艾佳 路云 刘一哲

摘  要：针对某核电自主化开发型号项目，在项目开始时启动需求工程，分析需求开发与需求管理过程，演示和指导典型工具软件的应用，指导型号需求开发与需求管理过程的建立，并形成型号需求开发与需求管理指南文件，解决型号研制过程中存在的和需求相关的（需求不完整、需求来源不唯一、需求分配不规范、需求变更无管理等）一些问题。

关键词：需求开发  需求管理  核电型号  应用研究

中图分类号：F270                                文献标识码：A                     文章编号：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

核电项目投资大、周期长、风险大，涉及到多个系统、多个学科、多个团队的协同，导致项目管理难度也很大。某核电型号工程设计在没有直接参考堆、立足自主研发的情况下，需要的技术领域和接口复杂、参研部门和单位多，在多部门、多系统、多专业设计与研发过程中，还需控制质量，以达到预計技术指标。

为了克服上述问题带来的技术挑战，有必要在工程建设前期深入开展工程理论方法应用研究，系统地分析目标系统和设计工作之间的相互关联关系，以充分支撑型号工程设计工作。国内外核工业的技术发展趋势表明这是复杂系统设计开发阶段的必然要求。

需求是产品或项目的根源，是所有研发设计工作的起点，很多研发团队的开发混乱的源头都在于需求没有管理好。项目失败或严重超支的原因中大部分与需求有关。考虑到型号工程进度要求和设计质量要求，研究了需求工程的意义、需求工程的应用、需求工程方法、需求工程工具等内容;设计了需求开发和管理工作流程、需求变更工作流程等，为型号的工程设计工作提供系统性的方法支撑和科学指导，解决型号研制过程中存在的和需求相关的一些问题。

1  需求开发与需求管理过程研究

1.1 需求工程发展及简介

需求工程是随着系统理论的发展而发展的，早期的系统，规模不大，工程师更多关注的是如何实现系统，需求分析很少受到重视。随着系统规模的扩大，需求在整个系统开发与维护过程中越来越重要，直接关系到系统的成功与否。人们逐渐认识到需求工程活动不再仅限于系统开发的最初阶段，它贯穿于系统开发的整个生命周期。

进入20世纪90年代以来，需求工程成为研究的热点之一。从1993年起每两年举办一次需求工程国际研讨会（ISRE），自1994年起每两年举办一次需求工程国际会议（ICRE）。1996年Springer-Verlag发行了一新的刊物——《Requirements Engineering》。一些关于需求工程的工作小组也相继成立，如欧洲的RENOIR（Requirements Engineering Network of International Cooperating Research Groups），并开始开展工作。

1.2 需求工程国内外应用情况

国外的大中型公司，对需求开发和管理都非常重视，这点从这些公司传递到国内的需求规格说明书的质量上就可以评价出来，质量非常高的，变更的数量会比较少。同时有专人负责维护各个项目的系统需求、子系统需求、零部件需求，当发生变更的时候，可以及时做出变更影响分析，并且维护好新的需求基线。而且，可以快速地传递给供应商。

国外军工行业，由于起步早，意识比较充分，很早进行了开展需求管理。包括美国政府部门IRS、NASA等，加拿大国防部、英国国防部、澳大利亚国防部、Aerospatiale、Airbus、BMW、Lockheed Martin、Matra Marconi Space、BAE System、ESA、Arinc、Boeing等。

国内的公司对这块工作的开展还处于起步阶段。主要是国内项目进度都比较紧张，对于需求管理这种管理性的工作重要性认识不高，因此，将所有的精力都投入到系统设计开发过程中，从而造成后期系统与需求不匹配的情况时有发生。

而对军工行业来说，大多意识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，信息产业部 5 所、7 所、10 所、20 所、28 所、38 所、54 所、709 所、总参61 所等。

国际上的核电行业，Westinghouse已开展需求管理，尤其是管理核电厂需求的变更，效果较好。

2  需求工程在项目中的应用实例

总体设计单位、系统责任单位、设备责任单位依据职责要求，开发设计要求，工作流程参见图1。总体设计单位定义顶层设计要求，进行总体设计和逻辑分解后，与系统责任单位共同定义系统设计要求。系统责任单位依据系统设计要求和其他设计输入，进行系统设计和逻辑分解后，与设备责任单位共同定义设备设计要求。设备责任单位依托设备设计要求进行设备设计。其中，顶层设计要求、系统设计要求和设备设计要求均需经由总设计师团队审核通过后，才能启动下一步工作，并需纳入技术状态基线进行控制。

设计要求管理包括变更控制、版本控制、要求跟踪等，主要关注设计要求文件中涉及的设计要求条目的变更。

当总体、系统或设备设计方案不能满足设计要求时，需要由设计人员提交变更申请，由设计管理单位组织变更影响分析讨论会，发布变更决策及变更任务单，待执行变更任务后关闭变更。

设计要求变更工作流程，参见图2。设计责任单位提交设计要求变更申请，设计管理部门组织变更影响分析会议，由总设计师团队决策是否同意变更。若同意变更，则由设计管理部门发布变更任务单，设计责任单位执行变更任务，升版相关文件。变更任务执行后，由总设计师团队对执行结果进行审核，若审核通过，由设计管理部门关闭变更任务单，变更结束。

3  主要结论

需求工程是一个项目的开端，也是项目建设的基石。需求工程的过程包括了需求开发和需求管理两个部分。整体需求工程过程在项目启动后开始，进行需求获取、分析、定义和验证，并组织需求评审，以确定需求基线。在需求发生变更时，重新进行需求的获取、分析、定义、确认和评审，并对需求变更影响项进行识别、风险应对、修改和跟踪，对需求状态和变化过程进行统计分析和测量汇报。

开展需求开发和需求管理工作，可以解决型号研制过程中存在的和需求相关的一些问题：

（1）解决目前需求不完整的問题。目前的各分系统需求中，只有接口需求，没有对分系统自身的其他需求描述，设计开发人员除了接口需求外，没有其他的可以指导设计开发的需求，容易出现不满足客户需求的情况。

（2）解决目前需求分配不规范的问题。目前的各分系统开发过程中，由工艺部门将需求分配到各个专业方向以及设备方向，但是，没有明确的分配流程及分配要求，只能看到分配结果，对于可能存在的问题，无法进行验证和跟踪。

（3）解决需求变更无管理的现状。目前的需求主要以接口需求为主，但是接口需求的变更过程，没有受到任何有效的控制和管理，对于接口变更，无法跟踪变更历史，无法确认使用接口需求的多方之间是否一致的。

（4）解决需求来源不唯一的问题。目前的需求管理都是基于文档进行管理的，而且，都是将文档拷贝到自己计算机上使用;此时，如果进行了需求变更，那么，有可能某些计算机上的需求文档因为没有变更而误用。

（5）解决需求之间无跟踪的问题。目前的需求之间、需求和设计之间没有任何跟踪关系，一方面，无法识别哪些需求之间有关系，哪些需求是对上层需求的分解，另一方面，也无法识别哪些设计是支持哪些需求的，同时，当需求发生变更时，更是难以界定会对哪些子需求以及设计文档产生影响，这些都可能造成最终设计文档、产品与需求不一致的问题。

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