Cách các tham số có thể tái sử dụng trong yêu cầu giúp giảm lỗi và tăng tốc các vòng lặp chỉnh sửa

Hầu hết các nhóm không nhận ra rằng các yêu cầu của họ đã bị lệch cho đến khi người phản biện phát hiện ra, một bài kiểm thử thất bại, hoặc ai đó nhận thấy sự không khớp giữa yêu cầu và thiết kế. Đến lúc đó, con số này thường đã sai ở ít nhất hai nơi trong nhiều tuần.

Các tham số tái sử dụng giải quyết vấn đề này. Chúng biến các giá trị số quan trọng thành dữ liệu kỹ thuật dùng chung mà các nhóm có thể tham chiếu xuyên suốt các yêu cầu, hoạt động xác minh, và các công việc kỹ thuật liên quan. Các nhóm có được một không gian làm việc dùng chung để cộng tác và lưu trữ mọi hiện vật kỹ thuật.

Điểm chính cần nhớ

• Các vấn đề về yêu cầu thường bắt đầu khi một giá trị số bị sao chép vào nhiều nơi và dần mất đồng bộ.
• Các tham số tái sử dụng cho phép các nhóm định nghĩa một giá trị quan trọng một lần và tham chiếu nó xuyên suốt các yêu cầu, hoạt động xác minh và công việc thiết kế được liên kết.
• Với các quy tắc V&V, các nhóm có thể tự động so sánh hiệu năng hệ thống được tính toán và dữ liệu CAD với các mục tiêu yêu cầu.

Sự lệch pha yêu cầu bắt đầu như thế nào

Hãy xem xét một giới hạn tiêu thụ điện năng xuất hiện trong một yêu cầu, một bảng ngân sách kỹ thuật và một quy trình ca kiểm thử. Mỗi phiên bản nằm trong một tài liệu riêng biệt. Không có liên kết nào giữa chúng.

Sau đó thiết kế thay đổi:

• Một loại pin khác được chọn.
• Một linh kiện mới làm tăng dòng tiêu thụ.
• Phân bổ cho một phân hệ được điều chỉnh lại.

Một kỹ sư cập nhật tài liệu yêu cầu và bảng ngân sách kỹ thuật, nhưng ca kiểm thử vẫn đề cập đến giá trị cũ. Lúc này nhóm đang làm việc với hai giá trị khác nhau cho cùng một mục tiêu.

Hậu quả thì quá quen thuộc:

• Các kỹ sư phải lần theo cùng một giá trị qua các tài liệu rời rạc, không liên kết.
• Người phản biện lãng phí thời gian để xác định hiện vật nào cần được cập nhật.
• Các ca kiểm thử không còn đồng bộ với các đặc tả hiện tại.

Từ văn bản tĩnh đến tham số tái sử dụng

Các tham số tái sử dụng đóng vai trò là điểm tham chiếu cho những giá trị phải luôn đồng bộ giữa các yêu cầu, xác minh, và công việc kỹ thuật. Thay vì chỉnh sửa cùng một con số trong nhiều tệp, các nhóm chỉ cần cập nhật tham số một lần. Giá trị đó sau đó sẽ được lan truyền đến mọi hiện vật được liên kết.

Các ví dụ phù hợp để dùng làm tham số tái sử dụng bao gồm:

• Mức tiêu thụ điện năng tối đa
• Dải nhiệt độ hoạt động
• Chiều rộng trace PCB tối thiểu
• Khối lượng hoặc kích thước cho phép
• Biên thời gian

Những tham số như vậy ràng buộc các quyết định thiết kế và chi phối công việc xác minh. Chúng cũng được tái sử dụng trong suốt vòng đời dự án. Các nhóm thường lặp lại cùng một giá trị trong yêu cầu, tài liệu thiết kế và quy trình kiểm thử.

