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学术特辑|有效系统设计九法则之以终为始原则
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2022.05.04 湖北

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我们在九法则开篇中一再强调,系统工程的主要任务是界定问题,寻找方案,那么系统设计问题,无非就是EA问题与SA问题的综合(特殊情况下也可以是其中之一),无一例外。以目标系统为衡量标准,EA解决该系统的需求分析、定义与确认,SA解决系统该怎样进行分解、实现与集成。系统工程首先要明确的是,在这两个问题上,需求的最终形式是什么,如何保证它的正确性、完整性和一致性;方案的最终要素包含什么,如何验证它对需求的满足性。

可以说,在整个系统研发项目中,用户的价值主张才是最终目标,而需求与方案是这个终极目标的落地形式与保障,其他一切过程都是实现该目标的手段,这一点至关重要。本法则与开发规范无关,不是对某个特定过程的盲目投入,甚至连视图和模型本身都不是目的。事实上,它甚至和最后系统交付结果也无关,而只是一种获得预期结果的方法。在不引入意外后果的情况下,满足用户的需求就是全部内容。唯一满足需求的因素是这些需求表达了用户的实际需要,由此用户和利益相关者才能真正地从解决方案中获益。

EA建模以需求为中心的龟背图
以终为始,要求完成系统工程任务目标的手段,即设计过程的完整性。需求从何而来——从EA模型的设计过程而来,那么需要严格思考EA模型中的哪些步骤、视图提供了需求相关要素的获取形式,比如系统的功能来自哪里?这些功能附带的性能指标和关键质量特性(安全性、稳定性、易用性等)又如何提供?系统的对外接口如何定义,系统功能执行的运行行为又如何约束?同样,方案如何制定——从SA模型的设计过程而来,这时需要严格思考的是,SA模型的哪些视图支持了可分配至分系统的细化功能定义?这些功能条目如何进一步划分其性能指标和质量特性?分系统间的接口如何定义,接口协议如何确认?分系统的运行行为如何验证?

SA建模以物理架构(部署)方案为目的的工作步骤示意图

基于以上一系列问题,系统工程的有效实践要求从始至终在每个关键过程上保持对建模目标(无论是捕获需求还是形成解决方案)的支持,所做的一切都应该为这个目的服务。流程、规范和模型都可以帮助实现目标,但是为不适用的流程、规范和模型投入过多精力可能会适得其反。设计过程没有明确的方向是不可行的,系统工程师应从开始就清晰定义问题,并最终完成设计选择。以终为始原则要求在做任何事之前,都要先认清方向。这样不但可以对目前的处境了如指掌,而且在追求目标的过程中不至于误入歧途,白费工夫。

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