敏捷系统工程PDF电子书下载

第1章 什么是基于模型的系统工程 1

1.1关键的系统工程活动 1

1.1.1识别客户需要 2

1.1.2规定系统需求 2

1.1.3评估可依赖性 3

1.1.4评价备选架构和技术 3

1.1.5选择特定架构和技术 4

1.1.6分配需求和接口到架构 4

1.1.7向下游工程转交 4

1.1.8将学科特定的设计综合至系统组成 5

1.1.9以整体验证系统 5

1.1.10系统确认 8

1.2系统工程数据 8

1.2.1系统开发规划 8

1.2.2利益攸关者需求 9

1.2.3系统需求 9

1.2.4认证规划 9

1.2.5子系统需求 9

1.2.6学科特定的需求 9

1.2.7安全性分析 10

1.2.8可靠性分析 10

1.2.9安保性分析 10

1.2.10系统架构 10

1.2.11综合测试规划 11

1.2.12综合测试 11

1.2.13验证规划 11

1.2.14验证试验 12

1.2.15 确认规划 12

1.2.16追溯矩阵 12

1.2.17综合测试结果 13

1.2.18验证结果 13

1.2.19确认结果 13

1.3系统工程的生命周期 13

1.3.1 V模型生命周期 13

1.3.2增量式 15

1.3.3混合式 16

1.4基于模型的系统工程（MBSE） 17

1.4.1建模的优势 17

1.4.2用UML和SysML进行高精度建模 20

1.4.3建模是敏捷系统工程的根本 20

1.4.4在你的组织或项目中采纳建模 21

1.4.5建模规则 25

1.5总结 27

参考文献 27

第2章 什么是敏捷方法 29

2.1敏捷宣言 30

2.2敏捷方法的益处 32

2.2.1提高工程数据的品质 32

2.2.2提高工程效率 32

2.2.3尽早获得投资的回报（ROI） 33

2.2.4利益攸关者满意 33

2.2.5增强了项目控制 33

2.2.6响应变化 33

2.2.7更早且更大幅度地降低项目风险 33

2.3将敏捷宣言应用于系统工程 34

2.3.1增量式地工作 34

2.3.2动态地规划 34

2.3.3主动降低项目风险 35

2.3.4持续地验证 36

2.3.5连续地综合 36

2.3.6用例1：在空域中发现轨迹 36

2.3.7用例2：进行定期的内置测试（PBIT） 36

2.3.8频繁地确认 37

2.3.9建模是aMBSE的根本 37

2.4针对系统工程的敏捷最佳实践 37

2.4.1工作产品的增量式开发 38

2.4.2工作产品的持续验证 38

2.4.3可执行的需求模型 39

2.4.4链接到文本规范的基于模型的规范 41

2.4.5连续的可依赖性评估 41

2.4.6主动的项目风险管理 42

2.4.7向下游工程的基于模型的转交 43

2.4.8动态的规划 43

2.5汇总：Harmony aMBSE流程 45

2.5.1启动项目 47

2.5.2定义利益攸关者需求 49

2.5.3系统需求定义和分析 50

2.5.4途径1：基于流的用例分析 51

2.5.5途径2：基于场景的用例分析 51

2.5.6途径3：基于状态的用例分析 52

2.5.7架构分析 53

2.5.8架构设计 55

2.5.9进行迭代回顾 56

2.5.10向下游工程转交 57

2.5.11控制项目 58

2.5.12进行品质保证审计 59

2.5.13管理变更 59

2.6总结 59

参考文献 60

第3章 SysML介绍 61

3.1 SysML概览 61

3.2 UML扩展机制 64

3.2.1 SysML模型元素 65

3.2.2 SysML图 66

3.2.3行为图 67

3.2.4需求图 68

3.2.5结构图 69

3.3组织你的模型很重要 72

3.4关键SysML视图和核心语义 76

3.4.1块、关系、接口和端口 76

3.4.2顺序图 86

3.4.3活动、动作和活动图 89

3.4.4状态机图 94

3.5最小SysML概要 103

3.6总结 105

3.6.1摘自UML 105

3.6.2修改 105

3.6.3新元素 106

参考文献 106

第4章 敏捷的利益攸关者需求工程 107

4.1目标 107

4.2利益攸关者需求工作流 107

4.2.1牢记——这是敏捷MBSE 109

4.2.2什么是用例 109

4.2.3用例图 112

4.3示例模型：T-Wrecks工业外骨骼 116

4.4识别利益攸关者 117

4.4.1驾驶员 118

4.4.2机队管理人员 118

4.4.3维护人员 118

4.4.4采购方 118

4.4.5安装人员 119

4.4.6 T-Wreckers测试团队 119

4.4.7制造工程师 119

4.5生成利益攸关者需求 119

4.5.1什么是需求 119

4.5.2性能需求和其他QoS需求 121

4.5.3需求可视化 122

4.5.4需求管理工具 124

4.5.5组织利益攸关者需求规范 124

4.6对利益攸关者用例场景建模 124

4.6.1什么是用例场景 125

4.6.2场景分析工作流 127

