方案工程

方案工程 第一讲：方案工程概述与课程介绍,(C) COPYRIGHT IBM Corp., 2008 (C) COPYRIGHT Peking University., 2008 Reproduction, redistribution, transmission of part or all of the contents in any form by any means, and/or preparation of derivative works thereof without the prior permission of IBM Corporation and Peking University is prohibited other than the following:-you may print or download the contents for your personal and non-commercial use, and-you may display the contents for the purpose of classroom discussion.,内容,第一部分：为什么开设此课程？（Why）第二部分：什么是方案工程？（What）第三部分：课程介绍/这门课如何上？（How）,第一部分：为什么开设此课程？,解决方案举例从IBM公司看解决方案的市场现状中国解决方案的市场情况当前开发解决方案的问题何在？相应的研究情况IBM公司的相关研究北京大学的相关研究本课程的开设背景,解决方案举例,从IBM赢收看IT解决方案的市场现状,从IBM赢收看IT解决方案的市场现状,Solutions,Source: S&D Solution Leadership Initiative,Spectrum of client solutionsProduct, Product bundle, Service offering, Configurable offeringAt a macro level, 54% of IBMs annual revenue is SolutionsA large portion is comprised of IBM Global Services managed operations and consulting & systems integration engagements,Retail,中国IT解决方案的市场情况,银行业,保险业,零售业,电信业,解决方案的市场增长迅速,当前开发解决方案的问题何在？（1）,一、解决方案的现状解决方案 漫天飞，无所不包！Google、百度可查到无数解决方案“百度一下，找到相关网页约45,000,000篇，用时0.001秒” “信息堆积”的趋势一般的方法：通过经验化的模版指导开发过程针对问题进行具体分析收集、整理经验提供技术手段解决相关问题综合形成解决方案解决问题了吗？问题复杂性、技术多样性、综合成效如何判定？需要决策、选择的因素太多。如何做呢？专家专长（言传身教）系统化方法（工程化方法）,IBM it优化解决方案网络教育服务全方位解决方案美国ROSE数据中心机房管理解决方案 智能卡的解决方案 华为3Com金融业EAD解决方案 视频会议解决方案 远程教育解决方案视频编辑解决方案网站解决方案：中小型应用解决方案中小企业解决方案 监控解决方案电子政务解决方案进销存解决方案小区宽带解决方案.,为何解决方案会出现这些问题？Two articles published by McKinsey: 为解决方案定价，让解决方案成为答案解决方案不只是简单地把一堆相关的软硬件组合到一起，也不仅仅是把客户提供的产品和服务整合起来。只有当供应商和客户共同合作，根据客户的需要设计产品和服务并把它们集成为一个独特的整体，并且能够最完美地满足客户的需要，这时候，供应商才能说自己提供了一个真正的解决方案。解决方案供应商应该获得最大的利润空间，因为它们创造了新方法把组件结合到一起，使解决方案的整体功能性超过任何一种其他的选择，并且使客户不再需要同众多的供应商交易，也不用亲力亲为来集成组件和服务。客户还可以从合作性关系中获得价值，解决方案供应商与客户之间的合作关系使得供应商承担了一部分原本属于客户的风险，并且为客户的部分业务提供责任担保。解决方案供应商能获取较高的利润是因为一个完整集成的解决方案的价值远远超过各个组件的价值之和。,当前开发解决方案的问题何在？（2）,当前开发解决方案的问题何在？（3）,二、方案工程的情况各主要公司都设计了如何制作解决方案的技术途径IBM：SOMA一种方法（概念+过程），用于指导开发面向服务的模型和架构（现有的一种面向特定领域的“方案工程”方法）以SAP的ERP定制、咨询、服务技术为代表的ERP产业但是否可以形成较为系统的方法学呢？目前尚无实际上对方案的开发，缺少具体的技术、方法指导结论：市场很大，缺乏人才。需要研究系统化的解决方案开发过程：解决方案的生命周期，开发方案的过程 ，方案的质量保证技术？