ИСУТ АВИА (Информационная Система Управления Требованиями)

В новых условиях, для того, чтобы справиться с проблемами нарастающей сложности, нужны новые технологии выполнения процессов создания систем. Кроме того, необходимы гибкие, адаптируемые комплексные решения, способные  решать возникшие проблемы в их взаимосвязи и динамике.

Компанией Интерфейс создана интегрированная информационная система управления требованиями "ИСУТ АВИА".  Система предназначена для оптимизации процессов проектирования воздушных судов: снижения времени и себестоимости процесса разработки, повышения качества и надежности разрабатываемого изделия, облегчения предъявления сертифицирующим органам доказательств соответствия изделия и процесса разработки авиационным стандартам. 

ИСУТ АВИА (Информационная Система Управления Требованиями)

Современное положение в области создания больших и сверхбольших систем и изделий (воздушных судов, атомных электростанций, нефтяных платформ) характеризуется высокими темпами повышения сложности: растет число компонентов, умножается количество связей между компонентами и подсистемами, большое количество функций управления передается цифровым системам, использующим универсальные вычислители.  Создаваемые системы становятся все более интеллектуальными и автономными. Масштабы создаваемых систем растут, в то же время составляющие их компоненты становятся все миниатюрнее и чувствительнее к внешним воздействиям, одновременно с этим проявляется все больше факторов, которые могут воздействовать на эти элементы: новые химические соединения, новые излучения, новые электромагнитные поля.

Не обошли эти факторы и проблемы развития и авиационную отрасль:

• сложность создаваемых воздушных судов непрерывно и интенсивно возрастает
• возрастанию сложности создаваемых авиационных систем способствует возрастание роли и доли программного обеспечения в них
• непрерывно растут требования к безопасности  создаваемых систем и их воздействию на окружающую среду
• одновременно растут требования к защищенности самих систем от многообразных воздействий окружающей среды
• с возрастанием сложности систем растет количество требований, которые необходимо сформулировать, учесть, проанализировать, оценить на соответствие целям проектирования и верифицировать их соблюдение
• возрастает степень диверсификации производства, растет количество субподрядчиков, вместе с этим возрастает сложность взаимодействия и учета вносимых изменений,  а далее -  сложность комплексирования конечной системы
• возрастающая сложность создаваемых систем,  рост числа компонентов и доли программного обеспечения, увеличение количества субподрядчиков приводят к резкому увеличению объемов хранимой, передаваемой и обрабатываемой информации
• одним из следствий возрастания объемов обрабатываемой информации является необходимость создания и публикации все большего количества документов
• возрастающие требования к безопасности на фоне возрастания сложности создаваемых систем приводят к появлению новых стандартов (зарубежные стандарты ARP 4761А, ARP 4754А, DO 178C, DO 254, DO 297 и их российские аналоги Р 4761, Р 4754, КТ-178В, KT-254) и требований к сертификации воздушных судов
• в новых стандартах требования предъявляются уже не только к параметрам изделий, но и к организации процессов проектирования
• главное место в новых стандартах занимает работа с требованиями (в первую очередь, влияющими на безопасность), обеспечение прослеживаемости связей между требованиями,  хранению и воспроизведению конфигураций, возможность в любой момент проследить всю историю изменения требований, включая причины изменений и ответственных лиц
• усложнение систем, увеличение объема требований и объемов информации, появление новых требований авиационных стандартов к обеспечению гарантий безопасности и гарантий проектирования (учет всех нормативных требований) значительно усложняет процесс проектирования и делает неизбежным применение новых информационных технологий.  Требования к применению для проектирования новых информационных технологий появляются в стандартах. (Рекомендации стандарта ISO 29148:6.2.3.3 прямо указывают на необходимость применять автоматизированные системы для работы с требованиями для создания сложных систем; выполнение требований стандартов DO-287A, DO-330, DO-331, DO-332, DO-333 невозможно без применения современных информационных технологий; необходимость использования имитационного моделирования для оценки комплексных рисков, гарантий безопасности и отказоустойчивости так же требуют специальных сложных компьютерных программ.)
• еще одна проблема, актуальная для российской авиационной отрасли - отсутствие приемственности в проектировании. Уникальные методологии и знания принадлежат небольшому числу опытных конструкторов и специалистов, и не находятся в едином информационном пространстве. Не обеспечивается преемственность и передача знаний.

Для организации работы в соответствии с целями, описанными в новых авиационных стандартах необходимо создавать большое количество различных отчетных форм и документов,  как непосредственно содержащих требования, так и тесно связанных с ними. Наличие таких документов является одним из необходимых условий прохождения сертификации, и эти документы необходимо предъявлять сертифицирующему органу для подтверждения как параметров изделия, так и параметров процессов проектирования. В новых условиях, для того, чтобы справиться с проблемами нарастающей сложности, нужны новые технологии выполнения процессов создания систем. Кроме того, необходимы гибкие, адаптируемые комплексные решения, способные  решать возникшие проблемы в их взаимосвязи и динамике.

