Jak parametry wielokrotnego użytku w wymaganiach ograniczają błędy i przyspieszają iteracje

Większość zespołów nie zdaje sobie sprawy, że wymagania uległy rozjechaniu, dopóki recenzent tego nie wychwyci, test nie zakończy się niepowodzeniem albo ktoś nie zauważy rozbieżności między wymaganiem a projektem. Do tego czasu dana wartość często od tygodni jest błędna co najmniej w dwóch miejscach.

Parametry wielokrotnego użytku rozwiązują ten problem. Zamieniają kluczowe wartości liczbowe we współdzielone dane inżynierskie, do których zespoły mogą odwoływać się w wymaganiach, działaniach weryfikacyjnych i powiązanych pracach inżynierskich. Zespoły otrzymują jedną wspólną przestrzeń roboczą do współpracy i przechowywania wszystkich artefaktów inżynierskich.

Najważniejsze wnioski

• Problemy z wymaganiami często zaczynają się wtedy, gdy jedna wartość liczbowa zostaje skopiowana w wiele miejsc i przestaje być zsynchronizowana.
• Parametry wielokrotnego użytku pozwalają zespołom zdefiniować ważną wartość tylko raz i odwoływać się do niej w wymaganiach, działaniach weryfikacyjnych oraz powiązanych pracach projektowych.
• Dzięki regułom V&V zespoły mogą automatycznie porównywać obliczoną wydajność systemu i dane CAD z wartościami docelowymi określonymi w wymaganiach.

Jak zaczyna się niespójność wymagań

Rozważmy limit poboru mocy, który pojawia się w wymaganiu, tabeli budżetu inżynierskiego i procedurze przypadku testowego. Każde z tych wystąpień znajduje się w osobnym dokumencie. Nie ma między nimi żadnego powiązania.

Następnie projekt się zmienia:

• Wybrano inną baterię.
• Nowy komponent zwiększa pobór prądu.
• Zmieniono alokację podsystemu.

Inżynier aktualizuje dokument wymagań i tabelę budżetu inżynierskiego, ale procedura testowa nadal zawiera starą wartość. Zespół pracuje teraz z dwiema różnymi wartościami dla tego samego celu.

Konsekwencje są aż nazbyt znajome:

• Inżynierowie śledzą tę samą wartość w niepowiązanych dokumentach.
• Recenzenci tracą czas na ustalanie, który artefakt wymaga aktualizacji.
• Przypadki testowe przestają być zgodne z aktualną specyfikacją.

Od statycznego tekstu do parametrów wielokrotnego użytku

Parametry wielokrotnego użytku pełnią rolę punktu odniesienia dla wartości, które muszą pozostać spójne w wymaganiach, weryfikacji i pracach inżynierskich. Zamiast edytować tę samą liczbę w wielu plikach, zespoły aktualizują parametr tylko raz. Wartość jest następnie propagowana do każdego powiązanego artefaktu.

Przykłady wartości, które dobrze nadają się na parametry wielokrotnego użytku, obejmują:

• Maksymalny pobór mocy
• Zakres temperatury pracy
• Minimalne szerokości ścieżek PCB
• Dopuszczalna masa lub wymiary
• Marginesy czasowe

Takie parametry ograniczają decyzje projektowe i wpływają na działania weryfikacyjne. Są też ponownie wykorzystywane przez cały cykl życia projektu. Zespoły często powtarzają te same wartości w wymaganiach, dokumentacji projektowej i procedurach testowych.

Parametry wielokrotnego użytku sprawiają, że takie ponowne użycie staje się jawne, identyfikowalne i uporządkowane. Kluczowe wartości pozostają spójne, powiązane i aktualne wraz z rozwojem projektu.

Przypadek użycia 1: Niejawna identyfikowalność

Zmień raz. Zaktualizuj wszędzie.

Weźmy jako przykład limit poboru mocy. Dzięki parametrom wielokrotnego użytku zespół może zdefiniować tę wartość raz i odwoływać się do niej w wymaganiach systemowych, powiązanych specyfikacjach podsystemów, działaniach weryfikacyjnych i procedurach testowych.

Jeśli zmieni się wybór baterii lub alokacja podsystemu, zespół  musi zaktualizować wartość tylko raz. Nowa wartość trafia do każdego wymagania i artefaktu weryfikacyjnego, który odwołuje się do tego parametru. 

Eliminuje to konieczność ręcznego ponownego wprowadzania danych w wielu artefaktach i tworzy niejawny łańcuch identyfikowalności.

W codziennej pracy oznacza to:

• Mniej czasu poświęcanego na ręczną edycję niepowiązanych dokumentów i artefaktów
• Mniej rozbieżności między wymaganiami a działaniami weryfikacyjnymi
• Większą pewność, że powiązane artefakty inżynierskie odzwierciedlają aktualny stan projektu

Przypadek użycia 2: Zautomatyzowana weryfikacja

Reguły V&V porównują wydajność systemu z wartościami docelowymi wymagań

Bardziej zaawansowany przypadek użycia polega na porównywaniu celów funkcjonalnych w wymaganiach z rzeczywistą wydajnością systemu na potrzeby weryfikacji i walidacji (V&V).

