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文档简介
本部研发规程培训
系统方案设计与硬件概要设计规程日期:Sunday,February23,2025版本:V1.0系统方案设计?硬件概要设计?倾听。。。
第一章综述第二章通用概要设计规程第三章系统方案设计规程第四章硬件概要设计规程第五章总结目录
综述在本部产品开发高端流程图中的位置
(占据1+1/3个框)
综述
产品、产品组件、元素
产品(product)
实例:一件衣服;一辆汽车;一套波分设备;。。。
定义:指在市场上形成单独销售的开发实现。产品组件(productcomponent)
组件实例:面料、纽扣、拉锁等;发动机、方向盘、轮胎等;网管系统、硬件系统等;。。。组件定义:构成产品的更低级的部件。组件经过集成方能“建造”出更高级的产品。一个产品可能有多级产品组件。
组件中还可能包含更小的下一级组件。元素(element)
元素实例:光器件、IC、电阻、电容等。元素定义:最小的即不需要再细分的组件称为的元件。系统系统:由相互制约的各个组件组成的具有一定功能的整体。系统有边界、有外部环境。系统种类繁多,大小各异。系统的结构:组件(元素)与组件(元素)之间关联方式的总和。系统通过关联把其组件(元件)整合为统一的整体。功能--系统能做什么实例:波分产品提供光传输通道。定义:系统行为(从外界可以探知的一切变化)所引起的、有利于环境中某些事物乃至整个环境存续与发展的作用。性能--系统完成指定功能能力的好坏实例:误码率、光信噪比等。定义:在内部相干和外部联系中表现出来的特性和能力。性能是功能的基础。综述系统综述 产品的递归特性递归(recursion)
产品包含组件,但组件也可能是产品。波分产品包含网管系统、硬件系统等组件,但波分产品是运营产品的组件。一个产品(或系统)包含组件,并且是一个更大产品(或系统)的组件。产品(或系统)具有递归特性。产品包含若干一级组件,一级组件包含若干二级组件,。。。等等。反之,一级组件组成了产品,二级组件组成了一级组件,。。。等等。
3!=3*2!=3*(2*1!)=3*(2*(1*(0!)))=3*(2*(1*1))=3*(2*1)=3*2=6(包含了分解与集成的含义)。
递归的重要特性--能回溯到起点。说话时,自圆其说;设计时,自圆其设计(递归设计)。
产品设计流程不仅应适用于“产品级(系统级)”,也应适用于“产品组件级”,因为产品组件可能也是产品。
设计流程(包括需求开发、概要设计等流程)应具有递归特性,能够适用于产品的不同层级。
“通用概要设计”流程反映了产品的递归特性目前状态产品具有递归特性,需要对产品组件进行分层。然后对组件进行分层设计。产品需求开发的流程与模板已经统一。但开发方案的流程与模板未统一。未来状态为满足产品设计流程的递归特性,开发方案的流程归结为“通用概要设计”流程。进而定义统一的方案开发模板。
未来状态
综述 产品的分层设计过渡方法
事业部目前的产品分层设计情况
系统级(产品级)-------系统设计硬件系统(单板系统)级、软件系统级、结构系统级-------硬件/软件/结构概要设计 单板硬件级、软件级-------详细设计为与事业部现有以及未来的产品设计水平相适应,引入了《产品分层设计规范》。《产品分层设计规范》中定义与现有设计水平相适应的分层设计方法,以便与现有流程对接。由于开发产品各层级方案时调用统一的通用概要设计流程,具备了缩短开发流程的基础。引入《产品分层设计规范》后,可以对产品分层设计进行控制,并逐渐减少设计层次。
《产品分层设计规范》需要单独定义。其内容包括:产品设计的分层方法;各层级之间的相互关系;文档关系;产品线(族)架构设计规范等。
综述 产品的分层设计(续)概要设计(preliminarydesign)
简言之,在产品架构的基础上开发、评估并选择设计方案。
概要设计=架构定义+方案开发 概要设计旨在自上而下地进行产品及产品组件的构架定义与优选、方案生成和优选。包括产品分解、产品组件识别、系统状态和模式、主要互连接口和外部产品接口。需要将需求逐级分配到产品组件中,并产生相应层级可行的组件设计方案。对应一组需求,可能有多种设计方案。
对产品设计的每一层级,都要进行架构定义与方案开发