,IBM公司的Solutions Engineering研究,北京大学关于Solutions Engineering的探讨,北京大学的软件工程学科研究杨芙清院士创立，始于1983年目前国内最大的大学软件工程研究团队队伍大（约三十名专业教师）研究方向全（几乎覆盖软件工程各技术领域）具有一定国际影响力在国际主流会议上发表论文 ICSE 2+2、FSE 2国际会议特邀报告多次，包括ICSE06技术研发路线：软件-服务-方案2005年底，杨老师与IBM中国研究院院长李实恭博士会谈，确定合作研讨“Solutions Engineering”，并将其中文定为“方案工程”2006年，“北京大学-IBM方案工程联合实验室”成立方案和软件的关系？方案工程和软件工程的关系？软件的狭义性和广义性,关于本课程的开发,为深入研究方案工程需要较为全面的概念定义、技术研究、方法实践研究的目的在于推广本课程将由：IBM中国研究院、北京大学信息学院软件研究所、北京大学软件和微电子学院三方合作开设2008年是本课程第一次开设课程的开设和相关研究是同时进行的,第二部分：什么是方案工程？,什么是方案？什么是方案工程？方案工程的范畴包括哪些？,什么是方案？,解决方案的定义和包含的成分：一个SOA解决方案的框架,一个解决方案是一个能解决客户业务或IT问题的交付物，该交付物是通过集成来自一个或多个公司的技术和高价值的服务而产生的。【A “solution” is an offering from one or more companies that combines technology and high-value services to solve a clients business or IT problem】,Tell me the problem. Let me help!,Select some,一个小故事,I encounter a problem,We provide all kinds of products (software, hardware, service, system),Existing products are not satisfying,Client,Solution provider,Service,Software,Hardware,System,Product provider,XX的供应商,XX零售商,YY软件提供商,IBM,ZZ硬件提供商,ZZ的零部件供应商,Server,Server,零部件,DB2,WBI-SF,DB2 +,WBI-SF,培训,安装培训,软件服务,使用费,开发研制费,软硬件成本,Server,供应链系统+,已有的软件:供应链系统,Value-added Actions:系统客户化和集成,代购费,Problem:业务流程因为没有自动化，业务效率低。业务人员无法追踪业务的状态。信息共享差。,Earned Money:$,Earned Money:$,Value-added Actions:业务流程捕获和分析；业务流程自动化设计和实现；业务流程监控设计和实现；价格分析,WBI-SF:WBI server foundation,业务流程自动化软件业务流程监控,定价服务,方案提供商,客户,终端用户,例子：一个零售业的业务流程管理和信息共享解决方案,例子：解决方案中包含的元素,开发的组件,客户的问题,信息共享,流程自动化,流程客户化,界面客户化,培训,定价模型,选择,创建新的,客户化,集成,方案中的元素,国内IT业主流方案的演化历史,解决方案是早已存在的概念（在西方，Solution一词不是现代出现的词汇）在IT业，解决方案广泛存在于各类复杂的问题国内IT业方案的演化历史：（系统集成商）1980年代中期：机器购置配置方案（硬件）1990年代初期：信息化建设方案（成套机器购置方案，成套硬件）1990年代中期：网络配置建设方案（硬件+网络）1990年代后期：信息化应用建设方案（硬件+网络+基础软件+应用环境）2000年代初期：应用建设方案（硬件+Internet、局域网络+基础软件+安全软件、设备+应用环境+特定应用软件开发与运行、维护）现在：（硬件+网络+基础软件+应用软件+服务）国际上，软件外包、服务外包已成为趋势结论：解决方案的内容在不断变化技术含量日益提高方案的开发越来越复杂,什么是方案工程？,Solution Engineering is (1) the application of a systematic, disciplined, quantifiable approach to the design, development, deliver and maintenance of satisfying solution in a replicable, predictable and efficient way; that is, the application of engineering to solution (2) the study of approaches as in (1)Typically the lifecycle process of solution