需求開發和需求管理在核電型號項目中的應用研究

艾佳 路云 劉一哲

摘? 要：針對某核電自主化開發型號項目，在項目開始時啟動需求工程，分析需求開發與需求管理過程，演示和指導典型工具軟件的應用，指導型號需求開發與需求管理過程的建立，并形成型號需求開發與需求管理指南文件，解決型號研制過程中存在的和需求相關的（需求不完整、需求來源不唯一、需求分配不規范、需求變更無管理等）一些問題。

關鍵詞：需求開發? 需求管理? 核電型號? 應用研究

中圖分類號：F270? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）08（c）-0134-04

Abstract： For a nuclear power independent development model project， start the requirements engineering at the beginning of the project， analyze the process of demand development and demand management， demonstrate and guide the application of typical tool software， guide the establishment of model requirement development and demand management process， and form the model requirement development and requirement management guide document， so as to solve the problems existing in the process of model development and demand related.（ There are some problems， such as incomplete requirements， non unique source of requirements， non-standard distribution of requirements， no management of requirements changes， etc.）

Key Words： Demand development; Demand management; Nuclear power model; Applied research

核電項目投資大、周期長、風險大，涉及到多個系統、多個學科、多個團隊的協同，導致項目管理難度也很大。某核電型號工程設計在沒有直接參考堆、立足自主研發的情況下，需要的技術領域和接口復雜、參研部門和單位多，在多部門、多系統、多專業設計與研發過程中，還需控制質量，以達到預計技術指標。

為了克服上述問題帶來的技術挑戰，有必要在工程建設前期深入開展工程理論方法應用研究，系統地分析目標系統和設計工作之間的相互關聯關系，以充分支撐型號工程設計工作。國內外核工業的技術發展趨勢表明這是復雜系統設計開發階段的必然要求。

需求是產品或項目的根源，是所有研發設計工作的起點，很多研發團隊的開發混亂的源頭都在于需求沒有管理好。項目失敗或嚴重超支的原因中大部分與需求有關。考慮到型號工程進度要求和設計質量要求，研究了需求工程的意義、需求工程的應用、需求工程方法、需求工程工具等內容;設計了需求開發和管理工作流程、需求變更工作流程等，為型號的工程設計工作提供系統性的方法支撐和科學指導，解決型號研制過程中存在的和需求相關的一些問題。

1? 需求開發與需求管理過程研究

1.1 需求工程發展及簡介

需求工程是隨著系統理論的發展而發展的，早期的系統，規模不大，工程師更多關注的是如何實現系統，需求分析很少受到重視。隨著系統規模的擴大，需求在整個系統開發與維護過程中越來越重要，直接關系到系統的成功與否。人們逐漸認識到需求工程活動不再僅限于系統開發的最初階段，它貫穿于系統開發的整個生命周期。

進入20世紀90年代以來，需求工程成為研究的熱點之一。從1993年起每兩年舉辦一次需求工程國際研討會（ISRE），自1994年起每兩年舉辦一次需求工程國際會議（ICRE）。1996年Springer-Verlag發行了一新的刊物——《Requirements Engineering》。一些關于需求工程的工作小組也相繼成立，如歐洲的RENOIR（Requirements Engineering Network of International Cooperating Research Groups），并開始開展工作。

1.2 需求工程國內外應用情況

國外的大中型公司，對需求開發和管理都非常重視，這點從這些公司傳遞到國內的需求規格說明書的質量上就可以評價出來，質量非常高的，變更的數量會比較少。同時有專人負責維護各個項目的系統需求、子系統需求、零部件需求，當發生變更的時候，可以及時做出變更影響分析，并且維護好新的需求基線。而且，可以快速地傳遞給供應商。

國外軍工行業，由于起步早，意識比較充分，很早進行了開展需求管理。包括美國政府部門IRS、NASA等，加拿大國防部、英國國防部、澳大利亞國防部、Aerospatiale、Airbus、BMW、Lockheed Martin、Matra Marconi Space、BAE System、ESA、Arinc、Boeing等。