对于产品,有产品级的架构与方案;对于产品组件,有组件级的架构与方案,但架构定义与方案开发的流程是相同的。在产品设计的每一层级,均可调用通用概要设计流程,完成产品该层级的架构定义与方案开发。
综述概要设计与需求开发流程的关系
(1)需求开发产生功能需求、性能需求、质量需求等,而需求驱动概要设计产生相应的架构与方案,从而可以将功能、性能和质量设计到产品中;(2)需求开发定义抽象模块,而概要设计定义抽象模块对应的物理模块,并建立二者之间的对应关系,从而将模块化根植在产品设计中;(3)由上一层的概要设计可以产生下一层组件需求,而下一层组件需求开发可进一步细化产品需求,依此不断递归,直至完成所有层级的需求开发和概要设计。与工程研制流程的关系
(1)概要设计提供(单板级的)架构与方案,而架构与方案可用于驱动工程研制;(2)概要设计定义物理模块,而工程研制阶段完成物理模块的详细设计与实现。 综述通用概要设计流程与其它主要设计流程的关系综述通用概要设计流程的适应性适用于:系统方案设计、硬件概要设计等。进行系统方案设计与硬件概要设计时均调用通用概要设计过程模块。不适用于:软件概要设计/结构概要设计架构(architecture)对系统的构成进行分解,按一定的准则将之划分成若干个相对独立的组件,对组件的属性(包括功能、性能、软硬件接口、工艺结构特性和可信性等)和它们之间的联系(接口界面)进行详细定义,并给出相应的系统构成几何结构图,这就是系统架构。系统架构是描述如何以实体组件实现系统各功能单元,并使各组件相互关联的配置方案。架构可用一个或若干个结构视图来描述。
示例:硬件系统的架构(1)组件:单板等硬件组件、机架等结构组件、等等;(2)组件的外部属性:NCP(F)对于各单板的外部可见属性为网元处理功能、性能及其接口(H口、S口等);(3)组件之间的关系:NCP(F)与其它单板之间的相互关系以及监控类、业务类单板之间的相互关系等。架构的结构视图可以从不同的角度去描述架构,从而产生不同的结构视图。比如,执行结构(前面的系统示意图)、模块互联结构、部署结构(几何结构)视图等。架构的几何结构视图架构的几何结构视图是硬件产品架构的主要视图之一。右图为部署结构图(又称几何结构图)。
综述
架构架构的模块互联结构视图架构的模块结构视图是产品的主要视图之一(如右图所示)。图中:(1)PM为物理模块;(2)至少有M1+M2+…+Mn个模块;为更好地开展模块化工作,引入了抽象模块与物理模块的概念,并反映到流程中。
综述
架构(续)综述
抽象模块与物理模块
抽象模块(abstractmodule)
抽象模块示例:实现加、减、乘、除的浮点运算功能,运算速度不大于1us(及其它需求)。
抽象模块:在需求开发阶段定义的与物理实现无关的模块。在需求开发阶段使用抽象模块完成产品功能、性能等的定义。通过对子功能进行逻辑分组(归类),形成抽象模块。抽象模块出现在《研制规范》中。物理模块(physicalmodule)
物理模块示例:一个实现加、减、乘、除子功能的对象模块(CPU);四个分别实现加、减、乘、除的子功能模块(软件);四个分别实现加、减、乘、除子功能的VHDL模块FPGA);DSP实现加、减、乘、除子功能(硬件)等等。
物理模块:在概要设计阶段定义的与抽象模块对应的具体实现模块。抽象模块对应的物理模块可能是软件模块,也可能是硬件模块。一个抽象模块可能对应一个或多个物理模块。在概要设计阶段使用物理模块来实现需求开发阶段抽象模块的功能。物理模块为产品的组件或构成产品组件的更低级组件。物理模块的详细设计与实现在工程研制阶段进行。为了统一模块化工作,将引入《模块定义规范》。
综述
架构需求
架构需求包括:(1)功能架构需求(包括功能与性能需求等);(2)质量需求(功能可扩展性等);(3)业务目标;(4)组件来源(采用已有组件、需要研制组件、采购);(5)其它。质量需求的量化在需求开发阶段,可通过QFD(qualityfunctiondeployment)将质量需求转换为质量特性,并将质量特性分配到功能架构中。架构需求的产生阶段在需求开发阶段产生架构需求,包含在《研制规范》中。
综述
