Как повторно используемые параметры в Requirements снижают количество ошибок и ускоряют итерации

Большинство команд не замечают, что их требования разошлись, пока рецензент не обнаружит это, тест не провалится или кто-то не увидит несоответствие между требованием и проектом. К этому моменту число нередко уже неделями указано неверно как минимум в двух местах.

Повторно используемые параметры решают эту проблему. Они превращают ключевые числовые значения в общие инженерные данные, на которые команды могут ссылаться в требованиях, действиях по верификации и связанных инженерных работах. Команды получают единое общее рабочее пространство для совместной работы и хранения всех инженерных артефактов.

Ключевые выводы

• Проблемы с требованиями часто начинаются, когда одно числовое значение копируется в несколько мест и со временем выходит из синхронизации.
• Повторно используемые параметры позволяют командам один раз определить важное значение и ссылаться на него в требованиях, действиях по верификации и связанной проектной работе.
• С помощью правил V&V команды могут автоматически сравнивать рассчитанные характеристики системы и данные CAD с целевыми значениями требований.

Как начинается рассогласование требований

Рассмотрим ограничение по энергопотреблению, которое фигурирует в требовании, таблице инженерного бюджета и процедуре тестового случая. Каждый экземпляр находится в отдельном документе. Между ними нет связи.

Затем проект меняется:

• Выбирается другая батарея.
• Новый компонент увеличивает потребляемый ток.
• Пересматривается распределение по подсистемам.

Инженер обновляет документ с требованиями и таблицу инженерного бюджета, но в тестовом случае по-прежнему указано старое значение. Теперь команда работает с двумя разными значениями одной и той же целевой величины.

Последствия слишком хорошо знакомы:

• Инженеры ищут одно и то же значение в несвязанных документах.
• Рецензенты тратят время, выясняя, какой артефакт нужно обновить.
• Тестовые случаи перестают соответствовать текущим спецификациям.

От статического текста к повторно используемым параметрам

Повторно используемые параметры служат опорной точкой для значений, которые должны оставаться согласованными между требованиями, верификацией и инженерной работой. Вместо редактирования одного и того же числа в нескольких файлах команды обновляют параметр один раз. Затем значение распространяется на каждый связанный артефакт.

Примеры подходящих кандидатов для повторно используемых параметров:

• Максимальное энергопотребление
• Диапазон рабочих температур
• Минимальная ширина проводников PCB
• Допустимая масса или габариты
• Временные запасы

Такие параметры ограничивают проектные решения и определяют работу по верификации. Они также повторно используются на протяжении всего жизненного цикла проекта. Команды часто повторяют одни и те же значения в требованиях, проектной документации и процедурах испытаний.

Повторно используемые параметры делают такое повторное использование явным, прослеживаемым и структурированным. Ключевые значения остаются согласованными, связанными и актуальными по мере развития проекта.

Сценарий использования 1: неявная прослеживаемость

Измените один раз. Обновится везде.

Возьмем в качестве примера ограничение по энергопотреблению. С повторно используемыми параметрами команда может один раз определить значение и ссылаться на него в системных требованиях, связанных спецификациях подсистем, действиях по верификации и процедурах тестирования.

Если меняется выбор батареи или распределение по подсистемам, команде  нужно обновить значение только один раз. Новое значение попадет во все требования и артефакты верификации, которые ссылаются на этот параметр. 

Это устраняет необходимость вручную повторно вводить данные в нескольких артефактах и создает неявную цепочку прослеживаемости.

В повседневной работе это означает:

• Меньше времени на ручное редактирование несвязанных документов и артефактов
• Меньше рассогласований между требованиями и работой по верификации
• Больше уверенности в том, что связанные инженерные артефакты отражают текущее состояние проекта

Сценарий использования 2: автоматизированная верификация

Правила V&V сравнивают характеристики системы с целевыми значениями требований

Более продвинутый сценарий использования — сравнение функциональных целевых показателей в требованиях с фактическими характеристиками системы для верификации и валидации (V&V).

