本文系统阐述了接口管理在系统工程中的关键作用,详细介绍了接口分析方法和管理流程,为有效识别和控制系统接口提供了实用指导。

接口管理是一套经过验证的活动,贯穿于SE过程。尽管一些组织将接口管理视为一个独立的过程,但这些是项目团队应作为系统特定视图应用和跟踪的技术和技术管理过程的交叉活动。当接口管理作为技术过程的特定目标和重点应用时,它通常会帮助在项目中更早地突出潜在的关键问题,否则这些问题可能不会被揭示。这将对项目的成本、进度和技术性能产生影响。

在架构定义过程中(第4.4节),随着架构模型的开发,接口被识别出来。通过系统需求定义过程(第4.3节)定义了接口需求。随着需求的定义,在架构定义过程中(第4.4节),接口描述和定义被定义到架构描述所需的程度。任何进一步的接口定义的细化和细节都由设计定义过程(第4.5节)提供,因为特定系统实现细节的细节被定义。系统定义的演变涉及这些过程之间的迭代,而接口定义是其中必不可少的一部分。随着接口识别和定义在架构定义过程中发展,有一个目标是尽可能保持接口的简单性(图4.8)。

作为接口定义的一部分,许多项目发现有必要或受益于应用接口标准。在某些情况下,例如对于即插即用的元素或开放系统之间的接口,必须严格应用接口标准确保与项目团队无法控制的系统进行必要的互操作。这些标准的例子包括互联网协议标准和模块化开放系统架构标准。接口标准对于可能有新出现需求的系统也很有益,通过使用允许添加新系统元素的标准接口定义,使功能得以进化。

良好的沟通是确保系统界面管理的关键部分。许多项目都采用了接口控制工作组(ICWG),其中包括负责每个界面元素的成员。ICWG可以专注于单个系统内的内部界面,也可以专注于互操作或启用系统之间的外部界面。使用ICWG可以正式化并增强项目团队内部或项目团队/组织之间的协作。使用ICWG是一种有效的方法,有助于确保充分考虑界面的所有方面。

界面管理活动的目标之一是促进与其他利益相关者的协议。这包括角色 1和责任、提供界面信息的时间,以及通过结构化过程在项目早期识别关键界面。这是通过项目规划过程(第5.1节)完成的。通过风险管理过程(第5.4节)中的特定界面关注,可以及早识别问题、风险和机会。

通过管理,避免了潜在的影响,特别是在整合过程中。接口管理还增强了不同组织之间的关系,提供了一个开放的问题和合作沟通系统,使问题能够更有效地解决。

最后,在建立了需求、架构和设计工件的基线之后,配置管理过程(第5.5节)提供了对接口需求和定义以及任何相关工件(如接口控制文档、接口需求规范和接口描述/定义文档)的持续管理和控制。

接口管理旨在提供一种简单但有效的方法,以正式记录和跟踪生命周期过程执行时的信息交换。

1 接口分析方法

有几种分析方法和工具可以帮助定义接口。这些方法有助于在系统、系统元素和/或接口系统的上下文中识别和理解接口。通常,系统分析过程(第4.6节)由系统需求定义、架构定义或设计定义过程调用,以执行接口分析 2

图 9.8

N2图(见图9.8)是一种系统分析接口的方法。这些方法适用于系统接口、设备(例如,硬件)接口或软件接口。N2图也可以在开发过程的后期阶段使用,以分析和记录系统元素之间的物理接口。为了有效应用,N2图作为一种可视矩阵,需要系统工程师在严格的双向、固定的框架中生成所有系统接口的完整定义。

系统功能或物理元素被放置在图表的对角线上。N × N 矩阵中的其余方格代表接口的输入和输出。功能之间的接口按顺时针方向流动。例如,从功能 A 传递到功能 B 的实体可以在相应的方格中定义。当出现空白时,表示相应功能之间没有接口。当所有功能都与其他所有功能进行了比较后,图表就完成了。如果在过程中识别出较低级别的功能及其对应的较低级别接口,则它们可以依次在扩展或较低级别的图中描述。有时,实体在功能之间传递的特性可能包含在实体被识别的方框中。除了接口识别之外,图表的主要功能之一是确定功能之间可能出现冲突的区域,以便在开发周期后期进行系统集成时能够高效进行(Becker et al., 2000; DSMC,1983; Lano, 1977)。

或者,除了使用FFBD和DFD来描述功能之间以及功能与外部世界之间的信息流之外,还可以使用它们。随着系统架构被分解到越来越低的层次,确保接口定义跟上步伐并且不忽略低层次的分解是非常重要的。

其他可能有助于界面定义的分析方法包括设计结构矩阵(DSM)和ibd(SysML)。

  • “设计结构矩阵(DSM)是一种简单而灵活的建模技术,可用于设计、开发和管理复杂系统。DSM提供了网络建模工具,可以表示系统的元素及其相互作用,从而突出系统的架构(或设计结构)。” DSM在外观和使用上与N2图非常相似,但通常使用不同的输入和输出约定(水平行上的输入和垂直列上的输出)(Eppinger 和 Browning,2012)。
  • IBD在SysML中指定了系统各部分的互连(见第9.1.9节)。它们用于描述系统的内部结构,包括其部件、端口和连接器。IBD提供了系统块的白盒或内部视图,以表示主系统块内所有块的最终组装(Friedenthal等人,2012年)。

本文同步发表在 软件需求探索https://srs.pub/specification/interface-management.html

作者: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.