Reguły V&V automatyzują te porównania. Sygnalizują naruszenia, gdy wartości przestają być zgodne. Do skonfigurowania reguły V&V potrzebne są dwa parametry:

• Parametr w wymaganiu, który definiuje cel projektowy.
• Parametr w bloku systemowym, który opisuje sposób zaprojektowania systemu lub jego działanie.

W naszym przykładzie limitu mocy parametr wymagania — na przykład $maximum_power_consumption — definiuje maksymalną dopuszczalną moc systemu.

Rzeczywisty pobór mocy systemu jest przechowywany w drugim parametrze — w tym przykładzie nazwijmy go $system_power_consumption. 

Narzędzie do zarządzania wymaganiami z silnikiem obliczeniowym, takie jak Altium’s Requirements Portal, pomaga zespołom tworzyć tabele budżetów inżynierskich, które wyprowadzają wydajność systemu z danych podsystemów. Narzędzie pobiera dane z powiązanych plików CAD lub symulacyjnych. Następnie oblicza wydajność systemu przy użyciu zdefiniowanych przez użytkownika równań.

Reguła V&V automatycznie wykonuje następnie porównanie: 

$system_power_consumption > $maximum_power_consumption

Jeśli wartość się zmieni i obliczona suma przekroczy wartość docelową, reguła V&V zasygnalizuje naruszenie.

Podsumowując, przepływ pracy wygląda następująco:

• Zdefiniuj wartość docelową w parametrze wymagania.
• Oblicz rzeczywistą wydajność w parametrze systemowym.
• Użyj reguły V&V, aby porównać obie wartości i automatycznie oznaczyć naruszenia.

To samo podejście działa również dla innych parametrów. Oto kilka przykładów z projektowania elektroniki:

• Porównanie wymagania dotyczącego minimalnej szerokości ścieżki z danymi PCB w celu wsparcia projektowania pod kątem wytwarzalności (DfM).
• Porównanie limitu temperatury ze wszystkimi komponentami w celu potwierdzenia, że pracują w określonych granicach.

Taka weryfikacja oparta na regułach pomaga zespołom wcześnie wykrywać błędy, zanim staną się większym problemem.

Jak zacząć korzystać z parametrów wielokrotnego użytku

Inżynierowie często zaczynają od listy nieustrukturyzowanych parametrów projektowych lub wymagań w pliku Word albo Excel. Mogą one pochodzić z planowania wewnętrznego, danych od klientów, materiałów dostawców lub wcześniejszych projektów.

Korzystając z Altium’s Requirements Portal, inżynierowie mogą importować wymagania z dowolnego formatu, porządkować nimi i zarządzać nimi we współdzielonej przestrzeni roboczej w chmurze oraz łączyć je z artefaktami projektowymi i weryfikacyjnymi.

Po zaimportowaniu do narzędzia przepływ pracy obejmuje dwa kolejne kroki:

• Po pierwsze, narzędzie automatycznie wykrywa wartości liczbowe w zaimportowanych wymaganiach i przekształca je w parametry.
• Po drugie, inżynierowie budują architekturę systemu i definiują parametry, które chcą śledzić na poziomie systemu i podsystemu. Często obejmują one moc, masę i inne podobne budżety inżynierskie.

Parametry wielokrotnego użytku stają się następnie współdzielonymi punktami odniesienia dla całego zespołu. Wymagania, działania weryfikacyjne i prace projektowe korzystają z tych samych wartości.

Aby zidentyfikować odpowiednie przypadki użycia parametrów wielokrotnego użytku w swoich projektach, pomyśl o wartościach, do których odwołuje się wiele miejsc. Zwykle mają one bezpośredni wpływ na projekt i działania weryfikacyjne. Poniższa tabela przedstawia kilka zalecanych punktów wyjścia.

Od statycznych wymagań do współdzielonych danych inżynierskich

Parametry wielokrotnego użytku przekształcają wartości z wymagań we współdzielone dane inżynierskie.

Dzięki parametrom wielokrotnego użytku inżynierowie pracują z żywymi wymaganiami podczas podejmowania decyzji. Zespoły weryfikacyjne odwołują się do tych samych wartości podczas planowania i dokumentowania testów. Gdy projekt jest gotowy, zespoły mogą porównywać wydajność z wymaganiami przy użyciu przypadków testowych, które bezpośrednio odwołują się do parametrów wymagań.

Requirements Portal firmy Altium i jego silnik obliczeniowy rozwijają to podejście o krok dalej. Narzędzie automatycznie oblicza wydajność systemu na podstawie jego podsystemów z użyciem powiązanych danych projektowych. Dzięki zautomatyzowanym regułom V&V inżynierowie mogą porównywać wydajność systemu z wartościami docelowymi wymagań, aby wykrywać naruszenia.

Razem te możliwości utrzymują intencję wymagań w ścisłym powiązaniu z implementacją. Zapewniają natychmiastowe usprawnienia przepływu pracy, w tym:

• Szybsze iteracje ponieważ kluczowe wartości pozostają powiązane mimo zmian
• Bardziej przejrzyste przeglądy ponieważ zespoły pracują na tych samych danych dotyczących wymagań i projektu
• Mniej poprawek ponieważ rozbieżności są wykrywane wcześniej

Iteruj szybciej dzięki narzędziu do zarządzania wymaganiami, do którego dostęp ma cały zespół. Wypróbuj Altium Requirements Portal →