МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙАЭРОКОСМИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АКАДЕМИКА С.П. КОРОЛЕВА

(НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)» (СГАУ)

Факультет летательных аппаратов

Кафедра конструкции и проектирования летательных аппаратов

Пояснительная записка

к дипломной работе на тему

Мультиагентный подход к управлению требованиями сложного

изделия на протяжении всего жизненного цикла

Дипломник ________________________________________ Токарев С.В.

Руководитель работы _____________________________ Боргест Н.М.

Консультант (консультанты) _____________________ Бойкова Л. А.

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

Нормоконтролёр __________­­­­________________________ Клементьев В.А.

Рецензент __________________________________________ ____________

Самара 2014

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка: 62 с, 19 рисунков, 1 таблица, 13 источников, 2 приложения.

ТРЕБОВАНИЯ, МЕТОДЫ ПРОВЕРКИ, АЛГОРИТМ, УПРАВЛЕНИЕ ТРЕБОВАНИЯМИ, СЛОЖНОЕ ИЗДЕЛИЕ, МУЛЬТИАГЕНТНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ.

Рассмотрены методы для управления требованиями сложного изделия. Дан краткий обзор состояния существующего программного обеспечения для управления требованиями сложного изделия. Показана целесообразность использования методов для управления требованиями в промышленности. Разработан и рассмотрен принцип действия алгоритма для автоматизированного подбора методов проверки для требования с использованием мультиагентных технологий. Также разработан и рассмотрен принцип действия алгоритма для просмотра последствий изменений при изменении требований. Разработан и рассмотрен принцип действия алгоритма для соответствия требованиями международных стандартов, ГОСТов, правил. Показан схематический интерфейс программы для управления требованиями сложного изделия «SmartRequirements». Показан схематический интерфейс для отслеживания требований и последующее управление ими.

Содержание

1. Введение……………………………………………………………….7

2. Обзорно-аналитическая часть………………………………………11

1. Анализ существующих методов……………………………………11

   1. Онтологический подход………………………………….…………11

   2. Мультиагентный подход………………………………..…………..13

2. Анализ существующего программного обеспечения для управления требованиями……………………………….…………………………..16

   1. WindchillRequirementsManagement…………….…………….....16

   2. Siemens Teamcenter…………………………….………………....18

   3. IBMRationalDoors……………………………………………..…21

   4. Сравнительная таблица анализа функциональности существующего программного обеспечения для управления требованиями ………..23

3. Недостатки существующего программного обеспечения…………..25

2. Проектно-исследовательская часть…………………...………………26

   1. Проблемы, возникающие при управлении требованиями сложного изделия……………………………………………………………….…26

      1. Отслеживание требований на всех стадиях жизненного цикла производства сложного изделия………………………………………26

      2. Как повлияет изменение одного требования на остальные требования……………………………………………………….……..26

      3. Автоматизированный подбор методов верификации для требований………………………………………………………….…..27

      4. Отслеживание соблюдения нормативных, международных стандартов, ГОСТов, правил…………………………………………..27

3. Практическая реализация…………………………………..………….28

   1. Алгоритм автоматизированного подбора методов проверки для требований………………………………………………………………28

      1. Методы проверки…………………………………………………28

      2. Методы контроля………………………………………….............33

      3. Описание алгоритма подбора методов проверки для требований………………………………………………………………34

      4. Практическая реализация…………………………………………37

   2. Алгоритм определения последствий при изменении требования……………………………………………………………....42

   3. Отслеживание соблюдения нормативных, международных стандартов, ГОСТов, правил ………………………………………………………...44

   4. Отслеживание требований на всех стадиях жизненного цикла производства сложного изделия ………………………………….…46

   5. Прототип программы SmartRequirements…………………….…….50

   6. Будущее развитие концепции мультиагентного управления требованиями…………………………………………………………52

4. Технико-экономическое обоснование………………………………53

5. Заключение……………………………………………………………58

6. Список использованных источников……………..……………….....59

7. Приложение А…………………………………………….……..……61

8. Приложение Б…………………………………………………………62

Определения, обозначения и сокращения

УТ – управление требованиями

МАС – мультиагентные системы

ПО – программное обеспечение

ИИ – искусственный интеллект

МП – метод проверки

ЖЦ – жизненный цикл

ЛА – летательный аппарат

АБ – абстрактные блоки.

Введение

Требования в процессе производства изделия играют огромную роль. Требования описывают изделие. Они связывают запросы заказчика с различными стадиями производства изделия. Поэтому требованиями нужно управлять

Нужно учитывать требования не только части изделия, но и всего изделия полностью.

Управление требованиями — это процесс, включающий выявление, документирование, анализ, отслеживание, приоретизацию требований, достижение соглашений по требованиям и затем управление изменениями и уведомление заинтересованных лиц.

