CN112068805A - 一种需求开发方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于需求工程技术领域，公开了一种需求开发方法。可以通过预先建立的需求、设计及验证模型库，凭借模型映射关系，辅助用户进行系列化新产品的需求开发，并自动生成需求确认、设计及验证证据性文件。解决了技术复用度高的系列化产品需求开发中需求重复开发工作量大、质量得不到保证的问题。系列化新产品的需求有效地继承自原型产品，且产品需求在开发阶段能够被显性化的设计和验证模型进行确认，确保了所开发需求的可行性和可验证性。

Description

一种需求开发方法

技术领域

本发明属于需求工程技术领域，特别涉及一种需求开发方法。

背景技术

需求工程(RE)对于成功的和面向用户的系统开发早已不容小觑，如何处理好项目的需求成了项目成败的一个重要原因。根据过去的研究显示，在开发项目中大约60％的错误源于需求工程阶段。开发人员对不正确或不完整需求有一种凭借自己的主观臆断或者潜意识去完成他们的趋势，从而导致这些错误在项目的后期阶段才被发现，而在后期阶段去修复一个需求的缺陷往往带来极大的工作量。

航空电子产品的特点之一是具有清晰的谱系化、系列化开发路线，受限于适航以及其他法律法规、标准规范约束，不同载机平台搭载的航空电子产品往往在需求层面具有较大范围的可复用性。相对应的，航空电子产品的设计和验证普遍遵循模块化的设计理念，不同产品间存在较多可复用的设计模块，并有与之对应的验证手段。

现有的航空电子产品开发过程中，系列化产品的开发活动是独立开展的。遵循系统工程(SE)过程，按照分层的理念对产品进行设计和开发，导致同一系列产品的开发活动独立且重复进行。同时，由不同团队开发的产品需求因个人对需求的理解程度不同，一般具有较大差异，这进一步增大了各产品需求开发和确认的工作量，不能很好地复用原型产品的技术成果。

典型示例如“需求管理的方法及装置”(公开号：CN103246948A)公开的一种需求管理的方法和装置，将需求按照一定的维度进行层次划分，并通过一定的方法计算多层级需求的进度。但其本质上没有摆脱“靠人力撰写需求”的模式，也没有解决系列化产品技术成果复用的问题，特别是面向需求复用度高、谱系化特征明显的航空电子产品时，新产品的需求开发仍需要从头开始，基于人的认知撰写需求，需求的质量仍然主要依靠撰写人的个人能力进行保证。

此外，现有的需求管理应用主要通过构建需求之间的“硬连接”关系来保证跨层级的需求追溯，没有建立需求与设计方案、验证方案的追溯关系，在需求阶段只关心产品需求的建立，对于需求是否可实现、可验证主要由设计人员依据经验进行判断，缺乏显性化的辅助手段。容易造成在需求阶段建立了无法实现或验证的需求，从而为整个项目的实施带来了潜在的风险。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开了一种需求开发方法和装置，可以通过预先建立的需求、设计及验证模型库，凭借模型映射关系，辅助用户进行系列化新产品的需求开发，并自动生成需求确认、设计及验证证据性文件。

本发明技术方案如下：

一种需求开发方法，包括以下步骤：

第一步，将原型产品需求根据需求定义进行分类，

第二步，根据原型产品的设计和验证情况将分类后的需求的整合聚类为需求模型，需求模型的形式可以是文本或其他形式描述的系统需求；

第三步，获取所述需求模型对应的设计模型，设计模型的形式可以是文本或其他形式描述的系统设计结果；

第四步，获取所述设计模型对应的验证模型，验证模型的形式可以是文本、图表或其他形式描述的系统验证方法和合格判据；

第五步，基于所述需求模型、设计模型、验证模型形成映射关系，构建模型库；

第六步，基于所述模型库进行新产品开发，从需求模型中选取适用于当前产品需求的需求模型作为新产品的需求，基于所述映射关系选择新产品拟使用的需求模型对应的设计模型，并确认设计模型对应的验证模型；

第七步，基于所述新产品的需求模型、设计模型和验证模型，形成需求的确认、设计和验证证据性文件。

优选地，第一步中，所述需求包括：功能需求、性能需求、环境适应性需求、接口需求、电磁兼容性需求、电源特性需求、软件需求、可靠性需求、维修性需求、测试性需求、保障性需求；

