要件における再利用可能なパラメータがエラーを減らし、反復作業を高速化する方法

多くのチームは、レビュー担当者が気づく、テストが失敗する、あるいは要求と設計の不一致が見つかるまで、要求がずれていたことに気づきません。その時点では、同じ数値が少なくとも2か所で何週間も誤ったままになっていることが少なくありません。

再利用可能なパラメータは、この問題に対処します。重要な数値を、要求、検証活動、および関連するエンジニアリング作業全体で参照できる共有エンジニアリングデータに変換します。チームは、コラボレーションを行い、あらゆるエンジニアリング成果物を保存するための1つの共有ワークスペースを利用できます。

主なポイント

• 要求の問題は、多くの場合、1つの数値が複数箇所にコピーされ、同期が取れなくなることから始まります。
• 再利用可能なパラメータを使うと、チームは重要な値を一度だけ定義し、それを要求、検証活動、リンクされた設計作業全体で参照できます。
• V&Vルールを使えば、計算されたシステム性能やCADデータを要求ターゲットと自動比較できます。

要求の不整合はどのように始まるのか

たとえば、消費電力の上限値が、要求、エンジニアリング予算表、テストケース手順書に記載されているとします。それぞれは別々の文書に存在し、相互のつながりはありません。

その後、設計が変更されます。

• 別のバッテリーが選定される。
• 新しい部品によって消費電流が増える。
• サブシステムへの割り当てが見直される。

エンジニアが要求文書とエンジニアリング予算表を更新しても、テストケースには古い値が残ったままです。こうしてチームは、同じ目標値に対して2つの異なる値を使って作業することになります。

その結果は、あまりにもよくあるものです。

• エンジニアは、つながりのない文書間で同じ値を追いかけることになります。
• レビュー担当者は、どの成果物を更新すべきかを判断するのに時間を浪費します。
• テストケースが最新の仕様と同期しなくなります。

静的テキストから再利用可能なパラメータへ

再利用可能なパラメータは、要求、検証、およびエンジニアリング作業全体で整合性を保つ必要がある値の参照点として機能します。同じ数値を複数のファイルで編集する代わりに、チームはパラメータを一度更新するだけで済みます。すると、その値はリンクされたすべての成果物に反映されます。

再利用可能なパラメータの適切な候補の例としては、次のようなものがあります。

• 最大消費電力
• 動作温度範囲
• PCBトレースの最小幅
• 許容重量または寸法
• タイミングマージン

このようなパラメータは設計判断を制約し、検証作業を方向づけます。また、プロジェクトのライフサイクル全体を通じて繰り返し使われます。チームは同じ値を要求、設計文書、テスト手順書で何度も記載しがちです。

再利用可能なパラメータは、その再利用を明示的で、追跡可能かつ構造化されたものにします。設計が進化しても、重要な値の一貫性、関連性、最新性を維持できます。

ユースケース1：暗黙的トレーサビリティ

一度変更すれば、どこでも更新される

消費電力の上限値を例に考えてみましょう。再利用可能なパラメータを使えば、チームはその値を一度定義し、システム要求、関連するサブシステム仕様、検証活動、テスト手順全体で参照できます。

バッテリーの選定やサブシステムへの割り当てが変わった場合でも、チームは値を一度更新するだけで済みます。新しい値は、そのパラメータを参照しているすべての要求および検証成果物に反映されます。

これにより、複数の成果物にまたがる手動での再入力が不要になり、暗黙的なトレーサビリティのスレッドが作られます。

日常業務では、これは次のことを意味します。

• 分断された文書や成果物を手作業で編集する時間の削減
• 要求と検証作業の不整合の減少
• リンクされたエンジニアリング成果物が現在の設計状態を反映しているという確信の向上

