向天龍

【摘要】? ? 本文針對(duì)駕駛艙人機(jī)界面設(shè)計(jì)過程中，人機(jī)交互需求數(shù)量龐大，設(shè)計(jì)結(jié)果與需求之間關(guān)系不夠清晰，且發(fā)生更改時(shí)影響范圍難以確定的問題，提出一種設(shè)計(jì)過程中的需求管理方法。

【關(guān)鍵詞】? ? 人機(jī)界面? ? 影響范圍? ? 需求管理

引言

對(duì)于現(xiàn)代飛機(jī)駕駛艙人機(jī)界面設(shè)計(jì)工作而言，其過程并不是單向進(jìn)行的，而是一個(gè)往復(fù)迭代過程。對(duì)需求和設(shè)計(jì)的各種更改活動(dòng)貫穿其中。在這個(gè)程中，設(shè)計(jì)人員面臨著三個(gè)問題：（1）設(shè)計(jì)是否始終源于需求？（2）需求最終是否都被實(shí)現(xiàn)？（3）需求或設(shè)計(jì)變更后影響范圍有多大？如果不使用科學(xué)合理的方法對(duì)需求和設(shè)計(jì)之間的關(guān)系進(jìn)行管理，而僅僅依靠人腦記憶進(jìn)行關(guān)聯(lián)，將會(huì)失去對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)的掌控。

因此，本文提出一種人機(jī)界面設(shè)計(jì)過程中的需求管理方法。首先梳理出條目化需求并建立需求庫(kù)，然后在設(shè)計(jì)過程中對(duì)設(shè)計(jì)和需求建立可見的關(guān)聯(lián)關(guān)系，最后分別對(duì)需求和設(shè)計(jì)進(jìn)行雙向追蹤。通過將需求和設(shè)計(jì)的關(guān)聯(lián)關(guān)系可視化來(lái)解決這三個(gè)問題。

一、需求庫(kù)建立

需求是整個(gè)工作的起點(diǎn)。對(duì)于駕駛艙人機(jī)界面設(shè)計(jì)工作，前置條件是通過需求分析得到明確的需求內(nèi)容。需求分析是個(gè)多層級(jí)的工作，從頂至下逐層細(xì)化。這里涉及的需求分析指人機(jī)界面設(shè)計(jì)本層級(jí)的需求分析工作，主要為條目化需求梳理、需求庫(kù)建立。

駕駛艙人機(jī)界面的交互需求源自飛機(jī)的任務(wù)使命需求。任務(wù)使命決定了飛機(jī)所應(yīng)具備的能力和功能，能力和功能約束著飛機(jī)系統(tǒng)的組成，系統(tǒng)組成所應(yīng)具備的人機(jī)接口逐級(jí)細(xì)化分解得到飛機(jī)的駕駛艙人機(jī)界面的交互需求。在本層級(jí)需求分析的范圍內(nèi)，使用ORD作為需求的輸入。ORD——Operational Requirement Document（操作需求文檔）描述的是站在“用戶”的角度，通過一系列使用場(chǎng)景和操作來(lái)描述飛機(jī)如何完成任務(wù)。

為了便于需求的管理，使用“條目化需求”。“條目化需求”是指：需求不再是傳統(tǒng)的描述文檔中的大片文字段落的形式，而是以一條條語(yǔ)句的形式呈現(xiàn)，每條語(yǔ)句描述一個(gè)單一、具體的內(nèi)容。 條目化需求的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、需求規(guī)模明確;

2、需求的增、刪、查、改為顯性操作;

3、便于建立需求與設(shè)計(jì)的追蹤關(guān)系。

形成條目化需求庫(kù)之后，需要依據(jù)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方案對(duì)需求進(jìn)行分配。駕駛艙顯控資源的配置是設(shè)計(jì)過程中需求分配的結(jié)果。設(shè)計(jì)方案和需求分配依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、功能可達(dá)性和同類集中等原則進(jìn)行。最后針對(duì)中每一條需求，添加對(duì)應(yīng)的屬性：顯示需求/控制需求、實(shí)現(xiàn)資源、是否實(shí)現(xiàn)等，使用DOORS工具建立需求庫(kù)。

二、需求與設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)

2.1 概述

條目化的需求需要配合數(shù)字化的設(shè)計(jì)模型以便建立關(guān)聯(lián)。本文使用SCADE系列工具中的SCADE Display搭建的人機(jī)界面模型作為設(shè)計(jì)載體為例進(jìn)行介紹。SCADE Display支持DOORS中的條目化需求導(dǎo)入，并能將設(shè)計(jì)元素與導(dǎo)入的條目化需求建立關(guān)聯(lián)關(guān)系。