Компанией Интерфейс создана интегрированная информационная система управления требованиями (ИСУТ).  ИСУТ реализована набазеинструментов IBM Rational: DOORS, DOORS Web Access, Team Concert и Publishing Engine. Эта система создана в сотрудничестве с ФГУП "ГосНИИАС", и предназначена для оптимизации процессов проектирования воздушных судов: снижения времени и себестоимости процесса разработки, повышения качества и надежности разрабатываемого изделия, облегчения предъявления сертифицирующим органам доказательств соответствия изделия и процесса разработки авиационным стандартам.

Проблема возрастающей сложности и количества требований к создаваемым воздушным судам, их системам и подсистемам  решается в ИСУТ подсистемой  управления требованиями. Эта подсистема  обеспечивает поддержку и автоматизацию процессов  хранения, структурирования, анализа, связывания требований (трассируемости), и версионного контроля большого количества требований (есть практические примеры управления базами с миллионами требований).

Проблема сложности создания и публикации большого количества документов, в том числе самих требований и  документов, создаваемых на основе требований (таблиц соответствия, матриц аттестации, распределения функций и иерархической структуры продукта по требованиям, результатов валидации, результатов верификации) решается в ИСУТ подсистемой  публикации с разработанными шаблонами.

 Рис. 1.  Шаблон в ИСУТ, публикация титульной страницы и листа изменений,  публикация тела документа

Проблема соответствия процессов проектирования новым авиационным стандартам. Данная проблема решается в ИСУТ комплексно, различными средствами и подсистемами. Для примера рассмотрим требования стандарта P 4754, определяющего процессы сертификации сложных бортовых систем воздушных судов.

• Раздел 5.3 - управление требованиями.  Этот раздел определяет, что требования должны собираться, идентифицироваться и типизироваться.  Эта функциональность полностью поддерживается в ИСУТ настроенной и адаптированной подсистемой управления требованиями.
• Раздел 5.4 - валидация требований.  Этот раздел определяет, как требования должны проверяться на полноту, корректность, соответствие потребностям конечных пользователей.  Требования данного раздела поддерживаются подсистемой  управления требованиями с её механизмом обсуждения требований, соответствующими атрибутами требований,  матрицей валидации, отчетами о валидации, а так же разделами и документами в методологии (чек-листами на валидацию требований).
• Раздел 5.5 - верификация требований. Этот раздел определяет порядок верификации  соответствия реализации требований своим требованиям.  Поддержка процесса верификации в ИСУТ осуществляется подсистемой управления требованиями, которая связывает в одной матрице верификации требования, методы верификации и результаты верификации, позволяя создавать и публиковать отчеты о результатах верификации.
• Раздел 5.7 - управление конфигурациями. Этот раздел полностью поддерживается ИСУТ в части управления конфигурациями требований.  Для различных составляющих данного процесса используются различные подсистемы ИСУТ:

o   Идентификация конфигурации требований, установление индекса конфигурации, создание базовой конфигурации, архивация и восстановление - производятся при помощи подсистемы управления требованиями. Эта подсистема позволяет реализовать выполнение следующих задач:

§  Контроль утвержденной конфигурации требований к самолету и его системам в процессе запуска конструкторской документации в производство и изготовления первых опытных экземпляров воздушного судна

§  Отслеживание текущего состояния электронного макета изделия на основании контроля требований к электронному макету

o   Составление отчетов о проблемах,  управление изменениями - обеспечение целостности, управление изменениями - отслеживание - эти составляющие поддерживаются подсистемой формального процесса управления изменениями требований. Эта подсистема позволяет решать следующие задачи:

§  Согласование и утверждение инициированных изменений

§  Регистрация, анализ и управление запросами на отклонение

§  Формирование отчетной документации по текущему статусу изменений

• Раздел 5.8.4 - данные по сертификации. Содержит в себе список документов, которые необходимо предъявить сертификационным органам  для прохождения сертификации. Шаблоны этих документов включены в ИСУТ, и могут быть опубликованы как документы MS Word, а затем заполнены. Но более целесообразно заполнять эти документы непосредственно в ИСУТ, устанавливая соответствующие связи с требованиями и между разделами этих документов при помощи механизма связей подсистемы управления требованиями.

