综合电子信息系统需求管理研究

陈彩辉　李承延　周树德

[摘要]需求管理是需求工程的重要组成部分,随着对需求工程研究的深入,需求管理的重要性也得到了大家的广泛关注。首先介绍需求管理的基本概念和研究的范畴。然后针对综合电子信息系统需求的特点,结合需求管理工具,对综合电子信息系统的需求管理进行阐述。

[关键词]需求工程需求管理基线

中图分类号:TP3文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)0710007-02

一、引言

需求管理作为需求工程的重要组成部分,它在系统建设过程中的作用随着对需求工程研究的深入已逐渐被大家所重视。许多系统设计和建设的经验教训告诉我们,系统不能满足用户需求的一个重要原因就是系统建设过程中没有进行有效的需求管理。

综合电子信息系统需求管理所面临的系统是极其庞大、复杂的人机系统,系统研制、开发与建设的周期长、耗资巨大。在研制过程中,需要通过集成联试、综合测试、模拟演示等各个阶段来对系统的功能和性能进行测试和检验。但在实际使用中仍不一定能满足作战需要,究其原因,缺乏有效的需求管理是一个重要原因。

二、需求管理的基本概念

不同的人在不同的时期、不同的环境下对需求管理有着不同的理解,下面是对需求管理的几种典型定义。

CMM认为软件质量保证既是一个技术问题,更是一个管理问题。它对需求管理的定义是“建立并维护在软件工程中同客户达成的契约”。这种契约都包含在编写的需求规格说明与模型中。客户的接受仅是需求成功的一半,开发人员也必须能够接受它们,并真正把需求应用到产品中。

Dean等认为需求管理是一个为系统的需求进行启发、组织、建档的系统方法,一个建立和维护客户与项目团队之间关于变更系统需求所达成的一致性过程。

Matthias等将需求管理定义为对整个产品生命周期内需求的获取、分析、协调、版本和跟踪等信息的构造和管理。

国防科大的余滨教授给出军事需求管理的定义是对整个系统生命周期内的需求、需求来源和与其相关的人员、系统开发过程中各种相关系统组件(如设计、实现、测试用例)等要素及其关系的管理,其本质是管理军事需求体系内、外部错综复杂的各种关系。

三、需求管理的范畴

需求管理是需求工程的一部分,需求工程包括需求开发和需求管理,其中需求管理又可划分为需求跟踪、版本管理、变更分析和变更控制四个部分。

(一)需求跟踪

需求跟踪是需求管理的基础,同时也是需求变更控制的基础。可跟踪性是两个或多个实体之间具有定义好的链接或关系,可以从一个实体跟踪或回溯到另一个实体。实现对需求的跟踪,即跟踪一个需求使用的全过程,也就是从最初的用户需求到设计实现的整个生存期。

在军事需求工程背景下,需求跟踪管理就是怎样把高层需求,即目标、期望、需要,转换为下层需求,主要关注的是信息层次之间的关系。即根据不同的需求跟踪信息类型,采取相应的跟踪能力联系链,建立需求跟踪能力矩阵,对需求进行跟踪,保证在整个项目的生命周期中所有需求的实现。

(二)需求变更分析

需求变更分析是在需求变更控制阶段对需求变更而产生的影响进行分析并给出相应的评估结果,为决策者提供决策依据,从而减少需求变更给系统开发带来的风险。

需求变更分析就是通过评估每项等待变更的需求,以确定它对项目计划安排和其它需求的影响。明确与变更相关的任务并评估完成这些任务需要的工作量,通过这些分析,给出需求变更影响分析的结果。不是所有的变更请求都是合理的,必须加以分析,区别对待。

(三)需求变更控制

需求变更控制是指对需求变更从提出变更申请、变更评估到变更的具体实施进行控制的过程。需求变更控制是需求管理的核心问题,避免了不断采纳新的需求,不断地调整项目计划进度、成本以及质量目标,最终导致项目失控。

(四)版本管理

版本管理就是指在保持单个需求同需求文档的联系的同时,管理这些需求文档和其他在系统建设过程中产生的文档之间的相互关系,以及需求文档和其它项目可交付产品之间的相互关系。

四、综合电子信息系统的需求管理研究

综合电子信息系统是20世纪90年代我军研究武器装备体系建设规律时提出的电子信息装备发展模式,主要是指在信息时代的军事斗争环境下,为满足诸军兵种联合作战任务,利用综合集成方法和技术将多种电子信息系统整合为一个有机的大型军事信息系统。

(一)综合电子信息系统需求的特点

综合电子信息系统是典型的“开放复杂巨系统”,与传统的武器系统相比,它的需求具有如下特点:

1.人机交互频繁,需求提取困难

综合电子信息系统是为作战服务的,从情报信息的获取、作战决策的生成到火力武器的打击都需要作战人员的参与,而各类作战人员由于所处岗位不同、习惯不同,对系统的要求因人而异、因时而异、因地而异,因而造成了使用需求的随意性、离散性、非连续性,并且难以量化,难以从中提取共性的需求。

2.技术和环境变化快,需求变更不可避免

由于复杂的国际局势以及周边安全情况处于一种不稳定的状态,作战需求会随着国家安全和国防使命的变化而不断调整,作战需求的变化将直接影响用户需求和系统需求的变化。另外,信息技术发展日新月异,新的技术层出不穷,如何将其用于军事目的,发挥其技术优势是当前军事电子信息系统研制的一个重要驱动力。作战环境与信息技术的动态易变,使得需求在设计完成后发生变化是不可避免的。