將DOORS中的條目化需求導(dǎo)入到SCADE Display建立的人機(jī)界面模型當(dāng)中。在模型的搭建過程中，將每一條需求與對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)元素建立關(guān)聯(lián)關(guān)系。然后在整個(gè)設(shè)計(jì)工作完成或階段性節(jié)點(diǎn)工作完成后，進(jìn)行設(shè)計(jì)向需求追蹤、需求向設(shè)計(jì)追蹤工作。在需求和設(shè)計(jì)發(fā)生變更時(shí)，就可以利用建立的可見的關(guān)聯(lián)關(guān)系，確定影響的范圍。

2.2 設(shè)計(jì)向需求追蹤

設(shè)計(jì)向需求追蹤是指將每一個(gè)設(shè)計(jì)元素都與其對(duì)應(yīng)的需求進(jìn)行追蹤關(guān)聯(lián)，確保所有設(shè)計(jì)都有來(lái)源，避免出現(xiàn)脫離需求的設(shè)計(jì)。對(duì)于在SCADE Display模型中設(shè)計(jì)的每一個(gè)顯示元素，都與其源需求進(jìn)行關(guān)聯(lián)綁定。明確因果關(guān)系。如果模型中有某個(gè)設(shè)計(jì)元素找不到其源需求，那么這個(gè)設(shè)計(jì)元素就是一個(gè)沒有依據(jù)的設(shè)計(jì)。

這個(gè)過程解決了“設(shè)計(jì)是否始終源于需求？”這一問題。

2.3 需求向設(shè)計(jì)追蹤

需求向設(shè)計(jì)追蹤是指：確保所有需求都被實(shí)現(xiàn)，避免出現(xiàn)遺漏的需求。即通過關(guān)注未建立關(guān)聯(lián)關(guān)系的需求比例和詳細(xì)列表，掌控需求覆蓋率。使用SCADE自帶的LifeCycle Requirements Management Gateway工具，能夠統(tǒng)計(jì)模型中已建立關(guān)聯(lián)關(guān)系的需求（已滿足的需求）占導(dǎo)入需求總量的比例，以及提供未被覆蓋的需求列表。對(duì)于有龐大需求數(shù)量的復(fù)雜工程，使用自動(dòng)化工具進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，遠(yuǎn)比人腦整理覆蓋率要高效和可靠。統(tǒng)計(jì)出的所有未被覆蓋的需求，就是設(shè)計(jì)工作未完成的部分。

這個(gè)過程解決了“需求是否都被滿足？”這一問題。

三、影響范圍確定

某一條需求可能被分配至多個(gè)實(shí)現(xiàn)資源，或多個(gè)設(shè)計(jì)當(dāng)中。當(dāng)這種需求發(fā)生更改時(shí)，通過這種追蹤關(guān)系就可以明確這些顯示控制資源的中相應(yīng)的設(shè)計(jì)都需要進(jìn)行更改。此外，針對(duì)一個(gè)設(shè)計(jì)結(jié)果，經(jīng)過用評(píng)審或戶實(shí)際使用發(fā)現(xiàn)該設(shè)計(jì)不合理，則需要分析該設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的方式是否有問題，并且根據(jù)追蹤關(guān)系找到該條設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的需求，分析該條需求是否合理。

在動(dòng)態(tài)模型開發(fā)過程中，需求和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)之間建立的關(guān)聯(lián)關(guān)系是可見的。可以在需求/設(shè)計(jì)更改時(shí)，明確受影響范圍，以確認(rèn)受影響范圍是否需要跟著一并更改。這樣從工具和方法層面使工作變得可控和有序。

這個(gè)過程解決了“需求或設(shè)計(jì)變更后影響范圍有多大？”的問題。

四、總結(jié)

本文提出的人機(jī)界面設(shè)計(jì)過程中的需求管理方法，通過建立條目化需求庫(kù)、使用數(shù)字化模型對(duì)需求和設(shè)計(jì)之間建立可見的關(guān)聯(lián)關(guān)系，確保了設(shè)計(jì)始終源于需求、需求都被滿足，以及更改后的影響范圍清晰可見。整個(gè)過程形成了一個(gè)完整、一致的設(shè)計(jì)流程，提升了設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1] Leszek A.Maciaszek.需求分析與系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2004.