4.6.3 T-Wrecks利益攸关者用例场景 129

4.7创建/更新确认规划 135

4.8总结 136

4.8.1识别利益攸关者 136

4.8.2生成利益攸关者需求 136

4.8.3对利益攸关者用例场景建模 136

4.8.4创建/更新确认规划 137

4.9未完待续 137

参考文献 137

第5章 敏捷的系统需求定义和分析 139

5.1目标 139

5.2系统需求工作流 139

5.2.1识别系统用例 140

5.2.2生成/更新系统需求 141

5.2.3进行用例分析 141

5.2.4创建逻辑数据模式 142

5.2.5分析可依赖性 142

5.2.6创建/更新系统验证规划 142

5.3识别系统用例 142

5.4生成系统需求 143

5.5分析用例 144

5.5.1基于流的用例分析 144

5.5.2基于场景的用例分析 160

5.5.3基于状态的用例分析 176

5.6创建/更新逻辑数据模式 189

5.7可依赖性分析 192

5.7.1安全性分析 192

5.7.2 T-Wrecks初始可依赖性分析 201

5.8创建/更新验证规划 204

5.9总结 204

5.10未完待续 205

参考文献 205

第6章 敏捷的系统架构分析与权衡研究 207

6.1目标 207

6.2架构分析工作流 208

6.2.1识别关键的系统功能 209

6.2.2定义备选解决方案 209

6.2.3架构权衡研究 209

6.2.4将多个解决方案并入系统架构 210

6.2.5定义评估准则 210

6.2.6向准则分配权重 210

6.2.7为每个准则定义效用曲线 211

6.2.8向众多备选解决方案分配MOE 211

6.2.9确定解决方案 211

6.3评估方法 211

6.3.1简单方法 211

6.3.2高保真方法 213

6.4识别关键的系统功能（和特性） 216

6.5定义备选解决方案 218

6.5.1 Speed Demon备选解决方案 218

6.5.2 T-Wrecks备选解决方案 219

6.6进行架构权衡研究 222

6.6.1定义评估准则 222

6.6.2向准则分配权重 223

6.6.3为每个准则定义效用曲线 224

6.6.4向备选解决方案分配MOE 226

6.6.5确定解决方案 229

6.7将多个解决方案并入系统架构 229

6.8总结 230

6.9未完待续 230

参考文献 230

第7章 敏捷的系统架构设计 231

7.1目标 231

7.1.1什么是子系统 231

7.1.2关键架构视图 232

7.2架构设计工作流 234

7.2.1识别子系统 234

7.2.2向子系统分配系统需求 234

7.2.3向子系统分配用例 235

7.2.4创建/更新逻辑数据模式 235

7.2.5创建/更新子系统需求 235

7.2.6开发控制律 235

7.2.7分析可依赖性 235

7.2.8进行评审 236

7.3识别子系统 236

7.3.1 Speed Demon子系统 237

7.3.2 T-Wrecks子系统 245

7.4向子系统分配系统需求 248

7.5向子系统分配用例 249

7.5.1自底向上分配 250

7.5.2自顶向下分配 251

7.5.3公共任务 253

7.5.4 Speed Demon子系统用例分配示例 254

7.5.5 T-Wrecks子系统用例分配示例 259

7.6创建/更新逻辑数据模式 265

7.6.1 Speed Demon跑步机示例 266

7.6.2 T-Wrecks示例 267

7.7创建/更新子系统需求 268

7.8开发控制律 269

7.9分析可依赖性 270

7.9.1安全性分析 271

7.9.2可靠性分析 271

7.9.3安保性分析 271

7.10总结 271

7.11未完待续 272

参考文献 272

第8章 向下游工程转交 275

8.1目标 275

8.2向下游工程转交的工作流 275

8.2.1收集子系统规范数据 275

8.2.2创建共享模型 276

8.2.3定义子系统物理接口 276

8.2.4创建子系统模型 277

8.2.5定义跨学科接口 277

8.2.6将需求分配到工程学科 277

8.3收集子系统规范数据 277

8.3.1收集SysML模型数据 277

8.3.2收集其他工程数据 278

8.4创建共享模型 279

8.5定义子系统物理接口 280

8.5.1从逻辑规范中创建物理规范 281

8.5.2 Speed Demon接口示例 284

8.5.3 T-Wrecks接口示例 287

8.6创建子系统模型 290

8.7定义跨学科接口 291

8.7.1 Speed Demon示例：Control Unit子系统接口规范 291

8.7.2 T-Wrecks示例 293

8.8将需求分配到工程学科 297

8.8.1 Speed Demon示例 298

8.8.2 T-Wrecks示例 299

8.9下游工程开始 304

8.10系统工程还在继续 305

参考文献 305

附录A T-Wrecks利益攸关者需求 307

附录B T-Wrecks系统需求 311