Các tham số tái sử dụng giúp việc tái sử dụng đó trở nên rõ ràng, có thể truy vết và có cấu trúc. Các giá trị quan trọng luôn nhất quán, được kết nối và cập nhật theo quá trình phát triển của thiết kế.

Trường hợp sử dụng 1: Truy vết ngầm

Thay đổi một lần. Cập nhật ở mọi nơi.

Hãy lấy giới hạn tiêu thụ điện năng làm ví dụ. Với các tham số tái sử dụng, nhóm có thể định nghĩa giá trị một lần và tham chiếu nó xuyên suốt các yêu cầu hệ thống, các đặc tả phân hệ liên quan, hoạt động xác minh và quy trình kiểm thử.

Nếu lựa chọn pin hoặc phân bổ phân hệ thay đổi, nhóm  chỉ cần cập nhật giá trị một lần. Giá trị mới sẽ được chuyển đến mọi yêu cầu và hiện vật xác minh đang tham chiếu tham số đó. 

Điều này loại bỏ nhu cầu nhập lại thủ công trên nhiều hiện vật và tạo ra một luồng truy vết ngầm.

Trong công việc hằng ngày, điều đó có nghĩa là:

• Ít thời gian hơn cho việc chỉnh sửa thủ công các tài liệu và hiện vật rời rạc
• Ít sai lệch hơn giữa yêu cầu và công việc xác minh
• Tự tin hơn rằng các hiện vật kỹ thuật được liên kết phản ánh đúng trạng thái thiết kế hiện tại

Trường hợp sử dụng 2: Xác minh tự động

Các quy tắc V&V so sánh hiệu năng hệ thống với các mục tiêu yêu cầu

Một trường hợp sử dụng nâng cao hơn là so sánh các mục tiêu chức năng trong yêu cầu với hiệu năng thực tế của hệ thống để phục vụ xác minh và thẩm định (V&V).

Các quy tắc V&V tự động hóa các phép so sánh này. Chúng đánh dấu vi phạm khi các giá trị không còn đồng bộ. Cần có hai tham số để thiết lập một quy tắc V&V:

• Một tham số trong yêu cầu, dùng để xác định mục tiêu thiết kế.
• Một tham số trong khối hệ thống, mô tả cách hệ thống được thiết kế hoặc vận hành.

Trong ví dụ về giới hạn công suất của chúng ta, một tham số yêu cầu — ví dụ, $maximum_power_consumption — xác định công suất hệ thống tối đa cho phép.

Mức tiêu thụ điện năng thực tế của hệ thống được lưu trong tham số thứ hai — trong ví dụ này, hãy gọi là $system_power_consumption. 

Một công cụ quản lý yêu cầu có công cụ tính toán, như Altium’s Requirements Portal, giúp các nhóm tạo các bảng ngân sách kỹ thuật để suy ra hiệu năng hệ thống từ dữ liệu phân hệ. Công cụ này lấy dữ liệu từ các tệp CAD hoặc mô phỏng được liên kết. Sau đó, nó tính toán hiệu năng hệ thống bằng các phương trình do bạn định nghĩa.

Sau đó, quy tắc V&V sẽ tự động chạy phép so sánh: 

$system_power_consumption > $maximum_power_consumption

Nếu một giá trị thay đổi và tổng giá trị được tính vượt quá mục tiêu, quy tắc V&V sẽ đánh dấu vi phạm.

Tóm lại, quy trình làm việc diễn ra như sau:

• Xác định mục tiêu trong tham số yêu cầu.
• Tính toán hiệu năng thực tế trong tham số hệ thống.
• Sử dụng quy tắc V&V để so sánh hai giá trị và tự động đánh dấu vi phạm.

Cách tiếp cận tương tự cũng áp dụng cho các tham số khác. Dưới đây là một vài ví dụ trong thiết kế điện tử:

• So sánh yêu cầu về chiều rộng trace tối thiểu với dữ liệu PCB để hỗ trợ thiết kế cho khả năng sản xuất (DfM).
• So sánh giới hạn nhiệt độ với tất cả linh kiện để xác nhận chúng hoạt động trong các giới hạn được chỉ định.

