Преодоление недостатков программно-методического инструментария модельно-ориентированного системного инжиниринга, используемого при проектировании систем

Преодоление недостатков программно-методического инструментария модельно-ориентированного системного инжиниринга, используемого при проектировании систем

Автор: Романов А.А., Шпотя Д.А.

Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc

Рубрика: Информатика, вычислительная техника и управление

Статья в выпуске: 6 т.22, 2020 года.

Бесплатный доступ

В работе обосновывается необходимость перехода от разрозненных стадий жизненного цикла изделия (ЖЦИ; НИР, ОКР, производство, эксплуатация) к единому проекту, реализуемому в новой парадигме проектирования систем, основанной на программно-методическом инструментарии (ПМИ) модельно-ориентированного системного инжиниринга (МОСИ; Model-Based Systems Engineering). Имеющийся на рынке РФ зарубежный ПМИ МОСИ для проектирования систем (включая спутниковую аппаратуру (СА)) - дорогой и сложный. В работе формулируется и рассматривается вопрос: «Можно ли использование ПМИ МОСИ удешевить и упростить средствами, доступными широкой аудитории пользователей?». Для ответа на этот вопрос, авторы проанализировали: язык «SysML» (Systems Modelling Language)), методику «СФК» (Структурирование функции качества (Quality Function Deployment)), метод «ДК» (Дом качества (House of Quality)) и программное обеспечение (ПО) для их применения. В результате анализа литературных источников доказан рост актуальности применения рассматриваемых инструментов при проектировании и разработке (ПиР) аппаратно-программных систем. Определено ПО для использования SysML, СФК и ДК широкой аудиторией потенциальных пользователей РФ. Выявлено 13 недостатков SysML, СФК и ДК, а также ПО, препятствующих их применению. Для преодоления выявленных недостатков разработан ПМИ МОСИ, основанный на конкретизации, модернизации и синтезе SysML, СФК, ДК и ПО для автоматизации проектных работ. Разработанный ПМИ МОСИ позволяет широкой аудитории пользователей ПиР системы в соответствии с подходом МОСИ (СФК, ДК, SysML), идентифицировать критически важные требования разных элементов разработки, автоматизированно разрабатывать (за несколько часов вместо нескольких дней) и обновлять SysML-модели требований, сокращать трудозатраты на реализацию этапов ЖЦ ПиР будущих изделий-аналогов на 5-10%. В результате валидации SysML-моделей доказано, что их повторное использование сокращает сроки планирования этапов ЖЦ изделий-аналогов до 60%, повышает соответствие отчетной документации этапов ЖЦИ требованиям нормативно-технических документов (НТД) на 10%.

Еще

Модельно-ориентированный системный инжиниринг, моси, сфк, дк, по, анализ недостатков, методический инструментарий, проектирование систем

Короткий адрес: https://sciup.org/148314254

IDR: 148314254   |   DOI: 10.37313/1990-5378-2020-22-6-92-103

Список литературы Преодоление недостатков программно-методического инструментария модельно-ориентированного системного инжиниринга, используемого при проектировании систем