engineering will include the following key steps.,方案的生命周期,特定方案的分析,特定方案的集成,特定方案的支持,设计，方案组合(Portfolio)的规划,营销,售前/销售,方案开发,方案交付,售后支持,方案工程弥合两种方案开发方法的距离,为客户开发,资产的收集和获取,方案和组件的设计描述,产品类型的方案开发方法,面向客户的方案开发方法,客户化,方案工程目的是结合产品开发的学科理论和面向客户开发的灵活性来提供更高效的方法来开发更高质量的方案.,c,Customer Engagements,Products,SolutionsEngineering,Its more than just rules, tools, and schools!*,Solution Production,Engagement & Delivery,我们现在处于方案工程的那个时期？,1890-1910年手工生产价格昂贵少数富人身份的象征环境：机械工业和石化工业的发展,1910年后流水线生产价格低廉：相当于工人一年工资普通人可以消费环境：更多的路,现代：流水线生产，机电一体化，计算机辅助设计和加工价格更低廉：新的金融措施（如贷款/分期付款）开始追求个性化环境：高速公路，新的经销方式,启示：大环境及发明创造带来革命性的产品,启示：自动化带来效率的提高和成本的降低；基础设施环境和金融环境会影响需求的规模,启示：信息化带来进一步质的飞跃,?,Wikipedia: The application of scientific and mathematical principles to practical ends such as the design, manufacture, and operation of efficient and economical structures, machines, processes, and systems.,Retail,银行业,保险业,零售业,电信业,解决方案的市场增长迅速,中国IT解决方案的市场情况 人才的需求巨大,研究内容,本研究立足于IT业的方案及方案工程，研究以下内容：如何获取和分析需求如何设计与实现方案如何对方案进行质量保证如何进行资产复用如何进行方案实施与管理,方案工程和其他学科的关联关系,SolutionsEngineering,ServicesSciences,MgmtScience,SoftwareEngineering,SocialSciences,Systems Engineering,Tools and lifecycle, configuration and testing, etc,Process models, analysis, execution Product and service management,Management of solution from the services aspects,User centric design Organization and human behavior,Inclusive engineering, combination of physics and software with economics,系统工程 vs 方案工程（1）,系统工程：把自然科学与社会科学中的某些理论和策略、方法联系起来应用现代数学和电子计算机等工具解决复杂系统的组织、管理相控制问题，以达到最优设计、最优控制和最优管理的目标。一般认为，系统工程是综合性的管理工程技术。基本管理要素是：人、物、财、目标、机器设备、信息六大因素。发展起于二战后期，钱学森有巨大贡献适应社会化大生产和复杂的科学技术体系的需要 何为系统？A system is a construct or collection of different elements that together produce results not obtainable by the elements alone. 系统工程的基本方法是：系统分析、系统设计和系统的综合评价。具体地说，就是用数学模型和逻辑模型来描述系统，通过模拟反映系统的运行、求得系统的最优组合方案和最优的运行方案。系统工程的目的是解决总体优化问题，从复杂问题的总体入手，总体大于各部分之和，各部分虽较劣但总体可以优化。系统工程主要技术领域：决策论(decision theory), 统计方法（statistics）, 最优化方法（optimization）,系统工程与方案工程的关联性系统工程是以大型复杂系统为研究对象，按一定目的进行 设计、开发、管理与控制，以期达到总体效果最优的理论与方法。 系统工程是一门工程技术，但是，系统工程又是一类包括了许多类工程技术的一大工程技术门类，涉及范围很广，不仅要用到数、理、化、生物等自然科学，还要用到社会学、心理学、经济学、医学等与人的思想、行为、能力等有关的学科。 