每一类需求均对应不同的需求属性，所述需求属性包括：验证层级、验证方法和确认状态。

优选地，任一条需求均对应唯一的需求类别。

优选地，第二步中，将对应同一个设计结果的需求整合为一个需求模型RMi{Rj,Rj+1,…,Rj+k}；

全部的原型产品需求共形成m个需求模型{RMi，i＝1，2,…,m}；

Rj(j＝1,2,…,n)为全部的原型产品需求。

优选地，需求模型还根据设计原则或设计约束进行整合。

优选地，模型描述方式可有多种方式共存，由用户根据证明性文件的需要进行形式的选择。

优选地，在不同描述方式的模型之间建立一致性关系并呈现给用户。

优选地，所述需求模型、设计模型和验证模型的内容以适应新产品的衍生性需求。

本发明实施例提供了一种高效的需求开发方法和装置，以解决系列化产品需求重复开发导致的需求质量低、人力/物力资源消耗大等问题，同时能够在需求开发阶段确认所涉及需求的可行性和可验证性，显著提高了系列化产品的需求开发效率和质量。

附图说明

图1为本发明实施例提供的基于需求开发方法进行产品需求开发的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的航空电子产品的一个需求定义示意图；

图3为本发明实施例提供的需求诸元合并示意图；

图4为本发明实施例提供的需求模型与设计模型关联示意图；

图5为本发明实施例提供的产品需求、需求模型、设计模型、验证模型映射关系示意图；

图6为本发明实施例提供的需求开发装置架构示意图；

图7为本发明实施例提供的需求开发模块人机接口示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种需求开发方法，参见图1，该方法包括以下几个步骤：

步骤S101，对原型系统需求进行拆分重组；针对航空电子产品的需求，根据图2所示的需求定义对原型产品需求进行重组和分类。所述需求对应不同的需求类别(功能需求、性能需求、环境适应性需求、接口需求、电磁兼容性需求、电源特性需求、软件需求、可靠性需求、维修性需求、测试性需求、保障性需求)，所属需求类别对应不同的需求属性(验证层级、验证方法、确认状态)。

对于任意一条产品需求R，应有唯一的需求类别与其对应。

步骤S102，构建原型需求的模型诸元；将原型需求R_{i(i＝1,2,…,n)}拆分定义后，根据原型产品的设计和验证情况，将需求进行重组，将对应同一个设计结果的需求集合{R_j,R_j+1,…_,R_j+k}并形成一个需求模型单元RM₁，全部需求{R_i}共形成m个需求模型{RM}。n代表全部需求的个数，m代表需求模型的个数，k代表每个需求模型中的需求个数，不同的需求模型中的需求个数可以不同，也可以相同。如图3所示，将需求中涉及网络交换功能的需求{R₁,R₂,R₃}进行合并，形成网络交换需求模型单元RM₁，该需求模型对应一个或多个设计模型DM。

需要说明的是，需求模型的聚合不仅面向功能需求，对于步骤S101中定义的全部需求类别，均能够参与聚类组合。在进行判别时，设计模型不一定严格对应确定的设计结果，也可以是设计原则或设计约束。例如，一个需求模型中既包括了对于设备的功能要求，也包括了对于设备的重量、功耗、可测试性等非功能要求。

步骤S103，根据原型系统设计识别需求模型诸元对应的设计模型；将需求模型单元对应的设计模型抽象出来。

模型的形式可以是如图3所示的文本形式描述的需求模型和设计模型，也可以是对需求、设计的其他形式描述。如图4中所示，采用活动图描述产品的需求模型RM、采用产品原理框图描述设计模型DM。

模型描述形式可以有多种方式共存，由用户根据证明性文件的需要进行形式的选择。具体实现时，可通过建立不同形式描述的模型之间的一致性关系，并通过人机接口呈现给用户。

步骤S104，根据原型系统验证情况抽象出需求模型对应的验证模型；验证模型描述了针对需求模型和设计模型的验证方法以及标准结果。

步骤S105，建立需求模型、设计模型和验证模型映射；经过前述步骤，能够识别出若干原型系统需求对应的需求模型、设计模型和验证模型，并建立映射关系并建立模型库，如图5所示。需求模型与设计模型、验证模型的映射关系允许不是唯一的，单个需求模型可能存在满足其要求的多个设计模型。类似的，单个设计模型也可能存在多个验证模型与其对应。

步骤S106，选择适用新产品的需求模型，确认设计模型和验证模型；基于前述步骤建立模型库后，当开发系列化的新产品时，根据用户的要求及产品期望从模型库中选取相应的原型产品需求模型RM_i，并根据信息映射关系，从需求模型对应的可选设计模型DM_i、可选验证模型VM_i中选择并确定设计、验证方案。

