Name: 敏捷系统工程
Author: [美] Bruce Powel Douglass 张新国
ISBN: 9787302490920

敏捷系统工程

敏捷系统工程AgileSystemsEngineering 　　《敏捷系统工程》表达了系统工程的一种愿景，即在敏捷的工程背景环境中，精确的需求规范、结构和行为可以满足系统安全性、安保性、可靠性以及性能等更大的关注。　　世界著名的作家及演说家BrucePowelDouglass博士将敏捷方法和基于模型的系统工程(MBSE)有机结合在一起，定义了系统整体的特性，从而避免传统的基于文档规范的方式所带来的错误。　　《敏捷系统工程》阐述了系统开发的整个生命周期，包括需求、分析、设计以及向特定工程学科的转交。Douglass博士自始至终都将敏捷方法与SysML和MBSE相结合，进而为系统工程师提供概念和方法层面应用的流程指南，使他们可以避免规范中的缺陷并改进系统的质量。与此同时，敏捷方法可以降低系统工程的工作和成本。主要特色　　◆识别出在系统工程的环境中如何更有效地应用敏捷方法的概念和技术　　◆展示了如何进行基于模型的功能分析并将分析的结果往回与系统需求和利益攸关者需要相关联，并往前与系统架构和接口定义相关联　　◆提供了一种用于保证系统工程数据质量和正确性的方式(并且是在系统建造之前) 　　◆解释了敏捷系统架构的规范以及系统功能到系统组件的分配　　◆阐释了如何将工程规范数据传递到下游工程而不发生保真度的丢失　　◆包括了跨行业系统全生命周期中不同阶段的详细案例，其中以工业外骨骼“Waldo”为例介绍了复杂系统的系统工程过程

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敏捷系统工程

[美] Bruce Powel Douglass 张新国

目录
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
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最佳实践 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
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 最小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
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
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
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
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
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
8.7.2 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

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