.3 識別系統用例 142

5.4 生成系統需求 143

5.5 分析用例 144

5.5.1 基於流的用例分析 144

5.5.2 基於場景的用例分析 160

5.5.3 基於狀態的用例分析 176

5.6 創建/更新邏輯數據模式 189

5.7 可依賴性分析 192

5.7.1 安全性分析 192

5.7.2 T-Wrecks初始可依賴性分析 201

5.8 創建/更新驗證規劃 204

5.9 總結 204

5.10 未完待續 205

參考文獻 205

第6章 敏捷的系統架構分析與權衡研究 207

6.1 目標 207

6.2 架構分析工作流 208

6.2.1 識別關鍵的系統功能 209

6.2.2 定義備選解決方案 209

6.2.3 架構權衡研究 209

6.2.4 將多個解決方案併入系統架構 210

6.2.5 定義評估準則 210

6.2.6 向準則分配權重 210

6.2.7 為每個準則定義效用曲線 211

6.2.8 向眾多備選解決方案分配MOE 211

6.2.9 確定解決方案 211

6.3 評估方法 211

6.3.1 簡單方法 211

6.3.2 高保真方法 213

6.4 識別關鍵的系統功能(和特性) 216

6.5 定義備選解決方案 218

6.5.1 Speed Demon備選解決方案 218

6.5.2 T-Wrecks備選解決方案 219

6.6 進行架構權衡研究 222

6.6.1 定義評估準則 222

6.6.2 向準則分配權重 223

6.6.3 為每個準則定義效用曲線 224

6.6.4 向備選解決方案分配MOE 226

6.6.5 確定解決方案 229

6.7 將多個解決方案併入系統架構 229

6.8 總結 230

6.9 未完待續 230

參考文獻 230

第7章 敏捷的系統架構設計 231

7.1 目標 231

7.1.1 什麼是子系統 231

7.1.2 關鍵架構視圖 232

7.2 架構設計工作流 234

7.2.1 識別子系統 234

7.2.2 向子系統分配系統需求 234

7.2.3 向子系統分配用例 235

7.2.4 創建/更新邏輯數據模式235

7.2.5 創建/更新子系統需求235

7.2.6 開發控制律 235

7.2.7 分析可依賴性 235

7.2.8 進行評審 236

7.3 識別子系統 236

7.3.1 Speed Demon子系統 237

7.3.2 T-Wrecks子系統 245

7.4 向子系統分配系統需求 248

7.5 向子系統分配用例 249

7.5.1 自底向上分配 250

7.5.2 自頂向下分配 251

7.5.3 公共任務 253

7.5.4 Speed Demon子系統用例分配示例 254

7.5.5 T-Wrecks子系統用例分配示例 259

7.6 創建/更新邏輯數據模式 265

7.6.1 Speed Demon跑步機示例 266

7.6.2 T-Wrecks示例 267

7.7 創建/更新子系統需求 268

7.8 開發控制律 269

7.9 分析可依賴性 270

7.9.1 安全性分析 271

7.9.2 可靠性分析 271

7.9.3 安保性分析 271

7.10 總結 271

7.11 未完待續 272

參考文獻 272

第8章 向下游工程轉交 275

8.1 目標 275

8.2 向下游工程轉交的工作流 275

8.2.1 收集子系統規範數據 275

8.2.2 創建共享模型 276

8.2.3 定義子系統物理接口 276

8.2.4 創建子系統模型 277

8.2.5 定義跨學科接口 277

8.2.6 將需求分配到工程學科 277

8.3 收集子系統規範數據 277

8.3.1 收集SysML模型數據 277

8.3.2 收集其他工程數據 278

8.4 創建共享模型 279

8.5 定義子系統物理接口 280

8.5.1 從邏輯規範中創建物理規範 281

8.5.2 Speed Demon接口示例 284

8.5.3 T-Wrecks接口示例 287

8.6 創建子系統模型 290

8.7 定義跨學科接口 291

8.7.1 Speed Demon示例：Control Unit子系統接口規範 291

8.7.2 T-Wrecks示例 293

8.8 將需求分配到工程學科 297

8.8.1 Speed Demon示例 298

8.8.2 T-Wrecks示例 299

8.9 下游工程開始 304

8.10 系統工程還在繼續 305

參考文獻 305

附錄A T-Wrecks利益攸關者需求 307

附錄B T-Wrecks系統需求 311