包邮敏捷系统工程

目 录 第1章 什么是基于模型的系统工程 1 1.1 关键的系统工程活动 1 1.1.1 识别客户需要 2 1.1.2 规定系统需求 2 1.1.3 评估可依赖性 3 1.1.4 评价备选架构和技术 3 1.1.5 选择特定架构和技术 4 1.1.6 分配需求和接口到架构 4 1.1.7 向下游工程转交 4 1.1.8 将学科特定的设计综合至系统组成 5 1.1.9 以整体验证系统 5 1.1.10 系统确认 8 1.2 系统工程数据 8 1.2.1 系统开发规划 8 1.2.2 利益攸关者需求 9 1.2.3 系统需求 9 1.2.4 认证规划 9 1.2.5 子系统需求 9 1.2.6 学科特定的需求 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 系统架构 10 1.2.11 综合测试规划 11 1.2.12 综合测试 11 1.2.13 验证规划 11 1.2.14 验证试验 12 1.2.15 确认规划 12 1.2.16 追溯矩阵 12 1.2.17 综合测试结果 13 1.2.18 验证结果 13 1.2.19 确认结果 13 1.3 系统工程的生命周期 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 基于模型的系统工程(MBSE) 17 1.4.1 建模的优势 17 1.4.2 用UML和SysML进行高精度建模 20 1.4.3 建模是敏捷系统工程的根本 20 1.4.4 在你的组织或项目中采纳建模 21 1.4.5 建模规则 25 1.5 总结 27 参考文献 27 第2章 什么是敏捷方法 29 2.1 敏捷宣言 30 2.2 敏捷方法的益处 32 2.2.1 提高工程数据的品质 32 2.2.2 提高工程效率 32 2.2.3 尽早获得投资的回报(ROI) 33 2.2.4 利益攸关者满意 33 2.2.5 增强了项目控制 33 2.2.6 响应变化 33 2.2.7 更早且更大幅度地降低项目风险 33 2.3 将敏捷宣言应用于系统工程 34 2.3.1 增量式地工作 34 2.3.2 动态地规划 34 2.3.3 主动降低项目风险 35 2.3.4 持续地验证 36 2.3.5 连续地综合 36 2.3.6 用例1：在空域中发现轨迹 36 2.3.7 用例2：进行定期的内置测试(PBIT) 36 2.3.8 频繁地确认 37 2.3.9 建模是aMBSE的根本 37 2.4 针对系统工程的敏捷*佳实践 37 2.4.1 工作产品的增量式开发 38 2.4.2 工作产品的持续验证 38 2.4.3 可执行的需求模型 39 2.4.4 链接到文本规范的基于模型的规范 41 2.4.5 连续的可依赖性评估 41 2.4.6 主动的项目风险管理 42 2.4.7 向下游工程的基于模型的转交 43 2.4.8 动态的规划 43 2.5 汇总：Harmony aMBSE流程 45 2.5.1 启动项目 47 2.5.2 定义利益攸关者需求 49 2.5.3 系统需求定义和分析 50 2.5.4 途径1：基于流的用例分析 51 2.5.5 途径2：基于场景的用例分析 51 2.5.6 途径3：基于状态的用例分析 52 2.5.7 架构分析 53 2.5.8 架构设计 55 2.5.9 进行迭代回顾 56 2.5.10 向下游工程转交 57 2.5.11 控制项目 58 2.5.12 进行品质保证审计 59 2.5.13 管理变更 59 2.6 总结 59 参考文献 60 第3章 SysML介绍 61 3.1 SysML概览 61 3.2 UML扩展机制 64 3.2.1 SysML模型元素 65 3.2.2 SysML图 66 3.2.3 行为图 67 3.2.4 需求图 68 3.2.5 结构图 69 3.3 组织你的模型很重要 72 3.4 关键SysML视图和核心语义 76 3.4.1 块、关系、接口和端口 76 3.4.2 顺序图 86 3.4.3 活动、动作和活动图 89 3.4.4 状态机图 94 3.5 *小SysML概要 103 3.6 总结 105 3.6.1 摘自UML 105 3.6.2 修改 105 3.6.3 新元素 106 参考文献 106 第4章 敏捷的利益攸关者需求工程 107 4.1 目标 107 4.2 利益攸关者需求工作流 107 4.2.1 牢记——这是敏捷MBSE 109 4.2.2 什么是用例 109 4.2.3 用例图 112 4.3 示例模型：T-Wrecks工业外骨骼 116 4.4 识别利益攸关者 117 4.4.1 驾驶员 118 4.4.2 机队管理人员 118 4.4.3 维护人员 118 4.4.4 采购方 118 4.4.5 安装人员 119 4.4.6 T-Wreckers测试团队 119 4.4.7 制造工程师 119 4.5 生成利益攸关者需求 119 4.5.1 什么是需求 119 4.5.2 性能需求和其他QoS需求121 4.5.3 需求可视化 122 4.5.4 需求管理工具 124 4.5.5 组织利益攸关者需求规范 124 4.6 对利益攸关者用例场景建模 124 4.6.1 什么是用例场景 125 4.6.2 场景分析工作流 127 4.6.3 