Реализация процесса Управления требованиями — напрямую оказывает качественное влияние на базовые процессы разработки изделия. 

Рисунок 1 – Управление требованиями[1]

К сожалению, этот процесс как бы игнорировался ранее, так как сводился к разработке технического задания, после чего его забывали.

На самом деле это живой процесс, который должен проходить через все стадии разработки изделия и быть основным инструментом анализа качества и совершенствования. Все требования должны быть проанализированы и привязаны к составу разрабатываемого изделия. Прослеживаемость достижения требований и возможность их функционального анализа позволяет выявить альтернативные средства достижения желаемой эффективности, выявить области, в которых имеется возможность для оптимизации стоимости, выделить альтернативные цепочки конструкторских и проектных решений.

Недостаточное уделение времени на сбор и составление требований приводит к неожиданным результатам и катастрофическим затратам. Управление требованиями  помогает решить эти задачи на наиболее уязвимой части производства, стадии принятия решения, когда планы и ожидания преобразуются в виде требований.

Зависимость стоимости внесения изменений от этапа производства представлена на рисунке 2. Отсюда следует, что недостаточное уделение внимания требованиям влечет за собой огромные затраты.

Рисунок 2 – Зависимость стоимости внесения изменений от этапа производства[1]

Не секрет, что результат плохо сформулированного даже одного требования может быть катастрофически разрушительным, потому что в этом случае срабатывает «эффект домино», который, в конечном итоге, приводит к результату, не соответствующему первичной потребности заказчика, требует дополнительного времени на переделку и, как следствие, ведет к значительным перерасходам бюджета.

Более того, – известны случаи, когда неудовлетворительное

требование являлось той причиной, которая вела к полной потере бизнеса, являлось причиной нанесения ущерба здоровью человека и даже приводило к смертельному исходу.

Напротив, правильный процесс формирования требований и управления ими обеспечивают качественный конечный результат и высокий показатель возврата инвестиций.

Опыт показывает, что наилучшим требованием считается такое, которое может быть охарактеризовано как:

- корректное (с технической и юридической точек зрения);

- полное (выражать утверждение или законченную идею);

- четкое, однозначное (недвусмысленное и не сбивающее с

толку);

- совместимое, согласующееся (не конфликтующее с

другими требованиями);

- проверяемое (чтобы подтвердить, что результат

соответствует требованию);

- трассируемое (уникально идентифицированное и

отслеживаемое);

- выполнимое (может быть реализовано в рамках

запланированного бюджета и сроков);

- модульное, блочное (может быть изменено без

чрезмерных последствий для всего проекта);

- инженерно-независимое (не должно содержать описания

конкретного решения).

Каждое требование должно выглядеть как законченное предложение, содержащее подлежащее и сказуемое; другими словами – содержать предметную часть и утверждение (логическое условие или высказывание).

При этом в зависимости от обстоятельств в этом предложении

необходимо использовать либо глагол «должен», чтобы подчеркнуть, что требование является обязательным, либо «может», чтобы показать дополнительность или факультативность данного требования. Не возбраняется

использовать и смысловые вариации этих глаголов, но при соблюдении смысловых мер предосторожности, чтобы не исказить сути требования.

Помимо того, что законченное требование должно точно формулировать конечную цель или определять желаемый результат, оно должно содержать критерии и оценки его успешной реализации или другие аналогичные индикаторы качества, которые можно было бы измерить, поскольку невозможно контролировать то, что нельзя измерить.

Недостаток планирования и неоправданные ожидания – свойственны для более чем двух третьих от общего числа проблем, с которыми сталкиваются проекты. Управление требованиями помогает решить обе эти задачи в наиболее критичной части проектирования, стадии принятия решения, когда планы и ожидания консолидируются в виде требований. Требования описывают изделие. Они связывают запросы заказчика с различными направлениями разработки изделия.

Процесс разработки нового или модификации существующего изделия, инициируется различными требованиями (требования стандартов, заказчиков, рынка). Например, это требования по шумности продукта, требования по эргономике, требования по ресурсу и т.п. Выполнение требований стандартов к выпускаемой продукции (как отечественных, так и зарубежных) – гарантия сертификации продукции. Чтобы быть уверенными, что готовое изделие удовлетворит всем этим требованиям, разработчики работают с ними на протяжении всего процесса разработки. Как только изделие отвечает всем требованиям, оно готово к поставке и, что более важно, оно имеет функции и качество, отвечающие требованиям заказчика. Проект, не полностью отвечающий требованиям, обречен на выход за бюджетные и временные ограничения, на доработки в последний момент, выполняемые посредством титанических усилий коллектива. Кроме того, серьезное расхождение результирующих функциональных качеств с требуемыми, может быть причиной сокращения объема, снижения стоимости и даже отмены заказа.