行业案例 | MBSE解决方案（三）：基于模型的武器装备需求管理与分配
概述
随着中国企业的高速发展，面临数字化转型的关键时期，企业对需求管理有了全新的要求，需求已成为企业项目管理初始评估与规划的基石，而建立高标准要求和更高效率的需求管理流程，是企业项目管理效益与服务品质提高的必然需要。
传统的需求管理模式仍是以文档为管理单元的传统方式，虽然也制定了相应的管理制度与文档审批流转模式，但终究是线下管理模式，需求变更与文档维护都要靠人力来维持，无法满足精细化需求管理要求。需求管理方式弊端逐渐显现，急需完善需求管理工作方式，通过新的信息化需求管理方式进行需求管理。所以，把过去比较粗放的生产需求管理方法转化为精益化生产管理模式，势在必行。
通过本案例应用，将通过在需求管理工具中构建导弹的需求模型，实现对条目化的导弹需求的追溯和需求间关联关系的分析，辅助用户准确定位需求变化的影响范围，彻底解决传统方式管理文档化需求普遍存在的需求变更范围难以量化，需求变更影响关系复杂，需求演进过程追溯不完整等问题，有效提升需求分析与管理、需求反馈与跟踪等需求工程化能力，大幅降低由需求变更带来的研发进度拖期、预算超出、目标偏离、质量下降等问题。
应用的方法和工具
1
需求工程
需求是所有项目的基础，根据需求我们才能定义出潜在新系统中所有涉众（用户、客户、供应商、开发商、商家等）需要的内容以及为了满足这些需要系统必须完成的工作。而需求工程是系统性地、规范地进行需求获取、编写、分析、协商、核实和管理，使期望和目标在一个产品中实现。需求工程应用于项目开始前和整个项目周期，目标是开发好的（不是完美的）需求，并在实施过程中针对它的风险和质量进行管理。需求工程的主要活动包含：需求获取、需求分析、需求描述、需求确认、需求变更管理、需求版本控制、需求跟踪。应用需求工程活动，可提高型号中技术人员对需求的了解；加强型号中涉众双方的沟通，从而降低双方可能产生的误会；可以更高效地解决技术需求变更，从而提升型号研制效率。
图 1 需求工程活动
2
基于模型的需求管理方式
采用基于模型的系统工程方法，开展型号需求管理与指标逐级分配工作。从获取军方需求开始，对系统需求进行条目化、结构化，并针对总体需求进行逐层分解分配，且通过建立用户需求与系统需求、系统需求与子系统需求之间的关联关系，形成自上而下的需求传递链条。建立需求与设计、仿真验证数据之间的关联关系，形成自下而上的需求验证过程，保证最终设计结果与需求的一致性，完成系统的正向研制。
图 2 基于模型的需求管理总体方案
3
需求管理工具SYSWARE.ORM
杉石公司具有自主可控的需求管理工具，对标国际上的需求管理工具DOORS。该需求管理工具的功能架构如下图所示。
图 3 需求管理工具功能架构
SYSWARE.ORM需求管理工具通过对需求的精细化管理，提高产品整体质量，有效控制产品研制的偏差。该系统提供高效、实用的条目化管理机制，形成高层需求与低层需求、需求与设计、验证等产品研制过程的追溯关系，为需求变更提供全面的影响分析的依据，辅助变更决策，并结合变更控制机制，使需求变更在可控的状态下进行，受变更影响的其他活动得到快速响应，从而降低需求变更对产品研制带来的风险、成本和产品复杂度。
软件的基本功能包括需求信息架构管理、需求属性定义、需求基线管理、需求关联、需求矩阵、文档级影响分析、条目级影响分析、需求导入、需求导出、待办事宜、需求资产库管理、系统管理功能。同时可结合用户的不同使用场景可进行功能深度拓展，包括需求评审、需求批注、协同编辑、链接分析、需求搜索、流程模板库、需求统计分析等功能。
案例展示
1
建立导弹型号需求信息架构
型号的需求及其层次关系构成了需求信息架构模型，将型号和需求文件映射到需求管理工具中，最终形成从“导弹型号->导弹系统->子系统->设备”的导弹型号需求信息架构，并对该架构中的项目、文件夹、需求文件进行访问权限的分配与控制。