Правила V&V автоматизируют эти сравнения. Они помечают нарушения, когда значения выходят из согласования. Для настройки правила V&V требуются два параметра:

• Параметр в требовании, который задает целевое значение проекта.
• Параметр в системном блоке, который описывает, как система спроектирована или как она работает.

В нашем примере с ограничением мощности параметр требования — например, $maximum_power_consumption — задает максимально допустимую мощность системы.

Фактическое энергопотребление системы хранится во втором параметре — в этом примере назовем его $system_power_consumption. 

Инструмент для работы с требованиями с вычислительным механизмом, такой как Altium’s Requirements Portal, помогает командам создавать таблицы инженерного бюджета, которые выводят характеристики системы из данных подсистем. Инструмент получает данные из связанных файлов CAD или моделирования. Затем он рассчитывает характеристики системы по заданным вами уравнениям.

После этого правило V&V автоматически выполняет сравнение: 

$system_power_consumption > $maximum_power_consumption

Если значение меняется и рассчитанная сумма превышает целевое значение, правило V&V помечает нарушение.

Итоговый рабочий процесс выглядит так:

• Определите целевое значение в параметре требования.
• Рассчитайте фактическую характеристику в системном параметре.
• Используйте правило V&V, чтобы сравнить эти два значения и автоматически пометить нарушения.

Тот же подход работает и для других параметров. Вот несколько примеров из проектирования электроники:

• Сравнение требования к минимальной ширине проводника с данными PCB для поддержки проектирования с учетом технологичности производства (DfM).
• Сравнение температурного ограничения со всеми компонентами, чтобы подтвердить их работу в заданных пределах.

Такая верификация на основе правил помогает командам выявлять ошибки на раннем этапе, прежде чем они превратятся в более серьезные проблемы.

Как начать работать с повторно используемыми параметрами

Инженеры часто начинают со списка неструктурированных проектных параметров или требований в файле Word или Excel. Они могут поступать из внутреннего планирования, от заказчика, из материалов поставщиков или из прошлых проектов.

Используя Altium’s Requirements Portal, инженеры могут импортировать требования из любого формата, структурировать их и управлять ими в общем облачном рабочем пространстве, а также связывать их со своими проектными и верификационными артефактами.

После загрузки в инструмент рабочий процесс продолжается в два шага:

• Сначала инструмент автоматически обнаруживает числовые значения в импортированных требованиях и преобразует их в параметры.
• Затем инженеры строят архитектуру системы и определяют параметры, которые хотят отслеживать на уровне системы и подсистем. Обычно это мощность, масса и другие аналогичные инженерные бюджеты.

После этого повторно используемые параметры становятся общими опорными точками для всей команды. Требования, действия по верификации и проектная работа используют одни и те же значения.

Чтобы определить подходящие сценарии использования повторно используемых параметров в ваших проектах, подумайте о значениях, на которые ссылаются в нескольких местах. Обычно эти значения напрямую влияют на ваши проектные решения и действия по верификации. В таблице ниже приведены несколько рекомендуемых отправных точек.

От статических требований к общим инженерным данным

Повторно используемые параметры превращают значения требований в общие инженерные данные.

С повторно используемыми параметрами инженеры работают с актуальными требованиями в процессе принятия решений. Команды верификации используют те же значения при планировании и документировании испытаний. Когда проект готов, команды могут сравнивать характеристики с требованиями, используя тестовые случаи, которые напрямую ссылаются на параметры требований.

Requirements Portal от Altium и его вычислительный механизм выводят этот подход на новый уровень. Инструмент автоматически рассчитывает характеристики системы по ее подсистемам, используя связанные проектные данные. С помощью автоматизированных правил V&V инженеры могут сравнивать характеристики системы с целевыми значениями требований для выявления нарушений.

Вместе эти возможности сохраняют связь между замыслом требований и реализацией. Они дают немедленные улучшения рабочего процесса, включая:

• Более быструю итерацию благодаря тому, что ключевые значения остаются связанными при изменениях
• Более понятные проверки потому что команды работают с одними и теми же данными требований и проекта
• Меньше переделок потому что несоответствия выявляются раньше

Ускорьте итерации с инструментом управления требованиями, к которому имеет доступ вся ваша команда. Попробуйте Altium Requirements Portal →