Аналогичным образом в ИСУТ поддержаны  стандарты KT-178B и KT-254. Для каждого из стандартов реализована полноценная поддержка работы с требованиями и набор шаблонов документов, существенно снижающие трудоемкость и вероятность ошибок при выполнении данных работ. Совокупность поддержки процессов согласно стандартам Р 4754, КТ-178В и
 КТ-254  облегчает предъявление доказательств гарантий процессов сертификационным властям.

Проблема быстрого обучения персонала. Решение этой проблемы в ИСУТ обеспечивается за счет предоставления встроенных методологических материалов. Встроенные информационные и методологические материалы по проектированию согласно стандартам Р 4754, КТ-178В и КТ-254 вызываются из меню ИСУТ. В методологии объединена информация по следующим темам: 

• этапы, процессы, операции, шаги проектирования
• роли
• документы
• чек-листы
• руководства
• инструменты

Рис. 2.  Встроенные информационные и методологические материалы

Все эти темы связаны между собой перекрестными ссылками. Таким образом, можно открыть любой процесс, и посмотреть, какие роли принимают в нем участие, какие документы на входе, какие на выходе процесса, какие инструменты и как используются для выполнения той или иной операции.

Кроме того, ИСУТ сопровождается комплектом русскоязычной документации,  технологической инструкцией и учебным примером, позволяющим быстро освоить выполнение основных операций и использование функций системы.

Русскоязычный интерфейс системы, встроенные методологические материалы, русскоязычная документация, технологическая инструкция и учебный пример помогают решать задачу методической поддержки владельцев процессов при разработке регламентов процессов.

Преимущества от внедрения ИСУТ

Внедрение ИСУТ на авиационном предприятии обеспечивает следующие преимущества:

1. Комплексный процесс управления требованиями, находящимися в одном утвержденном и непротиворечивом источнике. Это значит, что требования на систему, аппаратное обеспечение и программное обеспечение будут находиться в одной базе, будут непротиворечивым образом связаны друг с другом, и можно будет легко проследить связь от любого требования к его источнику, к порожденным из него требованиям, к нормативной документации,  регламентирующий это требование, и к процедурам проверки этого требования. Такого рода возможности значительно ускоряют, облегчают, а главное, снижают число ошибок  как в процессе разработки самих требований, так и в процессе проектирования и реализации систем на основе этих требований.

2. Комплексный процесс управления изменениями и конфигурациями требований.  Процесс изменений требований и создания конфигураций является одним из важных источников ошибок при создании сложных систем. Изменения, вносимые в требования и конструкции на одном уровне, зачастую не отображаются на другом уровне. Наличие единого источника требований, а так же единого процесса управления конфигурациями и изменениями устраняет эту проблему, обеспечивая своевременное информирование  заинтересованных сторон о том, что изменение произошло, возможность проследить источник изменения и его распространение на связанные требования и элементы конструкции (модули ПО, подсистемы). Это также дает возможность заблаговременно оценить масштабы, влияние и стоимость вносимых изменений.

3. Методология управления требованиями и методология управления конфигурациями.  Методология представляет собой подробное описание процесса управления требованиями и их конфигурациями, опубликованное в виде веб-портала. В этом описании между собой связываются роли, процессы, операции  и документы. Получается прозрачное и доступное всем заинтересованным лицам описание того, что именно в некоторый момент времени, на определенном этапе должен сделать тот или иной исполнитель (подразделение), какая информация и откуда должна поступить, какая информация и какие документы должны быть на выходе, при каких условиях совершается та или иная операция. Такого рода описание обеспечивает как возможность организации эффективного управления работами по созданию системы, так и возможность оперативного получения информации о ходе выполнения этих работ. При этом значительно облегчается включение в процесс новых сотрудников (принятых на работу, или переведенных внутри  организации).

Рис. 3.  Жизненные циклы сообщения о проблеме и запроса на изменение требований

4. Отчетность и публикация документов в принятом формате. ИСУТ обеспечивает возможность генерировать и публиковать  документацию на основе требований и отчетов о ходе выполнения работ в тех формах и видах, которые приняты в настоящий момент в организации, или которые необходимы для предъявления Заказчику или в сертифицирующие органы.

5. Набор шаблонов, методологию, состав атрибутов и выполнение требований стандартов
P 4754A, КТ-178В/С, КТ-254, что облегчает процедуры доказательства перед сертифицирующими и инспектирующими органами соответствия процессов и результатов работы организации этим стандартам.

6. Дополнительные сервисные функции по обмену информацией (требованиями) при работе с субподрядчиками - либо через обмен выгруженными разделами требований (если у контрагента используется IBM Rational DOORS), либо с помощью доступа к требованиям через веб-интерфейс.