3.需求范围涉及面广,参与人员众多

综合电子信息系统的需求分析从人员类型上包括作战理论研究人员、装备使用人员和装备研制人员三方面人员,从技术专业领域上遍布通信、计算机、情报侦察、电子对抗等所有信息领域,涉及面相当宽。由于信息系统需求都与这些人员有关,使得需求分析的队伍非常庞大,对一个特定需求是否正确的问题不易达成一致意见,效率难以保障。只有各类人员都能充分认清各自职责,密切协作,才能保障需求分析的准确高效。

由于综合电子信息系统需求的特点,其需求分析在技术上具有高度的复杂性。加之信息技术发展迅速,联合作战要求不断呈现,因而对综合电子信息系统的需求具有较大的不确定性、长期性和时变性。通过需求管理将大量的、不确定性的需求进行整理和筛选,才能从中抽取出真实的、符合用户需要的、可靠的需求。

同时,综合电子信息系统需求分析是作战理论研究人员、装备使用人员和装备研制人员共同参与的一项重要活动。在这个过程中涉及人员众多,科学的管理是实现各方人员之间进行有效沟通和合作的重要手段。

(二)综合电子信息系统需求管理

需求管理在国外是非常受重视的,目前已经开发了一些比较优秀的需求管理工具,比较有代表性的是RequisitePro、Caliber-RM、DOORS等。其中DOORS是一种以数据库为中心的、跨平台的、企业级的需求管理工具,用于捕获、连接、跟踪、分析和管理各类信息,以确保项目符合所描述需求和标准。DOORS工具针对需求管理的范畴,提供了一系列方法、技术和手段,来实现对需求全过程的管理。本文结合DOORS工具,主要从需求跟踪管理、变更控制管理和版本管理三个方面对综合电子信息系统需求管理的过程进行分析和探讨。

1.需求跟踪管理

在军事需求工程背景下,需求跟踪管理就是理解怎样把高层需求,即目标、期望、需要,如何转换为下层需求,主要关注的是信息层次之间的关系。即通过父子关系、关联关系建立需求之间的链接链,将高层需求逐步分解为下层需求,以及对下层需求的影响进行明显的关联,并建立需求与设计、实现、测试之间的对应关系。

链接记录了单个需求按照系统项目生命周期中的不同阶段,由其相关的父层、互连、依赖所组成的关系链。链接可以跟踪一个文档的变更对另一个文档的影响,也可以反向进行跟踪,说明决策背后的原始考虑。它确保需求的一致性,见图1。

来源:系统需求 目标:用户需求

图1对象链接

对于整个工程中的所有链接可以建立链接矩阵,通过链接矩阵可以详细描述不同对象之间的信息传递关系,实现需求在整个工程各个阶段不同对象中的传递关系进行跟踪和管理。

2.变更控制管理

在综合电子信息系统的需求分析过程中经常会发生需求的变更,控制需求变更是确保系统建设进程能否顺利完成的关键,变更控制流程如图2所示。

该变更控制流程主要包括以下四个阶段:

(1)提交变更建议

参与系统分析和设计的所有人员都可以提交变更请求或建议,通过通过提交正式的变更申请来启动变更控制过程。

(2)变更分析

根据提交的变更请求,利用需求链接,收集与该变更请求相关的变更内容,进行变更影响分析,为变更评审提供依据。

(3)评审

有系统的评审专家对变更请求和该变更请求的阴险分析结果进行评审,确定是否批准或拒绝该变更请求。

(4)发布结果

项目负责人对评审结果进行审查,批准的变更请求将被公布,针对提出的变更请求对需求进行更新。

依据变更控制流程图构建变更控制系统是实现变更控制的有效手段,变更建议系统的处理过程见图3,主要包括用户提交变更请求、收集变更进行分析、专家用户在线评审、项目经理发布评审结果等。通过该变更控制系统对需求的变更进行了严格的控制和审查,防止了需求变更的随意性。

图2变更控制流程图

图3变更控制系统的处理过程图

(三)版本管理

综合电子信息系统是发展和推进是经过不断反复的研制过程跌代来发展和壮大的,对于不同阶段的版本管理将直接影响系统的研制过程。该过程我们主要利用设置基线可以实现对版本的管理。

基线是模块的冻结拷贝,一般在项目的重要阶段创建。例如,一组需求通常在紧接评审之前建立基线,并在紧接评审变更被采纳之后建立基线。基线的版本号包括主版本号、次版本号和后缀三部分组成,例如:“1.2评审前”。主版本号和次版本号由数字表示,后缀用文字来描述当前版本的状态,在第一个基线版本建立以后,其它的变更严格按照变更控制管理的要求进行即可。

五、结语

需求管理作为需求工程重要的组成部分,随着综合电子信息系统建设的深入和发展,它的重要性已经被大家逐步认识到。但国内对需求管理的研究尚处于起步阶段,还没有形成有效的需求管理理论和方法;通过不断的研究和探索,亟待开发出符合我军实际的综合电子信息系统的需求管理方法、技术和工具。

参考文献:

[1]童志鹏、刘兴等,综合电子信息系统――信息化战争的中流砥柱[M].北京:国防工业出版社,2008.

[2]余滨、石建迈、段采宇,军事需求工程技术之需求管理[J].国防科技,2006.

[3]张勇、段采宇等,信息化战争条件下军事需求分析之军事电子信息系统需求研究[J].国防科技,2007.

[4]崔毅南,需求管理过程[J].计算机系统应用,2000.

[5]Lan K Bray著,舒忠梅等译,需求工程导引[M].北京:人民邮电出版社,2003.

作者简介:

陈彩辉(1975-),女,河北人,工程师,研究方向:综合电子信息系统分析与集成总体技术研究;李承延(1972-)男,北京人,高级工程师,研究方向是综合电子信息系统总体技术研究;周树德(1980-),男,河北人,博士,研究方向是综合电子信息系统系统分析与设计方法研究。