本课程讨论的方案工程可以看作是系统工程思想、方法在IT产业的具体化更进一步，主要是采用系统工程的思想解决由Processes, Products, People (Services, Insights & Knowledge) 等成分构成的方案的开发、运行和评估问题。,系统工程 vs 方案工程（2）,软件工程 vs 方案工程（1）,计算机软件计算机系统中的程序及其文档。程序是计算任务的处理对象和处理规则的描述，文档是为了便于了解程序所需的阐明性资料。程序、文档、代码、数据、测试案例软件：人们思维的抽象与运行体特性：变化性、构造性、演化性、复杂性、正确性方案与软件的差异构成成分：软件：代码、文档、数据等方案：服务、软件、组织等运行环境：软件：计算机方案：更为复杂，可能是社会组织,方案是软件吗？,对当前一般所言的方案：在IT业，方案广泛存在于各类复杂的问题。方案是针对一定需求而设计的一个总体的规划，可能包括大量软件、设备、甚至是人员、组织、环境等要素。狭义的软件主要指程序和相关的文档，这只是方案中的一种构成成分。对比 方案和狭义软件：方案是否可以成为一种广义上的软件？软件技术是否可以扩展支持方案呢？,相同：都是对客观现实问题给出的解都具有可操作性都具有演化性、构造性、易定制性都是人类知识的凝练和表述,不同：两者的构成成分类型不同方案解决的问题更具有复杂性狭义软件有较为成熟的工程化开发方法和数学模型狭义软件具有计算机硬件这一运行平台,从现有的软件技术扩展 是否可以支持方案的开发呢？,是否可以从两种服务类型的共性抽象出来：方案的严格定义方案的工程化开发方案的理论模型方案的语法、语义、语用,方案 vs 软件,构成成分：软件：代码、文档、数据等方案：服务、软件、组织等运行环境：软件：计算机硬件方案：更为复杂，可能是社会组织+计算机硬件+是否可以通过抽象的服务，将方案中复杂的多类型构成成分归结为一阶服务实体？是否可以将复杂的社会组织等抽象、归结为类似计算机硬件的虚拟计算平台？,讨论：Solution应该有哪些特性？,solution应该具有何种规范化特性？规范化（形式化）的描述（比如以一种特定的文档结构描述），才可以机器自动被评估、开发和验证。solution是否应该是可执行的？若仅仅是一个描述文件（目前的方案大部分是一个DOC文档或PPT文件类型），那么方案的语法和语义都不可机器识别，也就不能够形成一套机械化、工程化的开发了。solution是否该可以部署？这是与可执行性直接相关的。solution应该是可验证、测试、分析的。由此引发了Solution所针对的需求是否也应该可以形式化呢？,IEEE1993 软件工程：将系统化的、规范的、可度量的方法应用于软件的开发、运行和维护的过程，即将工程应用到软件上。 计算机大百科全书软件工程：研究如何综合应用计算机科学与数学原理来高效、高质地开发软件。主要包括：以软件开发方法为研究对象的软件方法学，以软件生命周期为研究对象的软件过程，以及以自动化软件开发过程为目标的CASE工具和环境。 方案工程：“Solution Engineering is (1) the application of a systematic, disciplined, quantifiable approach to the design, development, deliver and maintenance of satisfying solution in a replicable, predictable and efficient way; that is, the application of engineering to solution (2) the study of approaches as in (1),软件工程 vs 方案工程（2）,方案工程 与 软件工程研究的关联性：许多研究方面是一致的（软件的特性、软件概念的扩展性）。软件工程研究是方案工程的一项基础学科（软件、服务均是方案的构成成分）在软件工程各方面可以考虑对人员、服务、知识等资源的扩展方法例如在资产管理中，需要将新的服务类型、人员类型等和知识管理等的管理方法加入，同样在验证、测试等方面也将是加上这些特定内容的一种集成化方法。知识表示与管理将是一个重要的内容，该内容可作用在需求、分析、设计、测试等各个方面。,软件工程 vs 方案工程（3）,我们的一些探讨：,1、Solution Engineering包括哪些方面？Solution本身的定义（语法、语义、语用）；Solution 的生命周期模型；对Solution分析、设计、开发、编码、测试、度量、验证、部署、升级等的全面技术与方法。管理Solution开发的工程化方法。类似ISO9000CMMIISO12207等的管理过程。,2、Solution Engineering和复用的关系在Solution的定义可以看出，Solution比软件和服务具有更高层次，可见其复用特性更为明显：一是大粒度的构成成分具有良好的复用性；二是高层次的复用需求对于开发人员来说更为作用显著。由此solution的生命周期模型等都将充分体现出基于构件复用的软件开发方法（CBSD）的特点，比如领域工程、资产复用、应用工程等。CBSD的研究和实践为方案工程提供了相适应的技术基础。