7. Связь актуальной версии требований с определение тест-кейсов и результатами тестирования, позволяющая повысить качество и надежность процедур верификации

Внедрение системы и расширение функциональности

Поскольку ИСУТ является сложным комплексом программного обеспечения, компания Интерфейс предлагает услуги по развертыванию и внедрению системы в продукционной среде Заказчика. Внедрение позволяет получить дополнительные преимущества и выгоды от использования системы:

• более точную настройку и адаптацию всех функций системы под потребности Заказчика
• шаблоны публикации, настроенные под принятые у Заказчика форматы
• настроенный под административную структуру и существующие правила процесс формального управления изменениями и конфигурациями требований
• адаптированную под жизненный цикл Заказчика методологию

В ходе внедрения проводится обучение пользователей работе в системе. Возможно проведение обучения пользователей в ходе выполнения пилотного проекта.

По окончании внедрения обеспечивается техническая поддержка пользователей системы.

Кроме этих преимуществ, которые предоставляет внедрение, возможны так же варианты расширенного внедрения системы:

• Добавление функциональности планирования и отслеживания работ. Входящий в состав ИСУТ инструмент IBM Rational Team Concert позволяет обеспечить планирование работ на основе требований в любой методологии организации проектной деятельности,  будь то традиционная или гибкая методология. В Team Concert включены преднастроенные визуальные компоненты и отчеты, и реализована возможность настроить дополнительные отчеты, обеспечивающие оперативную и стратегическую информацию о ходе выполнения работ в любое время для руководителя любого уровня (и для каждого участника - контролировать свои работы).
• Добавление функциональности планирования и учета результатов тестирования и испытаний. Эта функциональность может быть добавлена за счет интеграции в ИСУТ еще одного инструмента - IBM Rational Quality Manager. Она позволит связать в единое целое требования, работы по их реализации и планы верификации (испытаний).
• Добавление функциональности моделирования встроенного ПО и проектирования на языке UML/SysML. Эта функциональность добавляется за счет интеграции в ИСУТ инструмента IBM Rational Rhapsody. Rhapsody предоставляет пользователям широкие возможности по созданию моделей взаимодействия встроенного ПО с целевой микропроцессорной архитектурой, и анимирования ее в разных форматах времени, как на эмуляторах микропроцессоров, так и на реальных физических устройствах.
• Добавление функциональности бизнес-моделирования, системного моделирования и моделирования программного обеспечения за счет  интеграции в ИСУТ инструментов IBM Rational System Architect и/или IBM Rational Software Architect.
• Расширение номенклатуры шаблонов документов под стандарты серии ГОСТ 34 "Стандарты информационной технологии", серии ГОСТ 19 "Единая система программной документации (ЕСПД)", ГОСТ Р 51904-2002 "Программное обеспечение встроенных систем. Общие требования к разработке и документированию", и под другие руководящие и регламентные документы, предоставленные Заказчиком.
• Добавление интеграции с распространенными системами проектирования, CAD/CAM/CAE/PLM/PDM системами (Siemens Team Center, Аскон, Dassault, Intergrapf, SolidWorks). Интеграция осуществляется за счет сочетания гибкости встроенного языка программирования и возможностей интерфейсов (сервисов) OSLC. Глубина интеграции может варьироваться от простой передачи данных между системами до полной интеграции, с управлением процессами по событиям.

Контактные данные для  получения дополнительной информации:

тел.: +7 (495) 925-0049

mail@interface.ru

Справка о компании "Интерфейс"

Более 15 лет компания "Интерфейс" выполняет поставки, обучение, внедрение программного обеспечения IBM Rational. Компания "Интерфейс" обладает статусом IBM Premier Partner, высшим статусом в иерархии партнеров IBM, что подтверждает её высокий уровень компетенции в области поставок, лицензирования и внедрения программного обеспечения IBM Rational. Сертифицированные технические специалисты обеспечивают внедрение решений IBM Rational, техническую поддержку пользователей, обучение сотрудников заказчиков и сопровождение проектов.

За годы работы на рынке компанией накоплен большой опыт по поставкам решений, внедрению, консалтингу,  обучению, техническому сопровождению  в том числе, в таких организациях аэрокосмической и оборонной промышленности, как: ФГУП "ГосНИИАС", ОАО "НПК "Иркут", ООО "ОАК - Центр Комплексирования", ОАО "Московский институт электромеханики и автоматики", ФГУП "НИИ Авиационного оборудования", ОАО "Ульяновское конструкторское бюро приборостроения", ОАО "Всероссийский научно-исследовательский институт радиоаппаратуры", ЗАО "Гражданские Самолеты Сухого", ОАО "ОКБ Сухого", ЗАО "ИТТ" (Инерциальные Технологии Технокомплекса), ОАО "Раменское приборостроительное конструкторское бюро",  ФГУП "ЦНИИ ЭИСУ" и др.