- 系統工程的藝術:用基于模型的系統工程方法構建復雜系統(原書第2版)
- (英)喬恩·霍爾特
- 1822字
- 2024-11-13 10:20:34
2.1.1 系統抽象
當考慮系統工程時,請永遠不要忘記系統工程的初衷,即開發一個成功的系統,這一點非常重要。這句話聽起來像是句廢話,但它更深層的含義是指,構成系統工程的每一項活動都應有助于實現這樣的目標。
與傳統的系統工程相比,考慮MBSE時必須要了解的是關于系統的知識、信息和數據駐留在哪里。在傳統的系統工程中,關于系統的所有知識都存在于描述系統的文檔集合中。而對于MBSE,所有關于系統的知識都放在抽象系統的模型中,如圖2.2所示。

圖2.2 模型的概念
圖2.2展示了“模型是對系統的抽象”這一MBSE中最基本的概念。抽象可以是系統的表達或者是簡化了的系統。模型必須是系統的簡化,否則它跟系統本身沒有任何區別。因此,鑒于模型是系統的簡化這一本質概念,模型中包含的信息也是不完整的。這也催生了“所有模型都是錯誤的”這一愚昧的觀點。在MBSE中,模型的目的是為系統提供一個抽象,以便能夠成功地實現該系統。它的目的不是包含盡可能多的信息,也不是試圖捕獲與系統相關的所有信息,而是獲取足夠使系統成功實現的相關信息。
要時刻銘記這一點,因為在模型中加入更多的信息過于容易,然而這些信息對于所有人來說沒有任何用處。模型中只包含有用的信息,這點至關重要。
模型中的信息會按照特定的集合分組,這些集合被稱為視圖,如圖2.3所示。

圖2.3 模型由視圖組成
圖2.3中的模型由一組視圖組成,每一個視圖都代表一組信息的集合。最重要的是,這些信息是為了增加整個系統工程的價值而存在的,否則就是在浪費時間。因此,為了確定一組信息是否為視圖、是否為整個模型的有效部分,必須回答以下幾個問題:
?哪些干系人想查看視圖?回答這個問題的關鍵在于,每個視圖都需要與一組對系統感興趣的干系人相關聯。干系人的概念已經在第1章中有所介紹,并且明確地指出識別正確的干系人集合是系統工程的重要組成部分。每當請求關于系統的信息時,背后都有著確定的干系人。
?為什么這些干系人要查看視圖?了解每個干系人查看視圖的原因非常重要。作為模型的一部分,視圖必須努力為系統工程帶來價值。因此,必須至少有一個干系人能夠從查看視圖中獲得好處。
?視圖中必須包含哪些信息?了解完整模型之外的哪些信息必須可供干系人查看也同樣重要。
對于某個視圖來說,如果不能回答上述三個問題,那么顯而易見,它就不是一個有效的視圖,因此也不能被視為系統工程工作的一部分。以視圖的形式來展示無用的信息成本非常低,所以每當需要使用視圖的時候應當嘗試回答這三個問題,以保證視圖的有效性。
在成功回答了這三個問題后,還需要考慮第四個問題:
?干系人希望使用什么語言來查看視圖?在與各方干系人溝通時,必須使用干系人能夠流利使用的語言進行溝通。這適用于口語和領域特定語言,本章后面將會對這些內容進行討論。第1章已經對溝通的重要性進行了討論,這是有效溝通發揮作用的領域之一。干系人使用的語言可能不盡相同,對應于MBSE中,這就意味著不同的干系人可能希望以不同的方式來可視化視圖。
確保每個視圖都經過這些問題的洗禮至關重要,否則模型中包含的信息可能無法帶來任何價值,這也是與MBSE相關的一種高風險場景。
另一種與構成模型的視圖相關的高風險情況是,視圖之間必須保持一致性。模型的本質和定義應當是一致的。如果一組視圖中的每一個視圖都與其他視圖一致,那么它們就是一個模型。相反,如果一組視圖中的視圖與其他視圖不一致,那么它們就是數據。一旦模型被建立(所有視圖都創造了價值并且相一致),它就會被用來作為與系統相關的所有信息的主存儲庫。也就是說,每當干系人想要了解有關系統的任何信息時,都可以通過訪問模型以確定答案。
模型有時會被稱為單一事實來源(Single Source of Truth)。這是一個非常重要的定義,它主要包括兩方面的內容:
?模型是系統的唯一表示——它是單一來源。
?模型中的所有信息都是可以經過確定的、盡可能真實的,因此是單一的事實來源。
這個定義存在一些歧義,它并沒有說模型只包含在一個單一的位置中,而是說盡管模型在實際使用時可能會被拆分到多個位置、數據或者工具中,但從概念上講,模型是一個單一的實體。
可以把模型想象成一個龐大而復雜的信息集合,每個視圖都類似于一個可以探究該模型的小窗口。必須提供足夠多的窗口,以便使所有干系人有信心認為該模型已經被充分理解,并且可以實現一個成功的系統,或者說可以執行系統工程。
有關視圖需要理解的最后一個內容是,視圖可以通過多種不同的方式可視化,即可以通過任意數量的不同語言進行交流。這與使用不同語言的干系人概念相同,下文會重點進行介紹。
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