功能架构功能架构(functionalarchitecture)分层的功能配置,内、外功能接口与外部物理接口,功能层各自的功能需求、性能需求和设计约束。功能架构的产生与使用阶段在产品需求开发阶段产生功能架构。功能架构包含在《研制规范》中。功能架构将用于概要设计,以完成产品或产品组件的架构定义与方案开发。功能架构的产生(1)分析相关产品以及相关标准而得到功能/子功能;(2)建立操作场景而得到功能/子功能;(3)分析外部接口需求而得到功能/子功能;(4)通过其它途径得到功能/子功能;(5)将上述功能/子功能进行逻辑分组与分层后确定功能架构。综述 操作概念概念(concept)产品的最终目的是投入使用。如何使用产品?产品设计者与用户之间如何交流?概念(ageneralidea)是一种普遍认可的想法。概念是产品设计者与用户交流想法的基础,也是产品构思的基础。操作概念(operationalconcept)为了使用户能够使用产品,需要告知用户操作产品的方法,即将操作(的)概念传达给用户。除了操作概念,还需要将安装(的)概念传达给产品安装人员,将维护(的)概念传达给产品维护人员,等等。我们重点考虑操作概念,其它概念的处理方法也是类似的。操作概念与产品构思(概念性方案)假定需要设计一个供“两人通话”的产品。“两人”可能是常人,也可能是“超人”。产品构思的可能步骤:(1)操作概念的产生(来自于用户需求)通话前如何操作?通话中如何操作?通话后如何操作?使用耳机还是使用话机?话音传输方式是有线的还是无线的?等等。为简化起见,假定:用户使用普通双音频话机通话,并且通话时语音的传输方式为有线。
综述
操作概念(续)操作概念与产品构思(概念性方案)(续)
(2)产品构思如何将这些概念综合在一起?综合的依据可能包括:各种标准、各学科的知识等。比如物理原理、通信原理、数学原理等。综合的结果为概念性方案。概念性方案中应包含一些“逻辑”组件、“逻辑”组件的相互关系以及“逻辑”组件的对外物理接口。为简化起见,考虑初步概念性方案。方案中的逻辑组件包括:摘挂机检测组件、收号组件、信令发送与接收组件、通话组件、等等。
这些操作概念还是初步的,能够供用户使用的操作概念还取决于技术方案。不同公司的同类产品可能具有不同的操作概念。产品构思与流程的关系(1)产品构思驱动产品设计流程;(2)产品设计流程实现产品构思;(3)产品设计流程应具有学习能力并不断优化。
综述
操作场景事件(event)某一时间某一地点发生的事情。事件可分为(绿色的)定时事件与(红色的)非定时事件。时钟可以产生定时事件。电话振铃为非定时事件。歌词“忘不掉的一幕一幕。。。。。。”可能表示定时事件,也可能表示非定时事件。操作场景(scenario)有了初步的操作概念后,可以用初步的操作概念描述事件。有了事件就可以建立操作场景。
操作场景(scenario):产品使用过程中可能发生的一系列事件。建立操作场景的目的在于:揭示风险共担者(stakeholder)的需求(包括功能、性能、设计约束等)。风险共担者为与产品相关的人员,包括:项目成员(包括测试、中试人员等)、康讯生产人员、售后维护维护人员、供应商、运营商、最终用户等。风险共担者可能对产品施加影响也可能会受到产品的影响。如果能在系统设计前通过操作场景揭示出风险共担者的需求(包括功能、性能、设计约束等),就可以更容易地在系统设计阶段满足他们的需求。需要考虑的操作场景包括:最终用户使用场景、维护场景、测试场景、生产场景等。下面的是最终用户使用场景示例。综述
操作场景--示例综述
操作场景(续)操作场景(scenario)与用例(usecase)之间的关系按公司《研制规范》模板的要求,应使用用例(usecase)描述产品需求。操作场景是用例的实例(Instance)。操作场景中的事件对应于用例中的出发条件,操作场景中的功能需求对应于用例中的正常过程与异常过程。
通过操作场景分析可以产生用户例。用户例的详细描述参见《研制规范》模板。操作场景与操作概念之间的关系没有技术方案时,通过综合初步的操作概念产生概念性方案,并在初步的操作概念的基础上建立操作场景。操作场景揭示了风险共担者的需求(功能、性能、设计约束等)。确定技术方案时,满足同一需求的技术方案可能有多种。当技术方案确定后,根据操作场景可产生更详细的操作概念。技术方案的不同可能导致操作概念的不同。技术方案确定后,如果组件的技术方案无法确定,需要再次构思组件的操作概念,从而产生组件的操作场景,进而驱动组件的技术方案。