Việc xác minh dựa trên quy tắc này giúp các nhóm phát hiện lỗi sớm, trước khi chúng trở thành vấn đề lớn hơn.

Cách bắt đầu với tham số tái sử dụng

Các kỹ sư thường bắt đầu với một danh sách các tham số thiết kế hoặc yêu cầu chưa có cấu trúc trong tệp Word hoặc Excel. Chúng có thể đến từ kế hoạch nội bộ, đầu vào từ khách hàng, tài liệu nhà cung cấp hoặc các dự án trước đó.

Sử dụng Altium’s Requirements Portal, các kỹ sư có thể nhập yêu cầu từ bất kỳ định dạng nào, cấu trúc và quản lý chúng trong một không gian làm việc đám mây dùng chung, đồng thời liên kết chúng với các hiện vật thiết kế và xác minh của mình.

Khi đã đưa vào công cụ, quy trình tiếp tục với hai bước:

• Thứ nhất, công cụ tự động phát hiện các giá trị số trong các yêu cầu đã nhập và chuyển chúng thành tham số.
• Thứ hai, các kỹ sư xây dựng kiến trúc hệ thống và xác định các tham số họ muốn theo dõi ở cấp hệ thống và phân hệ. Những tham số này thường bao gồm công suất, khối lượng và các ngân sách kỹ thuật tương tự khác.

Sau đó, các tham số tái sử dụng trở thành các điểm tham chiếu dùng chung cho toàn bộ nhóm. Yêu cầu, hoạt động xác minh và công việc thiết kế đều sử dụng cùng một tập giá trị.

Để xác định các trường hợp sử dụng phù hợp của tham số tái sử dụng trong dự án của bạn, hãy nghĩ đến những giá trị được tham chiếu ở nhiều nơi. Những giá trị này thường có tác động trực tiếp đến hoạt động thiết kế và xác minh của bạn. Bảng dưới đây nêu bật một vài điểm khởi đầu được khuyến nghị.

Từ yêu cầu tĩnh đến dữ liệu kỹ thuật dùng chung

Các tham số tái sử dụng biến các giá trị trong yêu cầu thành dữ liệu kỹ thuật dùng chung.

Với các tham số tái sử dụng, các kỹ sư làm việc với các yêu cầu động khi họ đưa ra quyết định. Các nhóm xác minh tham chiếu cùng những giá trị đó khi lập kế hoạch và ghi lại các bài kiểm thử. Khi thiết kế đã sẵn sàng, các nhóm có thể so sánh hiệu năng với yêu cầu bằng các ca kiểm thử tham chiếu trực tiếp đến các tham số yêu cầu.

Requirements Portal của Altium với công cụ tính toán đưa cách tiếp cận này tiến xa hơn một bước. Công cụ tự động tính toán hiệu năng hệ thống từ các phân hệ của nó bằng dữ liệu thiết kế được liên kết. Với các quy tắc V&V tự động, các kỹ sư có thể so sánh hiệu năng hệ thống với các mục tiêu yêu cầu để phát hiện vi phạm.

Kết hợp lại, các khả năng này giúp giữ cho ý định của yêu cầu luôn gắn kết với quá trình triển khai. Chúng mang lại những cải thiện tức thì cho quy trình làm việc, bao gồm:

• Lặp nhanh hơn vì các giá trị quan trọng luôn được kết nối xuyên suốt các thay đổi
• Đánh giá rõ ràng hơn vì các nhóm làm việc từ cùng một dữ liệu yêu cầu và thiết kế
• Ít phải làm lại hơn vì các điểm không khớp được phát hiện sớm hơn

Lặp nhanh hơn với một công cụ quản lý yêu cầu mà toàn bộ nhóm của bạn đều có thể truy cập. Hãy dùng thử Altium Requirements Portal →