图 4 需求信息架构
2
导弹需求条目化定义
针对需求信息架构中的需求文件，按照文档结构组织需求，并按条目化管理需求。每个条目下又可分为若干子条目，对应于需求文档中不同层级的大纲结构，最终实现对导弹需求的精细化管理。
图 5 需求条目化与结构化
3
导弹需求属性定义
简单的文本不足以充分定义需求，为需求指派属性，可以对需求所描述的信息进行良好组织和展示。属性使与单一需求关联的信息能够被结构化，以便于处理、过滤、排序等。例如在描述一条需求时，可以从编号、名称、内容、优先级、类型、编写人、编写时间等多维度进行编辑，从而使需求更加清晰。针对导弹系统的研制任务书中的需求，定义了需求编号、需求类型、分配部门等属性项。通过在需求管理工具ORM中进行配置，从而形成多属性描述的导弹需求矩阵。
图 6 需求属性定义
4
建立需求追溯关系
当按照需求信息架构定义了所有需求文件后，可维护用户层、系统层和各设备之间的需求关联关系。当需求关联建立后，从一个需求可以迅速定位到与其关联的其它需求项，并且可以通过影响分析视图和需求矩阵的形式展示需求间的直接与间接关联关系，从中可以很直观的发现“孤岛”需求，以及进行全面的需求追踪与影响分析，有效辅助变更决策。当需求条目产生变更时，与其具有上下游关联关系的需求自动标记为可疑关系，提示相关人员排除需求变更对相关数据产生的影响。
在该案例中，建立从总体室细化的导弹系统需求到军方下发的导弹研制任务之间的追溯关系。基于需求指标分解分配结果，自动可以生成需求追踪矩阵，通过需求追踪矩阵可以查看需求的覆盖情况。
图 7 建立需求追溯关系
5
导弹需求变更影响性分析
总体、气动、弹道、结构、热防护、控制专业的需求负责人接收到本层级的研制任务书后，针对本专业的研制任务书开展需求定义和需求追踪工作。
根据需求追踪关系，可生成需求影响分析视图。通过需求影响分析视图可直观的了解指标变更对上下游的影响范围，为需求变更提供数据支撑。具体可包含条目级需求影响视图和需求文件影响视图。条目级影响视图支持递归显示所选的单个需求条目的追溯关系。当某个需求条目产生变更时，可通过对单一需求条目追溯关系的查看，有效的辅助变更影响分析。
查看某一个指标的影响范围。
图 8 导弹指标模型
查看型号中多层级的需求文件之间的影响关系。
图 9 多文件影响分析视图
6
导弹需求基线管理
当项目进展到一定阶段，需求基线管理功能可以对当前需求条目树中的一个或多个需求分类以及其下的需求条目进行基线定版，以保证项目每个阶段的数据的完备性。支持对不同阶段建立的需求基线中的需求条目组成结构和条目版本进行比较，并提供明确变化以及变化的跟踪，可以实现需求控制，保证需求分析和管理的可靠性。
研制任务书下发之前，可以通过版本管理模块对文件定版，系统支持需求文件各历史版本信息对比。
图 10 需求条目版本对比
总结和收益
针对防空导弹作为研究对象，开展基于模型的需求管理应用，以军方下发的研制任务书作为输入，开展需求管理与分配，实现需求全过程追踪，最终形成总体、气动、弹道、结构、热防护、控制等多个专业的需求模型。与传统的需求管理模式相比，提升了需求管理与需求追溯效率。
开展基于模型的需求管理工作具有以下优势：
需求管控集中化。构建需求编辑、审签、查阅、确认、验证统一平台，实现需求工作协调和信息共享；
需求描述结构化。理顺需求之间的层次和关联关系，对需求内容进行多属性、条目化描述，提高需求内容清晰度；
需求信息可追踪。建立需求之间以及需求与设计、确认、验证之间的关联关系，提升需求跟踪和覆盖分析能力；
自动化生成文档。通过定制文件模板，可以一键式生成所内要求的研制任务书，满足企业对归档文件的样式要求。
文章来源杉石科技
