系统工程（SE）学习笔记（三）——需求工程（下）
系统工程（SE）学习笔记（三）——需求工程（下）
- 零． 回顾
- 壹. 三问需求分析
- 贰． 什么是好的系统需求
- 叁． 总结
在需求工程（上）中，我们聊过了STH（stakeholder）和STH Req（stakeholder requirements），本篇我们继续聊SE的下一个步骤，也是需求工程的后半部分——需求分析。
零． 回顾
在进入需求分析之前，我们快速回顾一下需求工程中大的几个关键，有助于我们快速理清需求工程：
a）谁来做？（who）
系统工程师，项目经历，产品、市场、财务、法务、技术人员（项目内部成员）与客户、监管机构等外部人员；
b）做什么？（what）
找出所有可能影响系统设计的因素（需求），包含财务、进度、法规、市场需求等等，形成完整的Concept描述。
c）为什么做？（why）
降低整个项目的运行成本，保证项目盈余。
d）什么时候做？（when）
从项目立项前开始直至冻结系统需求。
e）怎么做？（how）
活用需求分析的思维工具，回归问题本质，‘think big’。
（点击链接可浏览详细内容系统工程（SE）学习笔记（二）——需求工程（上）http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg2MzEzOTg3Mg==&mid=2247483772&idx=1&sn=1c7e50e36bb2e3cb079d84b14627e368&chksm=ce7c6033f90be925d3c9fba9a8fb306b2468da58a5720e8218679b0c4ea5b84090c68400439b&scene=21#wechat_redirect）
壹. 三问需求分析
有个笑话，讲某大学哲学系教授去北大开会，回来跟同事分享说，“Top2就是不一样，连保安都精通哲学，我一到门口就问了我哲学的三大终极问题。”
“你是谁？”，“你从哪来？”，“你到哪去？”
如果说需求捕获是系统工程的“启”，那么需求分析就是系统工程的“承”。它连接系统设计的目的、启发系统架构设计。而这三个哲学终极命题正适合用来拷问需求分析。
a）“我”是谁？——需求分析的目的
简单说，需求分析的目的是将前面捕获的各种STH Reqs转换为系统需求。也就是说，在这一步，我们就可以从各种眼花缭乱的业务分析中开始转向“技术”层面的活动了。
系统需要具备什么样的功能？什么样的性能？采用什么样的技术方案？符合什么样的法规？成本上限是多少？技术风险有多高？要多少时间完成？这些问题，都在需求分析中获得答案。
但是，由于各STH提出的需求之间，公司和用户，公司与监管机构间的关系错综复杂，各自需求间互相制约、甚至冲突。同时，由于STH Reqs是一种以STH为中心得到的，因此其中的内容往往充斥着感性的描述与偏离技术现实的“想当然”，其结果不是系统设计无法对需求进行追溯就是与需求直接脱节。作为系统工程师，在其中要发挥的作用就是进行权衡与取舍。（关于系统工程师与工程师大的区别，我们后续细聊）
![在这里插入图片描述]
而需求分析的目的就是“清洗”这些需求，将一团乱麻般的需求重新组合（既可能是解耦，有可能是耦合，但大部分情况下是解耦），获得清晰、明确、可追溯的系统需求。
b）“我从哪来”？——需求分析的源头
虽然INCOSE的手册中关于需求分析的输入列了很多，但其实总结出来就是2点：Concept描述和STH Reqs。STH Reqs是上一步（需求定义）的产物，这里不多说，这里我们主要来看Concept描述。
简单说，所谓Concept描述，就是在系统的全生命周期中，描述整个系统看起来应该是什么样的。
这不但包含我们熟知的如何使用SOI（被设计的系统）、如何维护SOI等信息（也即我们常说的场景，scenario），还包括我们不太常关心的如如何设计、开发、验证、确认、交付、报废等等与SOI相关所有内容。用日常生活举例子，好的Concept描述就好比一个人的履历，看完整个文件就能明白一个人从哪出生，在哪上学，家庭状况等等直至死亡的时间地点等全部信息。