构件 服务 构件组装 服务组合,第三部分：课程介绍/这门课如何上？,课程的教学特色课程的教学目的课程的教学内容课程讲授方式选课学生要求课程的教材或参考书课程成绩的评定授课时间和教师安排,课程的教学特色（1）,来自IBM中国研究院和北大信息科学技术学院软件所的多位经验丰富的老师的精彩授课,谢冰 北京大学信息科技术学院软件研究所教授，副所长 研究方向：计算机理论科学、软件工程和分布式系统,孙艳春 北京大学信息科学技术学院软件研究所副教授研究方向：软件工程及软件开发环境、软件复用及软件构件技术、软件体系结构、协同软件工程等,Huang Ying: 美国纽约IBM 华生研究中心资深研究员，目前在IBM中国研究院担任网络服务技术研究部高级经理，总架构师。 研究方向：软件及服务平台有关技术，面向服务架构，模型驱动架构，供应链管理及决策支持系统,苏辉IBM中国研究院高级经理，高级资深研究员研究方向：服务科学,管理和工程,孟繁晶IBM中国研究院研究员研究方向：可复用资产的获取、管理及复用技术，基于复用的方案需求获取与分析技术等,张伟 北京大学信息科学技术学院软件研究所讲师研究方向：领域工程，面向特征的软件复用,麻志毅北京大学信息科学技术学院软件研究所副教授研究方向：软件工程环境和软件建模技术,周欣IBM中国研究院资深研究员研究方向：服务创建，方案工程,王亚沙北京大学信息科学技术学院软件研究所副教授研究方向：软件过程、Web Services技术、软件模式,张路北京大学信息科学技术学院软件研究所副教授研究方向：程序理解、SOA、基于构件的软件开发、软件测试等,谈华芳IBM中国研究院研究员研究方向：SOA测试和质量管理,李中杰IBM中国研究院资深研究员研究方向：软件测试，SOA,杨顺祥 IBM中国研究院 资深研究员 研究方向：行业解决方案，资产获取/管理/重用,刘英 IBM中国研究院资深研究员研究方向：服务创建，方案工程,赵俊峰北京大学信息科学技术学院软件研究所副教授研究方向：软件复用与构件技术、Web Services技术、软件构件管理技术等,朱俊IBM中国研究院经理 资深研究员研究方向：服务构建技术，建模技术，软件工程，行业方案,课程的教学特色（2）,主要采用案例教学方式授课灵活、有趣并有一定挑战性的案例讲评与讨论,课程的教学目的,使学生了解方案工程的基本原理、方法和技术，通过实际案例的介绍使学生对方案工程的内容有较全面的理解和掌握。 使学生了解方案工程中相关的主要工具及系统的使用方法。 使学生能够应用方案工程的理论知识，综合软件工程、面向对象、SOA等多方面知识和技能，参与具体的方案工程实践。 本课程的学习和实践，为学生未来从事方案咨询、方案开发与实施、方案项目管理等工作奠定坚实的基础。,课程的教学内容（1）,一、方案工程概述与课程介绍1、为什么开设此课程？2、什么是方案工程？3、课程介绍/这门课如何上？,二、需求捕获与分析1、需求：介绍需求的定义、方案工程中需求的定义、需求的作用和意义、需求包含的基本内容、需求的特征、需求的表现形式以及需求的生命周期；2、需求捕获：介绍需求捕获的方法、过程、技术和需求捕获时使用的工具；3、需求分析：介绍需求分析的定义、需求分析的方法、过程和工具、需求的可实现性分析、需求冲突分析和正确性检查；4、需求的质量保证和变更管理：介绍与需求捕获与分析有关的质量控制与变更管理。,课程的教学内容（2）,课程的教学内容（3）,三、方案的设计与实现1、方案的设计：介绍方案设计的基本概念、设计方法与过程、业务体系架构和IT体系架构。本部分也主要结合例子来介绍主要概念、方法和架构；2、方案的实现：介绍方案实现的基本概念、服务的实现与选择、服务的集成等技术。,四、方案质量保证1、概述：介绍质量和方案质量的概念、方案质量模型的概念、方案质量计划的概念、方案质量控制的概念，以及方案质量保证的概念； 2、方案质量计划：介绍质量计划的目标和要素、质量计划的内容、质量计划制定的原则/方法、以及质量计划实施体系；3、方案质量控制：介绍质量控制技术，包括测试、技术评审、静态分析、动态分析、模型检查等，以及介绍在方案生命周期各个阶段的质量控制; 4、方案质量保证：介绍方案工程中的过程、项目过程的质量控制、质量保证的手段、以及质量保证的组织结构和角色等。,课程的教学内容（4）,课程的教学内容（5）,五、资产与复用1、概述：介绍方案资产的概念、资产的基本类型、复用的概念、以及复用的基本类型；2、方案工程中的资产：介绍资产的生命周期、资产的规划、资产的获取、资产的管理、资产的复用、资产的演进、方案资产的评估与质量管理；3、方案工程中的复用：介绍复用的目的、需求捕获与分析中的复用、方案设计与实现中的复用和质量保证中的复用；4、方案工程复用过程：介绍方案生命周期的中复用的过程。,课程讲授方式,主要采用案例教学方式授课：（1）每部分基础知识介绍和案例分析相结合（2）四次案例汇报与讲评课（每次3学时）学生分组进行汇报，其中每组汇报25分钟，老师讲评5分钟，按组打分，最后30分钟做总评。每次案例汇报与讲评课，每组3名学生做汇报，而且每个学生每学期汇报