ユースケース2：自動検証

V&Vルールでシステム性能を要求ターゲットと比較する

より高度なユースケースでは、要求内の機能ターゲットと、検証および妥当性確認（V&V）のための実際のシステム性能を比較します。

V&Vルールは、これらの比較を自動化します。値の整合性が崩れたときに違反を通知します。V&Vルールを設定するには、2つのパラメータが必要です。

• 設計ターゲットを定義する、要求内のパラメータ。
• システムがどのように設計されているか、またはどのような性能を示すかを表す、システムブロック内のパラメータ。

消費電力上限の例では、たとえば $maximum_power_consumption という要求パラメータが、システムで許容される最大電力を定義します。

実際のシステム消費電力は、2つ目のパラメータに保存されます。この例では、$system_power_consumption とします。

計算エンジンを備えた要求管理ツール、たとえば Altium’s Requirements Portal を使うと、チームはサブシステムデータからシステム性能を導き出すエンジニアリング予算表を作成できます。このツールは、リンクされたCADファイルやシミュレーションファイルからデータを取得し、定義した式を使ってシステム性能を計算します。

その後、V&Vルールが比較を自動実行します。

$system_power_consumption > $maximum_power_consumption

値が変更され、計算された合計がターゲットを超えると、V&Vルールが違反を通知します。

要約すると、ワークフローは次のようになります。

• 要求パラメータでターゲットを定義する。
• システムパラメータで実際の性能を計算する。
• V&Vルールを使って両者を比較し、違反を自動的に通知する。

同じアプローチは他のパラメータにも適用できます。電子設計における例をいくつか挙げます。

• 最小トレース幅の要求をPCBデータと比較して、製造性を考慮した設計（DfM）を支援する。
• 温度上限をすべての部品と比較して、それらが規定範囲内で動作することを確認する。

このようなルールベースの検証により、チームは問題が大きくなる前に早期にエラーを発見できます。

再利用可能なパラメータを使い始めるには

エンジニアは、WordやExcelファイル内の構造化されていない設計パラメータや要求の一覧から作業を始めることがよくあります。これらは、社内計画、顧客入力、サプライヤ資料、または過去のプロジェクトから来る場合があります。

Altium’s Requirements Portal を使えば、エンジニアは任意の形式から 要求をインポート し、共有クラウドワークスペースで構造化・管理し、設計成果物や検証成果物にリンクできます。

ツールに取り込んだ後、ワークフローは次の2つのステップで進みます。

• まず、ツールがインポートされた要求内の数値を自動検出し、それらをパラメータに変換します。
• 次に、エンジニアはシステムアーキテクチャを構築し、システムレベルおよびサブシステムレベルで追跡したいパラメータを定義します。これには、電力、重量、その他の類似したエンジニアリング予算が含まれることがよくあります。

その後、再利用可能なパラメータはチーム全体で共有される参照点になります。要求、検証活動、設計作業のすべてが同じ値を使用します。

プロジェクトで再利用可能なパラメータの適切なユースケースを見つけるには、複数箇所で参照される値を考えてみてください。こうした値は通常、設計や検証活動に直接影響します。以下の表は、推奨される開始ポイントをいくつか示しています。

静的な要求から共有エンジニアリングデータへ

再利用可能なパラメータは、要求値を共有エンジニアリングデータへと変換します。

再利用可能なパラメータを使うことで、エンジニアは意思決定を行う際にライブな要求を扱えます。検証チームは、テストの計画や文書化の際に同じ値を参照します。設計の準備が整えば、チームは要求パラメータを直接参照するテストケースを使って、性能を要求と比較できます。

Altium Requirements Portal の calculation engine は、このアプローチをさらに一歩進めます。このツールは、リンクされた設計データを使って、サブシステムからシステム性能を自動計算します。自動化されたV&Vルールにより、エンジニアはシステム性能を要求ターゲットと比較して違反を検出できます。

これらの機能を組み合わせることで、要求の意図を実装と結びつけたままにできます。その結果、次のような即効性のあるワークフロー改善が得られます。

• 変更があっても重要な値のつながりが維持されるため、反復を高速化
• できるチームが同じ要求データと設計データに基づいて作業するため、レビューがより明確になる
• 不一致をより早い段階で発見できるため、手戻りが減る

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