國內的公司對這塊工作的開展還處于起步階段。主要是國內項目進度都比較緊張，對于需求管理這種管理性的工作重要性認識不高，因此，將所有的精力都投入到系統設計開發過程中，從而造成后期系統與需求不匹配的情況時有發生。

而對軍工行業來說，大多意識到需要很好的管理需求。包括但不限于航天一院、二院、三院、八院，航空601 所、602 所、607 所、611 所、615 所、631 所，信息產業部 5 所、7 所、10 所、20 所、28 所、38 所、54 所、709 所、總參61 所等。

國際上的核電行業，Westinghouse已開展需求管理，尤其是管理核電廠需求的變更，效果較好。

2? 需求工程在項目中的應用實例

總體設計單位、系統責任單位、設備責任單位依據職責要求，開發設計要求，工作流程參見圖1。總體設計單位定義頂層設計要求，進行總體設計和邏輯分解后，與系統責任單位共同定義系統設計要求。系統責任單位依據系統設計要求和其他設計輸入，進行系統設計和邏輯分解后，與設備責任單位共同定義設備設計要求。設備責任單位依托設備設計要求進行設備設計。其中，頂層設計要求、系統設計要求和設備設計要求均需經由總設計師團隊審核通過后，才能啟動下一步工作，并需納入技術狀態基線進行控制。

設計要求管理包括變更控制、版本控制、要求跟蹤等，主要關注設計要求文件中涉及的設計要求條目的變更。

當總體、系統或設備設計方案不能滿足設計要求時，需要由設計人員提交變更申請，由設計管理單位組織變更影響分析討論會，發布變更決策及變更任務單，待執行變更任務后關閉變更。

設計要求變更工作流程，參見圖2。設計責任單位提交設計要求變更申請，設計管理部門組織變更影響分析會議，由總設計師團隊決策是否同意變更。若同意變更，則由設計管理部門發布變更任務單，設計責任單位執行變更任務，升版相關文件。變更任務執行后，由總設計師團隊對執行結果進行審核，若審核通過，由設計管理部門關閉變更任務單，變更結束。

3? 主要結論

需求工程是一個項目的開端，也是項目建設的基石。需求工程的過程包括了需求開發和需求管理兩個部分。整體需求工程過程在項目啟動后開始，進行需求獲取、分析、定義和驗證，并組織需求評審，以確定需求基線。在需求發生變更時，重新進行需求的獲取、分析、定義、確認和評審，并對需求變更影響項進行識別、風險應對、修改和跟蹤，對需求狀態和變化過程進行統計分析和測量匯報。

開展需求開發和需求管理工作，可以解決型號研制過程中存在的和需求相關的一些問題：

（1）解決目前需求不完整的問題。目前的各分系統需求中，只有接口需求，沒有對分系統自身的其他需求描述，設計開發人員除了接口需求外，沒有其他的可以指導設計開發的需求，容易出現不滿足客戶需求的情況。

（2）解決目前需求分配不規范的問題。目前的各分系統開發過程中，由工藝部門將需求分配到各個專業方向以及設備方向，但是，沒有明確的分配流程及分配要求，只能看到分配結果，對于可能存在的問題，無法進行驗證和跟蹤。

（3）解決需求變更無管理的現狀。目前的需求主要以接口需求為主，但是接口需求的變更過程，沒有受到任何有效的控制和管理，對于接口變更，無法跟蹤變更歷史，無法確認使用接口需求的多方之間是否一致的。

（4）解決需求來源不唯一的問題。目前的需求管理都是基于文檔進行管理的，而且，都是將文檔拷貝到自己計算機上使用;此時，如果進行了需求變更，那么，有可能某些計算機上的需求文檔因為沒有變更而誤用。

（5）解決需求之間無跟蹤的問題。目前的需求之間、需求和設計之間沒有任何跟蹤關系，一方面，無法識別哪些需求之間有關系，哪些需求是對上層需求的分解，另一方面，也無法識別哪些設計是支持哪些需求的，同時，當需求發生變更時，更是難以界定會對哪些子需求以及設計文檔產生影響，這些都可能造成最終設計文檔、產品與需求不一致的問題。

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