T-Wrecks利益攸关者用例场景 129 4.7 创建/更新确认规划 135 4.8 总结 136 4.8.1 识别利益攸关者 136 4.8.2 生成利益攸关者需求 136 4.8.3 对利益攸关者用例场景建模 136 4.8.4 创建/更新确认规划137 4.9 未完待续 137 参考文献 137 第5章 敏捷的系统需求定义和分析 139 5.1 目标 139 5.2 系统需求工作流 139 5.2.1 识别系统用例 140 5.2.2 生成/更新系统需求141 5.2.3 进行用例分析 141 5.2.4 创建逻辑数据模式 142 5.2.5 分析可依赖性 142 5.2.6 创建/更新系统验证规划142 5.3 识别系统用例 142 5.4 生成系统需求 143 5.5 分析用例 144 5.5.1 基于流的用例分析 144 5.5.2 基于场景的用例分析 160 5.5.3 基于状态的用例分析 176 5.6 创建/更新逻辑数据模式 189 5.7 可依赖性分析 192 5.7.1 安全性分析 192 5.7.2 T-Wrecks初始可依赖性分析 201 5.8 创建/更新验证规划 204 5.9 总结 204 5.10 未完待续 205 参考文献 205 第6章 敏捷的系统架构分析与权衡研究 207 6.1 目标 207 6.2 架构分析工作流 208 6.2.1 识别关键的系统功能 209 6.2.2 定义备选解决方案 209 6.2.3 架构权衡研究 209 6.2.4 将多个解决方案并入系统架构 210 6.2.5 定义评估准则 210 6.2.6 向准则分配权重 210 6.2.7 为每个准则定义效用曲线 211 6.2.8 向众多备选解决方案分配MOE 211 6.2.9 确定解决方案 211 6.3 评估方法 211 6.3.1 简单方法 211 6.3.2 高保真方法 213 6.4 识别关键的系统功能(和特性) 216 6.5 定义备选解决方案 218 6.5.1 Speed Demon备选解决方案 218 6.5.2 T-Wrecks备选解决方案 219 6.6 进行架构权衡研究 222 6.6.1 定义评估准则 222 6.6.2 向准则分配权重 223 6.6.3 为每个准则定义效用曲线 224 6.6.4 向备选解决方案分配MOE 226 6.6.5 确定解决方案 229 6.7 将多个解决方案并入系统架构 229 6.8 总结 230 6.9 未完待续 230 参考文献 230 第7章 敏捷的系统架构设计 231 7.1 目标 231 7.1.1 什么是子系统 231 7.1.2 关键架构视图 232 7.2 架构设计工作流 234 7.2.1 识别子系统 234 7.2.2 向子系统分配系统需求 234 7.2.3 向子系统分配用例 235 7.2.4 创建/更新逻辑数据模式235 7.2.5 创建/更新子系统需求235 7.2.6 开发控制律 235 7.2.7 分析可依赖性 235 7.2.8 进行评审 236 7.3 识别子系统 236 7.3.1 Speed Demon子系统 237 7.3.2 T-Wrecks子系统 245 7.4 向子系统分配系统需求 248 7.5 向子系统分配用例 249 7.5.1 自底向上分配 250 7.5.2 自顶向下分配 251 7.5.3 公共任务 253 7.5.4 Speed Demon子系统用例分配示例 254 7.5.5 T-Wrecks子系统用例分配示例 259 7.6 创建/更新逻辑数据模式 265 7.6.1 Speed Demon跑步机示例 266 7.6.2 T-Wrecks示例 267 7.7 创建/更新子系统需求 268 7.8 开发控制律 269 7.9 分析可依赖性 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 总结 271 7.11 未完待续 272 参考文献 272 第8章 向下游工程转交 275 8.1 目标 275 8.2 向下游工程转交的工作流 275 8.2.1 收集子系统规范数据 275 8.2.2 创建共享模型 276 8.2.3 定义子系统物理接口 276 8.2.4 创建子系统模型 277 8.2.5 定义跨学科接口 277 8.2.6 将需求分配到工程学科 277 8.3 收集子系统规范数据 277 8.3.1 收集SysML模型数据 277 8.3.2 收集其他工程数据 278 8.4 创建共享模型 279 8.5 定义子系统物理接口 280 8.5.1 从逻辑规范中创建物理规范 281 8.5.2 Speed Demon接口示例 284 8.5.3 T-Wrecks接口示例 287 8.6 创建子系统模型 290 8.7 定义跨学科接口 291 8.7.1 Speed Demon示例：Control Unit子系统接口规范 291 8.7.2 T-Wrecks示例 293 8.8 将需求分配到工程学科 297 8.8.1 Speed Demon示例 298 8.8.2 T-Wrecks示例 299 8.9 下游工程开始 304 8.10 系统工程还在继续 305 参考文献 305 附录A T-Wrecks利益攸关者需求 307 附录B T-Wrecks系统需求 311