综述
从物理接口获取功能需求
在功能架构中包含物理接口。这些物理接口也需要转变成功能需求。通过对这些物理接口所采用的标准进行分析,可以获取派生的子功能。派生子功能也应包含在功能架构中。概要设计阶段的入口为功能架构。功能架构越完备,越容易产生更多更好的架构与方案。示例:与电话接口有关的派生子功能。综述
三个规程的目的与适用范围规程名称目的适用范围系统方案设计规程以流程的形式规范、指导本部事业部的系统方案设计过程。从定义产品需求结束到硬件概要设计前,包括中间的所有活动。硬件概要设计规程以流程的形式规范、指导本部事业部的硬件概要设计过程。从系统方案设计结束到硬件详细设计前,包括中间的所有活动。通用概要设计规程用于规范、指导产品或产品组件概要设计过程的各项活动。适用于系统、硬件系统、单板等层级的概要设计。目前不适用于:软件概要设计/结构概要设计。综述 三个流程的角色和职责流程名称角色职责系统方案设计系统组由硬件系统工程师、软件系统工程师、系统测试工程师、中试工程师所组成的开发小组,负责系统架构设计以及系统方案设计,参与硬件总体方案设计以及软件总体方案设计。系统测试组由系统测试工程师组成的测试小组,负责系统方案的评审和系统测试方案的设计风险共担者风险共担者是受到一项承诺影响或者以某种形式对该项承诺的输出负有责任的一组人或者某个人。风险共担者可能包括项目成员、供应商、客户、最终用户和其它人员。这些人也通过各种途径对系统架构施加各种影响。架构设计过程中,风险共担者的积极参与是高质量架构设计必不可少的要素。评估小组评估组成员包括项目负责人、系统工程师、软件开发工程师、硬件开发工程师、测试工程师、产品/平台总工、用服工程师等代表,通常应邀请项目外专家,有条件的话可邀请客户代表。负责对系统方案(包括架构)实施评估。综述
三个流程的角色和职责(续)硬件概要设计系统工程师完成硬件系统架构设计与方案设计;制定单元单板研制规范并完成单元单板的架构设计与方案设计。工艺结构工程师对硬件的设计提出工艺结构方面的设计要求,参与研制规范的制定和评审。可靠性工程师结合硬件系统设计,考虑系统的可信性、可靠性,设计硬件可靠性实验方案和系统可信性方案,并参与研制规范的评审。配置管理工程师对硬件概要设计阶段已通过评审的相关文档基线化。项目经理下达单板研制任务书。通用概要设计概要设计人员。具体的人员取决于启动概要设计过程的阶段。在系统设计阶段,概要设计人员主要为系统工程师建立产品或产品组件的架构选定准则;定义(或建立)产品或产品组件的架构;建立产品或产品组件的方案选定准则;开发产品或产品组件的备选方案并选定最终方案;推演产品组件与环境之间、组件之间的操作场景与操作概念;选定产品组件方案;完成物理模块的定义产生下一级组件需求说明书综述
三个流程的输入与输出流程输入输出系统方案设计系统《研制规范》、《关键技术预研报告》《系统方案》、《系统内、外接口定义及说明》、《软件接口规范》、《系统测试方案》、《系统方案评估报告》、《XX产品组成部分命名》、《软件系统需求说明书》(可选)、《硬件系统需求说明书》(可选)硬件概要设计系统《研制规范》、《系统方案》、《关键技术预研报告》硬件系统/子系统《研制规范》(可选)、硬件系统/子系统《需求论证报告》(可选)、《XX硬件总体设计方案/子系统设计方案》、《关键器件选型需求》、《关键器件选型报告》(可选)、《XX关键件、重要件明细表》、《结构项目需求》、《XX产品文件齐套清单》、《外购件明细表》、《外购件通用性论证报告》、《合作开发协议书》、《XX整机结构方案》、《XX整机工艺布线方案》、《XX系统可信性设计方案》、《XX可靠性实验方案》、单元/单板《研制规范》、单元/单板《需求论证报告》、《单板文件清单》、《单板功能列表》、《单元/单板设计方案》、《单元/单板硬件需求说明书》、《单元/单板软件需求说明书》(可选)。
通用概要设计《产品设计分层规范》、《模块定义规范》、《研制规范》、《关键技术预研报告》《XXX方案》(包括:《架构选定准则》、《方案选定准则》、《备选架构》、《最终架构》、《备选方案》、《最终方案》、组件《操作场景与操作概念》、《内、外接口定义及说明》、《物理模块定义》、《组件方案》)、《硬件组件需求说明书》、《软件组件需求说明书》、《结构组件需求说明书》(或结构项目需求)、组件《关键器件选型需求》(可选)、《关键器件选型报告》通用概要设计
流程图通用概要设计 活动列表序号活动名称目的1建立架构选定准则建立产品本层级的架构选定准则2建立备选架构及其优选建立产品本层级的备选架构与最终架构3建立方案选定准则建立产品本层级的方案选定准则4开发备选方案产生产品本层级的备选方案与最终方案;产生软件组件、硬件组件、结构组件的需求说明书等;完成物理模块定义5推演组件操作场景与操作概念根据前面选定的备选方案,推演组件的操作场景与操作概念,为选定组件方案打下基础6选定组件方案选定组件方案;完成物理模块的定义步骤每个活动由一系列的步骤组成。步骤是开放的,大家在概要设计方面的知识、经验等可以不断积累、优化,并充实到步骤序列中共享。随着步骤的不断优化,活动的能力也会不断提高,概要设计的水平也会相应提高。活动步骤示例--推演组件操作场景与操作概念
(1)接受《研制规范》(2)接受产品本层级的《备选方案》;(3)根据备选方案以及《研制规范》中的操作场景与操作概念建立组件与其它组件的交互作用;(4)根据备选方案以及《研制规范》中的操作场景与操作概念建立组件与环境的交互作用。
通用概要设计 活动的步骤输入/输出活动(1) 确定选择架构时应考虑的因素选择架构时应考虑的因素包括但不限于:
1) 对已有架构的继承性;
2) 对业界、公司相关架构标准的满足程度;
3) 架构对产品演进的适应能力;
4) 架构对产品成本的影响;
5) 架构对产品质量(稳定性、可靠性等)的影响;
6) 架构对组织模式的影响。(2) 为每一选择因素分配相对重要性权重 所有因素的权重之和应为1。
概要设计活动之一 建立架构选定准则
输入输出(1)《产品设计分层规范》;(2)《研制规范》《架构选定准则》。包含在产品本层级方案中输入/输出
通用概要设计活动之二建立
备选架构及其优选
输入输出(1)《产品设计分层规范》(2)《研制规范》(3)《架构选定准则》(4)《模块定义规范》《备选架构》与《最终架构》。包含在产品本层级方案中。架构定义方法分类
通用概要设计活动之二建立备选架构及其优选(续)序号架构定义方法要点可能适用范围说明1创新(1)创新。具有革命意义的架构是由天才不断创造出来的产品各个层级“读书破万卷,下笔如有神”。如果能读到100卷架构定义的书籍,结果将会如何?2继承(1)继承。业界或公司有现成的架构可供参考与利用产品各个层级多方寻找3先关注功能,再关注质量等其它因素(1)功能架构比较完备;(2)组合出多种备选方案;(3)以用例与质量场景评估方案;(4)找出满足质量需求的架构单板级以及单板以下级先有方案,再从方案中理出满足架构需求(质量、性能等)的架构4同时关注关键功能与质量(和性能)(1)识别出核心功能;(2)产生架构元素;(3)以用例与质量场景评估架构产品级、硬件系统级、单板级等先有架构。在架构的基础上再开发方案定义架构的步骤
1)确定业界、公司、事业部产品架构定义应遵循的相关标准;
2) 确定公司、事业部内可继承的相关产品的架构定义;
3) 从《研制规范》的功能架构中提取关键功能,进行实现该关键功能的技术途径或关键器件的内外调查、搜集;
4) 从《研制规范》的产品(族)功能架构中构建产品(族)系统功能框图,区分产品族共有功能和差异性功能,并根据《模块定义规范》对产品(族)系统功能框图进行模块划分调整,使产品(族)的共享模块和易于定制(可调节模块、参数化模块和客户化模块)的数量尽可能大;
5) 依据关键功能组合出架构元素;
6) 建立架构元素之间的质量场景;
7)
用质量场景细化架构元素之间的架构协调机制;
8) 确定架构的备选协调机制;
9) 产生一种以上的备选架构;
10)依据《架构选定准则》选定最终架构;
11)依据《模块定义规范》定义支持架构协调机制的抽象模块;
12)依据抽象模块从模块库中检索(抽象模块对应的)物理模块;
13)依据抽象模块定义模块库中没有的物理模块;
14)建立抽象模块至物理模块的映射关系。
通用概要设计活动之二建立备选架构及其优选(续)架构定义示例互联功能的来源
功能架构。功能的作用功能是性能、质量的载体。性能、质量决定互连功能的组合方式。架构细化
推演组件操作场景与操作概念时会产生用例与质量场景。用例与质量场景可用于细化架构中组件之间的互连关系。通用概要设计活动之二建立备选架构及其优选(续)选择最终架构的步骤
1) 根据《架构选定准则》和所产生的各种备选架构建立架构筛选打分矩阵;
2) 给各种备选架构打分;
3) 计算加权得分;
4) 统计各备选架构加权后的总得分;
5) 按总得分对备选架构进行优选排序;
6) 选定最终架构。
通用概要设计活动之二建立备选架构及其优选(续)输入/输出活动(1) 确定选择方案时应考虑的因素 选择方案时应考虑的因素包括但不限于:
1) 对客户需求的满足程度;
2) 成本限制;
3) 质量(性能、可靠性等)上的限制;
4) 推出的时间要求;
5) 继承性上的限制;
6) 可生长性(功能扩展、增强等)的限制;
7) 对需求变更的敏感性;
8) 技术复杂度评测;
9) 风险(包括新技术风险、核心器件独家供货风险等)评估;
10)可生产性、可测试性的限制;
11)环境条件的限制。(2) 为每一选择因素分配相对重要性权重 所有因素的权重之和应为1。
输入输出(1)《产品设计分层规范》(2)《研制规范》《方案选定准则》(包含方案中)通用概要设计活动之三建立方案选定准则
输入/输出活动步骤(1) 确定业界、公司、事业部内概要设计的相关标准;(2) 确定完成概要设计的工具;(3) 接受《产品设计分层规范》;(4) 接受《研制规范》;(5) 接受《方案选定准则》;(6) 接受产品本层级的《最终架构》;(7) 从《研制规范》中提取功能架构;(8) 从《研制规范》中提取对象模型或功能模型;
通用概要设计活动之四开发备选方案输入输出(1)《产品设计分层规范》(2)《研制规范》(3)《目标研制规范》(4)《关键技术预研报告》(5)《模块定义规范》(6)《方案选定准则》(7)《最终架构》(1)《备选方案》(包含在方案中)(2)《最终方案》(包含在方案中)(3)《物理模块定义》(包含在方案中)(4)《硬件组件需求说明书》(5)《软件组件需求说明书》(6)《结构组件需求说明书》(或结构项目需求)(7)组件《关键器件选型需求》(可选)活动步骤(续)(9) 将对象模型或子功能模型中除分配到架构之外的所有子功能视为一个整体并对所有子功能进行组合,然后将组合后的子功能分配到架构中,进而找出可能的需求分配形式。每种组合都构成一个初步方案;(10)接受《关键技术预研报告》;(11)根据功能架构以及关键技术预研报告从初步方案中筛选出数种《备选方案》;(12)根据备选方案拟制组件的《关键器件选型需求》(可选);(13)根据关键技术预研报告等对几种备选方案进行详细的设计;(14)依据方案选定准则选定最终方案;(15)依据抽象模块(对象模型或功能模型)从模块库中检索(抽象模块对应的)物理模块;(16)依据抽象模块定义模块库中没有的物理模块;(17)建立抽象模块至物理模块的映射关系;(18)将产品本层级的结构、工艺、可生产性等需求分配到组件中;(19)依据最终方案生成《硬件组件需求说明书》;(20)依据最终方案生成《软件组件需求说明书》;(21)依据最终方案生成《结构组件需求说明书》(或结构项目需求)。
通用概要设计活动之四开发备选方案(续)方案开发示例
不同的子功能组合产生不同的组件,因而产生不同的方案。组件服务于方案。。。。。。。
通用概要设计活动之四开发备选方案(续)方案框图示例根据“方案”画出相应的“方案框图”。方框代表“组件”。S口、IST口等为硬件系统架构引入的架构约束。
通用概要设计活动之四开发备选方案(续)输入/输出活动步骤(1) 接受《研制规范》;(2) 接受《备选方案》;(3) 根据备选方案以及《研制规范》中的操作场景与操作概念建立组件与其它组件的交互作用;(4) 根据备选方案以及《研制规范》中的操作场景与操作概念建立组件与环境的交互作用。
如何建立组件之间、环境之间的联系?通用概要设计活动之五推演组件操作场景与操作概念
输入输出(1)《产品设计分层规范》(2)《研制规范》(3)《备选方案》(1)组件《操作场景与操作概念》(包含在方案中)(2)《内、外接口定义及说明》(包含在方案中)输入/输出活动步骤(1) 接受《研制规范》(2) 接受产品本层级的《备选方案》;(3) 接受产品本层级的组件《操作场景与操作概念》;(4) 接受产品本层级的组件《关键器件选型需求》(可选);(5) 如果组件列为关键器件,(按《关键器件选型需求》提供的需求)参照公司的相关规程调研关键器件;(6) 如果组件列为关键器件,参照公司或事业部的相关规程完成《关键器件选型报告》;(7) 根据组件《操作场景与操作概念》(以及《关键器件选型报告》)选定组件方案;(8) 依据研制规范中定义的抽象模块(对象模型或功能模型)从模块库中检索(抽象模型对应的)物理模块;(9) 依据抽象模块定义模块库中没有的物理模块并定义的物理模块;(10) 建立抽象模块至物理模块的映射关系。输入输出(1)产品本层级的《研制规范》(2)产品本层级的《备选方案》(3)产品本层级的组件《操作场景与操作概念》(4)产品本层级的组件《关键器件选型需求》(可选)(1)《组件方案》包含在方案中(2)《关键器件选型报告》通用概要设计活动之六选定组件方案
系统方案设计流程图
系统方案设计 与其它规程的关系
序号活动调用规程作用1设计系统方案通用概要设计规程产生《系统方案》(包括系统架构)以及《系统内、外接口定义及说明》、《软件接口规范》等2设计系统测试方案系统测试工作规程产生《系统测试方案》3评估系统方案本部同行评审规程对系统方案进行评估并产生《系统方案评估报告》4基线化文档硬件基线与变更规程将系统方案设计阶段文档基线化目的完成系统架构设计;在系统架构基础上进行软、硬件系统的划分以及软、硬件系统接口的定义,并将产品需求分配到软、硬件系统中。此外,对硬件系统,完成硬件总体框架,包括:划分功能单元、定义功能单元的功能、确定各功能单元在系统中的逻辑位置、定义各功能单元的内、外接口关系等。对软件系统,完成软件总体框架,包括:划分子系统/模块、定义子系统/模块的功能、定义子系统/模块内、外接口关系等。角色和职责
系统组:由硬件系统工程师、软件系统工程师、系统测试工程师、中试工程师所组成的开发小组,负责系统架构设计并设计制定系统方案,参与硬件总体方案设计以及软件总体方案设计。输入/输出系统方案设计活动之一 设计系统方案输入输出(1)《产品设计分层规范》(2)系统《研制规范》(3)《关键技术预研报告》(1)《系统方案》(2)《系统方案论证报告》(3)《系统内、外接口定义及说明》(4)《软件接口规范》(5)《XX产品文件齐套清单》(6)《软件系统需求说明书》(可选)(7)《硬件系统需求说明书》(可选)系统方案设计活动之一 设计系统方案(续)
活动设计系统方案时调用统一的通用概要设计过程。通用概要设计过程共包含6个活动:建立架构选定准则、建立备选架构及其优选、建立方案选定准则、开发备选方案、推演组件操作场景与操作概念、选定组件方案。6个活动的详细活动内容参见《通用概要设计规程》。下面对调用《通用概要设计规程》的过程予以说明:产品层级为系统级;系统的组件为:硬件系统、软件系统;设计系统方案时应包含全部6个活动;输入的“研制规范”为系统《研制规范》。系统《研制规范》应包含功能架构。当系统《研制规范》达不到《通用概要设计规程》对“研制规范”的要求时,应从相关文档中分析、整理出所需的内容;活动的步骤可适当裁剪,但应给出裁剪的依据并且裁剪后能确保产生系统方案设计阶段所需的相关文档。
参见《Q/ZXB82.4030–2005系统测试工作规程》中的系统测试计划活动,由系统测试组完成《系统测试方案》。
系统方案设计活动之二 设计系统测试方案目的 评估系统方案(包括架构)。角色和职责系统组:向风险共担者/评估小组描述系统方案,并参与讨论、评估。风险共担者/评估小组:负责组织评估,并通过了解系统的商业需求、功能需求、质量属性需求对系统方案进行评估。输入/输出活动评估小组请系统组对系统的商业需求、功能需求、质量属性需求等进行描述,并对系统架构进行讲解,由风险共担者以及系统组人员对各需求进行优先级划分,并对高优先级需求设定一组场景,根据系统架构对这些场景的支持判断或选择系统方案。需要注意的是,评估活动可以在系统方案的过程中的任何时机进行,以便能够尽早的发现系统方案设计的问题,在系统方案确定之后还需要进行一次大规模的(正式)评估,以确定系统方案设计是否符合系统的设计要求。系统方案设计活动之三 评估系统方案
输入输出(1)《系统方案》(2)《系统方案论证报告》(3)《系统测试方案》(4)《系统研制任务书》(5)系统《研制规范》《系统方案评估报告》度量方案设计工作量(人时);方案设计文档的规模(页);评审/评估发现异常数及其依据缺陷等级的分布数据;备选架构数量;备选方案数量;需求分配至方案的百分比系统方案设计 度量硬件概要设计 流程图序号活动调用规程作用1开发硬件系统/子系统需求(可选)需求开发与管理规程产生硬件系统/子系统《研制规范》2设计硬件系统/子系统方案通用概要设计规程产生《XX硬件总体/子系统设计方案》以及本阶段其它的派生文档3设计工艺、结构方案其它相关规程产生《XX整机结构方案》、《XX整机工艺布线方案》4设计可信性方案可靠性设计要求-EMC设计、热设计等产生《XX系统可信性设计方案》、《XX可靠性实验方案》5制定单元/单板研制规范需求开发与管理规程产生单元/单板《研制规范》、《需求论证》;产生《单板文件清单》与《单板功能列表》。6设计单元/单板方案通用概要设计规程产生《单元/单板设计方案》、《单元/单板硬件需求说明书》(可选)、《单元/单板软件需求说明书》(可选)、《关键器件选型报告》(可选)7下达单板研制任务书研发项目管理——计划制定编制《项目计划》,并以单板研制任务书的形式下达至硬件开发工程师硬件概要设计 与其它规程的关系
硬件系统/子系统、单元/单板研制规范研制规范开发工作量(人时)研制规范文档的规模(页)评审/评估发现异常数及其依据缺陷等级的分布数据硬件系统/子系统、单元/单板方案设计方案设计工作量(人时)方案设计文档的规模(页)评审/评估发现异常数及其依据缺陷等级的分布数据备选架构数量备选方案数量需求分配至方案的百分比硬件概要设计 度量硬件概要设计活动之一
开发硬件系统/子系统需求
目的 弥补系统《研制规范》的需求缺陷(功能架构不完整等),开发出高质量的硬件系统/子系统《研制规范》。裁剪说明 如果系统《研制规范》中包含硬件系统/子系统《研制规范》,可裁剪本活动。角色和职责 系统工程师:负责硬件系统/子系统的需求开发。输入/输出活动 调用统一的产品需求开发过程。内容参见相关规程。输入输出(1)《产品设计分层规范》(2)系统《研制规范》(3)《系统方案》(1)硬件系统/子系统《研制规范》(2)硬件系统/子系统《需求论证报告》硬件概要设计活动之二设计硬件系统/子系统方案
目的 完成硬件系统/子系统方案设计;编写本阶段其它的相关文档。裁剪说明 如果只是增加单板,并且不需要更改硬件系统/子系统的架构以及设计方案,该活动可以裁剪。角色和职责 系统工程师:负责硬件系统/子系统的方案设计;编写本阶段其它的相关文档。输入输入输出(1)系统《研制规范》(2)《系统方案》(3)《关键技术预研报告》(4)《产品设计分层规范》(5)硬件系统/子系统《研制规范》(可选,系统《研制规范》有需求缺陷)(1)《XX硬件总体设计方案/子系统设计方案》(2)《XX关键件、重要件明细表》(3)《关键器件选型需求》(4)《关键器件选型报告》(5)《外购件明细表》(6)《外购件通用性论证报告》(7)《合作开发协议书》(8)《结构项目需求》硬件概要设计活动之二设计硬件系统/子系统方案
(续)活动当硬件系统需求足够详细时可调用预定义的通用概要设计过程,完成硬件系统的方案设计。此外,还应根据项目的需求,依据公司或事业部的模板整理或协助整理通用概要设计过程不输出的相关文档。如果硬件系统还需要进一步划分子系统并且子系统的需求不够详细(功能架构不完整),首先需要调用预定义的产品需求开发过程开发硬件子系统需求,进而调用预定义的通用概要设计过程,完成硬件子系统系统的方案设计。根据实际情况,可对子系统进一步分解。通用概要设计过程共包含6个活动:建立架构选定准则、建立备选架构及其优选、建立方案选定准则、开发备选方案、推演组件操作场景与操作概念、选定组件方案。6个活动的详细活动内容参见《通用概要设计规程》。调用通用概要设计过程时的相关说明:产品层级为硬件系统级/子系统级;硬件系统的组件可以是:硬件子系统、结构件、单元单板等;硬件子系统系统的组件可以是:单元单板、结构件等;输入的“研制规范”为硬件系统/子系统《研制规范》。当硬件系统/子系统《研制规范》达不到《通用要设计规程》对“研制规范”的要求时,应从相关文档中分析、整理出所
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