必要时，用户可对需求模型RM_i、设计模型DM_i和验证模型VM_i的内容进行修订，以适应新产品的衍生性需求

步骤S107，生成新产品需求确认、设计和验证文件；需求工程过程要求提供证明性文件以证明需求的正确性、合理性、可行性和可验证性(常见的文件包括需求规范、研制规范、可行性论证方案等)，根据选取的新产品需求模型RM_i及映射关系，快速得到需求模型对应的产品需求R_i，并生成相应的需求确认文件、需求设计文件和需求验证文件。需求设计文件和需求验证文件的内容主要由设计模型DM_i和验证模型VM_i填充，填充的内容形式取决于模型的描述形式。

本发明实施例通过以上技术方案，提供了一种基于模型关联的需求开发方法，解决了技术复用度高的系列化产品需求开发中需求重复开发工作量大、质量得不到保证的问题。系列化新产品的需求有效地继承自原型产品，且产品需求在开发阶段能够被显性化的设计和验证模型进行确认，确保了所开发需求的可行性和可验证性。

该实施例提供了一种需求开发装置，其架构如图6所示，包括以下模块：

需求定义模块，用于支持用户对产品需求的维度和属性进行定义。用于基于人机界面定义产品的需求类型和需求属性，同时支持对产品信息进行定义，包括产品的名称、编码、层级(系统级产品、分系统级产品、单机产品、组件、软件等)、承制商、开发时间等信息。

模型库管理模块，用于支持用户建立基于原型产品的需求模型、设计模型和验证模型库。用户可以基于人机界面对模型库的内容进行检索、编辑。模型库中同时包含了需求模型、设计模型和验证模型之间的映射关系。

需求开发模块，用于支持用户对新产品进行需求开发。需求开发模块提供用户可视化的界面，从模型库管理模块中读取相关模型信息供用户选择和确认，用户可对读取的模型信息进行编辑。需求开发模块的一种人机接口实现方式如图7所示。

文件生成模块，用于支持用户基于确认的需求模型、设计模型和验证模型生成相关的证明性文件。

应用本发明实施例的装置进行需求开发的具体处理过程和上述方法的处理过程相同，在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来驱动相关硬件实现上述过程，所述的程序可以存储于计算机的可存取介质中，该程序在执行时，可包括上述方法的实施例流程。

Claims (8)

1.一种需求开发方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

第一步，将原型产品的需求根据需求类别进行分类，

第二步，根据原型产品的设计结果将分类后的需求整合聚类为需求模型；

第三步，获取所述需求模型对应的设计模型；

第四步，获取所述设计模型对应的验证模型，验证模型用于表征系统的验证方法和合格判据；

第五步，基于所述需求模型、设计模型、验证模型形成映射关系，构建模型库；

第六步，基于所述模型库进行新产品开发，从需求模型中选取适用于当前产品需求的需求模型作为新产品的需求，基于所述映射关系选择新产品拟使用的需求模型对应的设计模型，并确认设计模型对应的验证模型；

第七步，基于所述新产品的需求模型、设计模型和验证模型，形成需求的确认、设计和验证证据性文件。

2.根据权利要求1所述的一种需求开发方法，其特征在于：第一步中，需求类别包括：功能需求、性能需求、环境适应性需求、接口需求、电磁兼容性需求、电源特性需求、软件需求、可靠性需求、维修性需求、测试性需求、保障性需求；

每一类需求均对应不同的需求属性，所述需求属性包括：验证层级、验证方法和确认状态。

3.根据权利要求2所述的一种需求开发方法，其特征在于：任一条需求均对应唯一的需求类别。

4.根据权利要求3所述的一种需求开发方法，其特征在于：第二步中，将对应同一个设计结果的需求整合为一个需求模型RMi{Rj,Rj+1,…,Rj+k}；

原型产品的全部需求共形成m个需求模型{RMi，i＝1，2,…,m}；

Rj(j＝1,2,…,n)为原型产品的全部需求。

5.根据权利要求4所述的一种需求开发方法，其特征在于：功能需求和非功能需求均可参与整合聚类。

6.根据权利要求1所述的一种需求开发方法，其特征在于：所述需求模型、设计模型和验证模型的描述方式可有多种方式共存，由用户根据需要进行描述方式的选择。

7.根据权利要求6所述的一种需求开发方法，其特征在于：在不同描述方式的模型之间建立一致性关系并呈现给用户。

8.根据权利要求6所述的一种需求开发方法，其特征在于：所述需求模型、设计模型和验证模型的内容可编辑以适应新产品的衍生性需求。

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