在我看来，Concept描述的本质是一种描述系统和整个物理世界如何发生关系的工具。系统工程师通过它描述的系统和物理世界的接口，从而划定系统的边界并定位系统在整个物理世界间的位置，将系统与整个世界有机联系在一起。以我现在做的卫星项目为例，我们的Concept文档包括：
Concept of operations：也就是我们常说的使用场景的集合，是最重要的Concept描述，定义了系统绝大多数的功能、性能、约束等等；
Concept of deployment: 用于牵引系统开发过程中的需求，例如要求开发环境支持8位或者16位的程序开发；
Concept of support：用于牵引系统对系统运行进行支持的需求，如对存放卫星的“匣子”的需求；
Concept of disposal：用于牵引系统报废后的需求，比如环绕月球卫星坠毁后的位置等；
总而言之，好的Conops就是要做到如一个精确的“剧本”，规定了SOI这个“演员”从角色诞生起的人物设定、背景，行为，直至其死亡的全部内容。系统通过这个剧本保证控制全部的系统需求，使其有来源、可追溯，从而指导下一步的系统架构设计。为什么我们的设计，在提系统设计指标时，经常感到如“无根之水”、“无本之木”，不知道如何提出合理的指标？其根本原因就是Concept没有坐实。
还是举一个我在法国做的卫星的例子。一颗卫星上用于存储数据的内存大小是多少？首先我们要知道为什么要存储数据，因为在月暗面有一段数据观测数据无法回传。那么需要存储器的大小就可以根据确定的绕月卫星轨道、地月通信的位置等等确定无法通信的时间，结合载荷观测数据的速率，就能估计出存储器的大小。而其中进行估算需要的全部概念、数据等信息，都已经完整描述在Concept文档中。
c）“我到哪去”？——需求分析的结果
作为连续环节上的一环，需求分析对上承接需求定义，对下通过系统需求对架构设计进行指导。具体系统架构设计的输入我们留待“架构设计篇”再聊，这里我们重点聊一下最重要的产物，系统需求。
贰． 什么是好的系统需求
上一篇，我们通过判断需求与“伪”需求，摒除了“伪”需求。这次我们再聊聊什么是好需求，或者说，什么样的需求才有意义。
关于什么样的需求是“好”需求，INCOSE官方手册洋洋洒洒写了5大页。总结一下，可以归纳为点：
a）合理
首要肯定是合理。一个是每条需求自身要合理，肯定是不能提“又要马儿跑，又要马儿不吃草”这种需求。第二是整个需求文件要自洽，不能有前后矛盾。这也带来了需求合理性的第三点要求，各需求间独立。没有充分解耦的需求很容易造成“牵一发而动全身”，使得一丝更改就推翻整个需求文档。
b）清晰
不用说，好的需求一定是无歧义的，才能保证后续流程的设计、验证确认等活动按照需求本身的目的执行。此外，好的需求一定是"可操作性"强的，能够明确提出相应的指标，能够进行验证确认的需求才是好的需求。
可以说，类似“操作界面友好”、“精确实现”之类没有标准，无法考量的需求由于无法考核，根本没有意义。
c）可追溯
可追溯一方面是向上可追溯，也就是能追溯到STH，当某个STH修改了需求后，能迅速关联到系统需求。另一方面是向下追溯（或者说向其它需求追溯），保证需求的更改时能够确定明确的影响域。
叁． 总结
总的来说，需求分析阶段算是正式步入了系统设计的技术层面工作。作为系统架构设计的源头，充分、合理的需求分析与管理不仅能够加速整个设计流程，在系统后期的更改、维护与谱系化发展阶段也能够提高整个设计团队的效率。
以往我们总是很重视纯技术层面的工作，大到一个设备关键性能指标如何实现，小到一颗螺丝钉强度是否足够，而对“为什么？”这个问题重视不足。而实际上，回答好“为什么？”才是系统设计的本源。
今天说的有点多，就此打住。下篇我们将聊到系统设计侧最关键的部分——“系统架构设计”，敬请期待。
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