  • Цифровая трансформация космического приборостроения [под редакцией А.А. Романова, А.А. Романова, Ю.М. Урличича]. Королёв: АО «ЦНИИ-маш», 2020. 397 с.
  • Романов А.А. Смена парадигмы разработки инновационной продукции: от разрозненных НИОКР к цифровым проектам полного жизненного цикла // Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы. 2017. Т. 4. Вып. 2. С. 68-84.
  • Olivier L de Weck Fundamentals of Systems Engineering. Session 1 Systems Engineering Overview Stakeholder Analysis // Электронный ресурс: MIT. URL: https://ocw.mit.edu/ courses/aeronautics-and-astronautics/16-842-fundamentals-of-systems-engineering-fall-2015/ lecture-notes/MIT16_842F15_Ses1SE_Ovr_vw.pdf (дата обращения: 18.03.2019).
  • Koski J. Quality function deployment in requirements engineering: a review and case studies. Электронный ресурс Helsinki University of Technology. 2003. URL: http ://www.soberit. tkk.fi/core/reports/mba-jouko-koski.pdf (дата обращения: 08.09.2019).
  • Stansfield K., Mazur G. INCOSE UK Annual Systems Engineering Conference 2016 - Academic Research Showcase // Электронный ресурс INCOSE UK. 2016. URL: https://incoseuk.org/Documents/Events/ ASEC2016/Posters/INCOSE_Poster_2016_-_Impact_ ISO_ 1635 5_on_SE_vs_2.00_Kim_Stansfield_Glenn_ Mazur.pdf (дата обращения 08.05.2020).
  • INCOSE. Systems Engineering Handbook: A Guide for System Life Cycle Processes and Activities, version 4.0. Hoboken, NJ, USA: John Wiley and Sons, 2015.
  • Романов А.А. и другие. Глава 6. Интегрированная модель сложной технической системы // Цифровая трансформация космического приборостроения / Под редакцией А.А. Романова, А.А. Романова, Ю.М. Урличича. Королёв: АО «ЦНИИмаш», 2020. - 397 с.
  • Delligatti L. SysML Distilled: A Brief Guide to the Systems Modeling Language, 1st ed. - Addison-Wesley Professional, 2013.
  • Estefan J. et. al. Survey of Model-Based Systems Engineering (MBSE) Methodologies, Rev // INCOSE MBSE Focus Group. 2007. T. 25. №. 8. С. 1-12.
  • Friedenthal S., Moore A., Steiner R. A practical guide to SysML: the systems modeling language. Morgan Kaufmann, 2014.
  • Cloutier R., Bone M. MBSE survey // Материалы INCOSE IW, 2015. Электронный ресурс OMG. 2015. URL: http://www.omgwiki.org/MBSE/lib/exe/fetch. php?media=mbse: incose_mbse_survey_results_ initial_report_2015_01_24.pdf (дата обращения 08.09.2019).
  • Wolny S. et al. Thirteen years of SysML: a systematic mapping study // Software and Systems Modeling. 2020. Т. 19. № 1. С. 111-169.
  • Challenges of MBSE: A study towards unified term understanding and the state of usage of SysML / Albers A., Zingel C. // Smart Product Engineering: Proceedings of the 23rd CIRP Design Conference. Springer. Bochum, Germany, March 11th - 13th, 2013. С. 83-92.
  • Kasser J.E. Seven SE myths and the corresponding realities // Proceedings of the Systems Engineering Test and Evaluation Conference, Adelaide, Australia, 2010. С. 1-13.
  • Tower J. Model Based Systems Engineering-The State of the Nation // INCOSE UK Annual Systems Engineering Conference (ASEC), UK-Oxfordshire. 2013.
  • Chami M., Bruel J.M. A Survey on MBSE Adoption Challenges. INCOSE EMEASEC. 2018 URL: https:// oatao.univ-toulouse.fr/22637/1/chami_22637.pdf (дата обращения 07.12.2020).
  • Романов А.А., Шпотя Д.А. Инженерная методика идентификации потребностей пользователей и определения требований заказчика как основа разработки изделий космической техники // Труды МФТИ. 2020. Т. 12, № 1. С. 154-167.
  • Taguchi G. and Clausing D. Robust Quality // HBR. January-February 1990. C. 65-75.
  • Sullivan L. P. Quality Function Deployment: A System to Assure that Customer Needs Drive the Product Design and Production Process // Quality Progress (ASQC). 1986. C. 39-50.
  • Романов А.А. Прикладной системный инжиниринг // М.: «Физматлит», 2015. 556 с.
  • Wang H., Xie M., Goh T.N. A comparative study of the prioritization matrix method and the analytic hierarchy process technique in QFD // TQM. 1998. Т. 9. № 6. С. 421-430.
  • Herzwurm G., Mellis W., Schockert S. Higher customer satisfaction with prioritizing and focused software quality function deployment // Электронный ресурс BWI. URL: https://www.bwi.uni-stuttgart.de/ abt8/dokumente/publikationen/Publikationen_ Herzwurm3/paper.pdf (дата обращения 07.12.2020).
  • Bouchereau V., Rowlands H. Methods and techniques to help quality function deployment (QFD) // Benchmarking: An International Journal. 2000. Т. 7. № 1. С. 8-20.
  • Kathawala Y., Motwani J. Implementing quality function deployment // The TQM Magazine. 1994. Т. 6. № 6. С. 31-37.
  • Hunt R.A et al. Best practice QFD application: an internal/external benchmarking approach based on Ford Motors' experience // International Journal of Quality & Reliability Management. 2005. Т. 22. № 1. С. 38-58.
  • Wolniak R. The use of QFD method advantages and limitation // Production Engineering Archives. 2018. Т. 18. № 18. С. 14-17.
  • Курунова Р.Р. Оценка качества спецификаций требований пользователей на стадии формирования концепции программных средств на основе qfd-методологии: дис. канд. технических наук. ФГБОУВО «Уфимский государственный авиационный технический университет», 2018. 167 с.
  • Sharma A. K., Mehta I. C., Sharma J. R. Analysing programming tools for the development of quality function deployment software // International Journal of Information and Decision Sciences. 2010. Т. 2. №. 2. С. 132-146.
  • Романов А.А., Шпотя Д.А. Методика определения важнейших инженерных характеристик изделия как основа идентификации критических технологий // Труды МФТИ. 2016. Т. 8, № 4. C. 155-168.
  • Mazur G.H. Q. F. D. Red Belt. Beyond ISO 16355: QFD for a Digital World // Материалы 23rd International QFD Symposium ISQFD 2017. Tokyo. 2017.
  • Herzwurm G., Schockert S. What are the Best Practices of QFD? // Transactions from the 12th Int. Symposium on Quality Function Deployment, Tokyo, Japan, 2006.
  • Watanabe Y., Kawakami Y., Iizawa N. Software requirements analysis method using QFD // Proceedings of 18th International Symposium on Quality Function Deployment. 2012.
  • Гост Р 56005-2014 Арматура трубопроводная. Методика обеспечения надежности и безопасности при проектировании и изготовлении с использованием метода структурирования функции качества. — Введ. 2015-01-01. — М.: Стандартинформ, 2014. — 77 с.
  • Abu-Assab S. Integration of preference analysis methods into QFD for elderly people // Integration of preference analysis method into QFD. Gabler Verlag, 2012. C. 69-86.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp