Анализируя развитие рынка средств разработки за последние 10-15 лет, можно отметить общую тенденцию смещения акцентов от технологий собственно написания программ (которые с начала 90-х годов ознаменовались появлением RAD-инструментов - "быстрая разработка приложений") к необходимости комплексного управления всем жизненным циклом приложений - ALM (Application Lifecycle Management) .
По мере повышения сложности программных проектов резко возрастают требования к эффективности их реализации. Это тем более важно сегодня, когда разработчики ПО вовлечены практически во все аспекты работы предприятий и число таких специалистов растет. В то же время данные исследований в этой области говорят о том, что результаты как минимум половины "внутренних" проектов разработки программных средств не оправдывают возложенных на них надежд. В этих условиях становится особенно актуальной задача оптимизации всего процесса создания программных средств с охватом всех его участников - проектировщиков, разработчиков, тестеров, служб сопровождения и менеджеров. Управление жизненным циклом приложений (ALM) рассматривает процесс выпуска программных средств как постоянно повторяющийся цикл взаимосвязанных этапов:
· определение требований (Requirements);
· проектирование и анализ (Design & Analysis);
· разработка (Development);
· тестирование (Testing);
· развертывание и сопровождение (Deployment & Operations).
Каждый из этих этапов должен тщательно отслеживаться и контролироваться. Правильно организованная ALM-система позволяет:
· сократить сроки вывода продуктов на рынок (разработчикам приходится заботиться лишь о соответствии их программ сформулированным требованиям);
· повысить качество, гарантируя при этом, что приложение будет соответствовать потребностям и ожиданиям пользователей;
· повысить производительность труда (разработчики получают возможность делиться передовым опытом разработки и внедрения);
· ускорить разработку благодаря интеграции инструментов;
· уменьшить затраты на сопровождение, постоянно поддерживая соответствие между приложением и его проектной документацией;
· получить максимальную отдачу от инвестиций в навыки, процессы и технологии.
Строго говоря, само понятие ALM, конечно, не является чем-то принципиально новым, - такое понимание проблем создания ПО возникло лет сорок назад, на заре формирования промышленных методов разработки. Однако до относительно недавнего времени основные усилия по автоматизации задач разработки ПО были направлены на создание инструментария непосредственно для программирования как наиболее трудоемкого этапа. И лишь в 80-х годах в связи с усложнением программных проектов ситуация стала существенно меняться. При этом резко возросла актуальность расширения функциональности средств разработки (в широком понимании этого термина) в двух основных областях: 1) автоматизация всех остальных этапов жизненного цикла ПО и 2) интеграция инструментов между собой.
Этими задачами занимались многие компании, однако бесспорным лидером здесь была компания Rational, которая более двадцати лет, с момента своего создания, специализировалась на автоматизации процессов разработки программных продуктов. В свое время, именно она стала одним из пионеров широкого использования визуальных методов проектирования программ (и практически автором языка UML, принятого де-факто в качестве стандарта в этой сфере), создала общую ALM-методологию и соответствующий набор средств. Можно сказать, что к началу нынешнего века Rational была единственной компанией, имевшей в своем арсенале полный спектр продуктов для поддержки ALM (от бизнес-проектирования до сопровождения), за исключением, правда, одного класса инструментов - обычных средств написания кода. Однако, в феврале 2003-го, она перестала существовать как независимая организация и стала подразделением корпорации IBM, получившим название IBM Rational.
Еще совсем недавно Rational являлась практически единственным производителем комплексных средств разработки класса ALM, хотя конкурирующие инструменты от других поставщиков для отдельных этапов создания ПО были и есть. Однако пару лет назад о намерении составить ей реальную конкуренцию публично заявила корпорация Borland, которая всегда имела сильные позиции как раз в области традиционных средств разработки приложений (Delphi, JBuilder и пр.), фактически являющихся основой ALM-комплекса корпорации, расширение которого шло путем приобретения других компаний, выпускающих аналогичные продукты. В этом состоит принципиальное различие бизнес-моделей двух компаний, открывающее потенциальные возможности для реальной конкуренции. После вхождения Rational в состав IBM компания Borland позиционирует себя как единственного на сегодняшний день независимого поставщика комплексной ALM-платформы (т. е. продвижением собственных ОС, языков и пр. она не занимается). В свою очередь конкуренты отмечают, что Borland пока не сформулировала четкую методологию ALM, дающую базу для объединения имеющихся у нее инструментов.
Еще одним серьезным игроком на поле средств разработки является корпорация Microsoft. Пока она не замахивается на создание собственной ALM-платформы; продвижение в данном направлении идет только в рамках сотрудничества с другими поставщиками, теми же Rational и Borland (обе они стали первыми участниками программы Visual Studio Industry Partner). В то же время созданное Microsoft ключевое средство разработки Visual Studio .NET постоянно расширяет функциональность за счет использования высокоуровневых средств моделирования и управления проектами, в том числе путем интеграции с Microsoft Visio и Microsoft Project.
Следует отметить, что на сегодняшний день практически все ведущие компании–разработчики технологий и программных продуктов (кроме перечисленных выше, можно назвать Oracle, Computer Associates и др.) располагают развитыми технологиями создания ПО, которые создавались как собственными силами, так и за счет приобретения продуктов и технологий, созданных небольшими специализированными компаниями. И хотя, подобно корпорации Microsoft, создание собственной ALM-платформы ими пока не планируется, выпускаемые этими компаниями CASE-средства находят широкое применение на отдельных этапах ЖЦ ПО.
Системы ALM позволяют обеспечить прозрачность, ясное понимание процесса разработки приложений и представить его в качестве одного из бизнес-процессов. Однако не следует рассматривать ALM только как средство мониторинга и контроля за соблюдением требований, предупреждают аналитики. Эти системы предназначены не столько для контроля, сколько для автоматизации процесса разработки и интеграции различных инструментов.
Самой сложной проблемой при внедрении инструментария ALM является непонимание людьми процесса разработки. Часто руководство полагает, что с помощью ALM можно будет наладить работу по строго определенной схеме. Однако все спланировать заранее невозможно. В разработке приложений часто приходится проделывать несколько итераций на каждом шаге, выпускать промежуточные версии и постепенно повышать функциональность приложения. Система ALM должна не ограничивать действия разработчиков, а способствовать процессу.
В ИТ-индустрии любят поговорить насчет барьеров между ИТ и бизнесом, однако внутри самой ИТ-структуры существует масса менее заметных барьеров, которые могут встать на пути неосторожного системного интегратора.
Рассмотрим, например, одну из наиболее спорных и горячо обсуждаемых в ИТ в настоящее время тем - методологию DevOps и все, что с ней связано. В качестве краткой характеристики всех действий, связанных с передачей разработанного приложения в ИТ-службу для реальной эксплуатации, эти слова звучат достаточно безобидно. Но по большому счету, между разработчиками корпоративных приложений и специалистами, управляющими ИТ-инфраструктурой предприятия, стоит стена непонимания. Программисты часто обвиняют ИТ-службу в недостаточной гибкости, а специалистов, управляющих ежедневными ИТ-операциями, - в игнорировании ограничений и требований к производственной инфраструктуре, в которой должны выполняться создаваемые ими приложения.
Это напряжение вызывает рост интереса к технологии управления жизненным циклом приложений (Application Lifecycle Management - ALM), представляющей собой набор средств управления, спроектированных с целью обеспечить программистам и сотрудникам ИТ-службы более ясное понимание сути разрабатываемого приложения и инфраструктуры, в которой это приложение должно выполняться. Основная идея заключается в том, что облегчение сотрудничества между разработчиками и ИТ-специалистами приведет к более эффективному функционированию всей корпоративной информационной среды. Проблема в том, что внедрение ALM имеет мало шансов в ситуации, когда две стороны, сотрудничество между которыми необходимо для обеспечения успеха проекта, начинают перекладывать друг на друга ответственность за возникающие трудности.
Для успешного внедрения ALM-методологии системный интегратор должен подняться над уровнем взаимных обвинений в ИТ-департаменте. Как считает Джина Пул, вице-президент по маркетингу отделения IBM Rational Software , это означает поиск и привлечение к работе ИТ-директора или финансового директора, способного осознать, сколько денег теряет заказчик из-за отсутствия слаженной работы всех служб ИТ-департамента. Исправление ошибок в приложении на поздних стадиях проекта разработки означает чрезвычайно высокие расходы. Если необходимость такого исправления вызвана сделанными ранее предположениями разработчика о том, в какой среде будет функционировать приложение, и эти предположения оказываются в конечном счете неверными, то стоимость всего проекта возрастает в разы или же заказчик будет вынужден соответствующим образом модернизировать свою инфраструктуру.
Конечно, на устранение таких противоречий в ИТ-инфраструктуре организаций могут уйти значительные средства. Однако единственная конечная цель этой работы должна состоять в создании и внедрении набора технологий управления, которые бы позволили программистам и специалистам по ИТ-операциям перестать мешать работе друг друга. Чем больше времени программисты проводят, обсуждая с ИТ-специалистами вопросы сотрудничества, тем меньше времени у них остается непосредственно на разработку. Чем больше приложений будет создано, тем более развитая инфраструктура будет необходима и это, конечно, хорошая новость для реселлеров.
В целом дебаты вокруг DevOps определенно полезны для реселлеров и интеграторов. Проблема заключается в том, чтобы не втянуться во внутренние конфликты, связанные с желанием выполнять параллельно слишком много ИТ-проектов. Если заказчик не приемлет саму концепцию ALM, это фактически очень хороший показатель его недостаточной зрелости и слабой компетенции в управлении ИТ. Это само по себе позволяет предположить, что реселлеру лучше держаться подальше от такого заказчика, поскольку высока вероятность, что такой клиент принесет гораздо больше проблем, чем прибыли.
Известно, что многие пользователи (и, что греха таить, некоторые IT-специалисты), говоря о разработке программного обеспечения, имеют в виду в первую очередь создание и отладку кода приложений. Было время, когда подобные представления оказывались достаточно близки к истине. Но современная разработка приложений состоит не только и не столько из написания кода, сколько из иных процессов, как предшествующих непосредственно программированию, так и следующих за ним. Собственно, о них далее и пойдет речь.
Жизненный цикл разработки приложений: мечты и реальность
е секрет, что немало коммерчески успешных продуктов как в России, так и за рубежом было реализовано с применением только средств разработки приложений, и даже данные при этом нередко проектировались на бумаге. Не будет преувеличением сказать, что из всех возможных инструментов создания программного обеспечения в России (да и во многих европейских странах) сейчас популярны главным образом средства разработки приложений и в несколько меньшей степени - средства проектирования данных (прежде всего это касается проектов с небольшим бюджетом и сжатыми сроками реализации). Вся проектная документация, начиная с технического задания и заканчивая инструкцией пользователя, создается с помощью текстовых редакторов, и то, что какая-то ее часть является исходной информацией для программиста, означает лишь, что он ее просто читает. И это при том, что, с одной стороны, средства управления требованиями, моделирования бизнес-процессов, инструменты тестирования приложений, средства управления проектами и даже средства генерации проектной документации существуют довольно давно, а с другой стороны, любой руководитель проекта, естественно, хочет облегчить жизнь как себе, так и остальным исполнителям.
Чем же обусловлено недоверие многих руководителей проектов к инструментам, позволяющим автоматизировать многие этапы работы возглавляемых ими коллективов? На мой взгляд, тому есть несколько причин. Первая из них заключается в том, что очень часто применяемые компанией средства плохо интегрируются между собой. Рассмотрим типичный пример: для моделирования применяется Rational Rose, для написания кода - Delphi Professional, для проектирования данных - CA AllFusion Modelling Suite; средства интеграции этих продуктов или вообще отсутствуют для данной комбинации их версий, или некорректно работают с русским языком, или просто не приобретены. А в результате диаграммы прецедентов и иные модели, созданные с помощью Rose, становятся не более чем картинками в проектной документации, а модель данных главным образом служит источником ответа на вопросы типа: «Зачем это поле вообще нужно в той таблице?» И даже такие простые части приложения, как русские эквиваленты имен полей базы данных, пишутся участниками проекта как минимум три раза: один раз - при документировании модели данных или приложения, второй раз - при написании кода пользовательского интерфейса, а третий - при создании файла справочной системы и руководства пользователя.
Вторая, не менее серьезная причина недоверия к средствам поддержки жизненного цикла программного обеспечения заключается в том, что опять-таки из-за отсутствия или плохой функциональности средств интеграции таких продуктов во многих случаях может оказаться недоступной возможность постоянной синхронизации между собой всех частей проекта: моделей процессов, моделей данных, кода приложения, структуры базы данных. Понятно, что проект, реализующий классическую схему водопада (рис. 1), при которой сначала формулируются требования, потом производится моделирование и проектирование, затем разработка и, наконец, внедрение (об этой схеме и о других методологиях реализации проектов можно прочесть в серии обзоров Лилии Хаф, публикуемой в нашем журнале), есть скорее мечта, чем реальность - пока пишется код, заказчик успеет изменить у себя часть процессов или пожелать дополнительной функциональности. В результате выполнения проекта нередко получаются приложение, весьма далекое от того, что было описано в техническом задании, и база данных, имеющая мало общего с исходной моделью, причем синхронизация всего этого между собой с целью документирования и передачи заказчику превращается в довольно трудоемкую задачу.
Третья причина, по которой средства поддержки жизненного цикла программного обеспечения применяются далеко не везде, где они могли бы принести пользу, заключается в крайней ограниченности их выбора. На российском рынке активно продвигаются главным образом две линейки продуктов: инструменты IBM/Rational и инструменты Computer Associates (главным образом линейка продуктов AllFusion Modelling Suite), во многом ориентированные в данный момент на определенные виды моделирования, а не на постоянный процесс синхронизации кода, базы данных и моделей.
Есть и еще одна причина, которую можно отнести к разряду психологических факторов: существуют разработчики, которые вовсе не стремятся к полной формализации и документированию их приложений - ведь в этом случае они становятся незаменимыми и ценными сотрудниками, а человек, вынужденный разбираться после увольнения такого разработчика в его коде или просто сопровождающий его продукт, будет очень долго чувствовать себя полным идиотом. Такие разработчики, конечно, отнюдь не в большинстве, тем не менее я знаю как минимум пятерых руководителей компаний, которым подобные экс-сотрудники попортили немало крови.
Конечно, многим руководителям проектов, особенно проектов с небольшим бюджетом и ограниченными сроками, хотелось бы иметь инструмент, с помощью которого можно было бы сформулировать требования к разрабатываемому программному продукту... и в результате получить готовый дистрибутив работающего приложения. Это, конечно, лишь идеал, о котором пока можно только мечтать. Но если спуститься с небес на землю, то можно сформулировать более конкретные пожелания, а именно:
1. Средства управления требованиями должны упростить создание модели приложения и модели данных.
2. На основании этих моделей должна генерироваться значительная часть кода (желательно не только клиентского, но и серверного).
3. Значительная часть документации должна генерироваться автоматически, причем на языке той страны, для которой предназначено данное приложение.
4. При создании кода приложения в моделях должны происходить автоматические изменения, а при изменении модели должна происходить автоматическая генерация кода.
5. Код, написанный вручную, не должен исчезать при изменениях в модели.
6. Появление нового требования заказчика не должно вызывать серьезных проблем, связанных с изменениями моделей, кода, базы данных и документации; при этом все изменения должны производиться синхронно.
7. Средства контроля версий всего вышеперечисленного должны быть удобны с точки зрения поиска и отслеживания изменений.
8. И наконец, все эти данные (требования, код, модели, документация) должны быть доступны участникам проекта именно в той степени, в какой они необходимы им для выполнения своих обязанностей - не больше и не меньше.
Иными словами, цикл разработки приложений должен давать возможность осуществлять итеративную коллективную разработку без дополнительных затрат, связанных с изменениями требований заказчиков или способов их реализации.
Не буду вас уверять, что все эти пожелания абсолютно невозможно осуществить с помощью инструментов IBM/Rational или CA - технологии развиваются, появляются новые продукты, и то, что было невозможно сегодня, станет доступным завтра. Но, как показывает практика, интеграция этих инструментов с наиболее популярными средствами разработки, к сожалению, пока далеко не столь идеальна, как могло бы показаться на первый взгляд.
Продукты Borland с точки зрения руководителя проекта
омпания Borland является одним из самых популярных производителей средств разработки: уже двадцать лет ее продукты пользуются заслуженной любовью разработчиков. До недавнего времени эта компания предлагала главным образом широкий спектр средств, предназначенных непосредственно для создателей кода приложений, - Delphi, JBuilder, C++Builder, Kylix (обо всех этих продуктах мы неоднократно писали в нашем журнале). Однако успех компании на рынке во многом определяется тем, насколько она следует тенденциям его развития и насколько понимает нужды тех, кто является потребителем ее продукции (в данном случае - компаний и отделов, специализирующихся на разработке приложений).
Именно поэтому в настоящее время стратегия развития средств разработки Borland предполагает поддержку полного жизненного цикла приложений (Application Lifecycle Management, ALM), включающего определение требований, проектирование, разработку, тестирование, внедрение и сопровождение приложений. Об этом свидетельствует прошлогоднее приобретение корпорацией Borland ряда компаний - BoldSoft MDE Aktiebolag (ведущего поставщика новейшей технологии разработки приложений Model Driven Architecture), Starbase (поставщика средств конфигурационного управления программными проектами), TogetherSoft Corporation (поставщика решений в области проектирования программного обеспечения). За время, прошедшее с момента приобретения этих компаний, было проделано много работы, в плане интеграции этих продуктов между собой. В результате эти продукты уже удовлетворяют потребностям руководителей проектов, связанным с возможностью организации итеративной коллективной разработки. Ниже мы обсудим, что именно предлагает сейчас компания Borland руководителям и другим участникам проектов, связанных с разработкой программного обеспечения (многие из описанных ниже продуктов и технологий интеграции были представлены этой компанией на прошедших в ноябре конференциях для разработчиков в Сан-Хосе, Амстердаме и Москве).
Управление требованиями
Управление требованиями это одна из самых важных составных частей процесса разработки. Без сформулированных требований, как правило, практически невозможно ни нормально организовать работу над проектом, ни понять, действительно ли заказчик хотел получить именно то, что было реализовано.
По данным аналитиков, как минимум 30% бюджета проектов уходит на то, что называется переделкой приложения (и лично мне кажется, что эта цифра сильно занижена). Причем более 80% этой работы связано с некорректно или неточно сформулированными требованиями, и исправление подобных дефектов обычно обходится довольно дорого. А уж то, насколько заказчики любят менять требования, когда приложение уже почти готово, известно, наверное, всем руководителям проектов... Именно по этой причине управлению требованиями следует уделять самое пристальное внимание.
Для управления требованиями в арсенале Borland имеется продукт Borland CaliberRM, по сути представляющий собой платформу для автоматизации процесса управления требованиями, предоставляющую средства отслеживания изменений (рис. 2).
CaliberRM интегрируется со многими средствами разработки производства как компании Borland, так и других производителей (например, Microsoft), вплоть до встраивания списка требований в среду разработки и генерации заготовок кода при переносе мышью пиктограммы требования в редактор кода. Кроме того, на его основе можно создавать собственные решения - для этого существует специальный набор инструментов CaliberRM SDK.
Отметим, что этот продукт применяется для управления требованиями не только к программному обеспечению, но и к другим продуктам. Так, известны случаи его успешного применения в автомобильной промышленности для управления требованиями к различным узлам автомобилей (в том числе автомобилей «ягуар»). Кроме того, по уверению Джона Харрисона (Jon Harrison), менеджера, отвечающего за линейку продуктов JBuilder, применение CaliberRM при создании Borland JBuilderX значительно упростило процесс разработки этого продукта.
И наконец, наличие удобного средства управления требованиями существенно упрощает создание проектной документации, причем не только на ранних этапах проекта, но и на всех последующих.
Проектирование приложений и данных
Проектирование является не менее важной частью создания приложения и должно опираться на сформулированные требования. Результатом проектирования являются модели, применяемые программистами на этапе создания кода.
Для проектирования приложений и данных компанией Borland предлагается продукт Borland Together (рис. 3), представляющий собой платформу для анализа и проектирования приложений, интегрирующуюся с различными средствами разработки как компании Borland, так и других производителей (в частности, Microsoft). Указанный продукт позволяет осуществлять моделирование и проектирование приложений и данных; при этом степень его интеграции со средствами разработки на данный момент такова, что изменения модели данных приводят к автоматическому изменению кода приложения, равно как и изменения в коде приводят к изменению в моделях (данная технология интеграции инструментов моделирования и средств разработки получила название LiveSource).
Borland Together может применяться как средство, объединяющее задачи, связанные с управлением требованиями и моделированием, с задачами, связанными с разработкой и тестированием, и позволяет понять, в чем должна заключаться реализация требований к продукту.
Создание кода приложения
Создание кода приложения область, в которой компания Borland специализируется в течение всех 20 лет своего существования. Сегодня Borland производит средства разработки для платформ Windows, Linux, Solaris, Microsoft .NET, а также для ряда мобильных платформ. Мы уже неоднократно писали о средствах разработки этой компании, и в данной статье повторяться не будем. Отметим лишь, что последние версии средств разработки этой компании (Borland С#Builder, Borland C++BuilderX, Borland JBuilderX), а также ожидаемая вскоре новая версия одного из самых популярных в нашей стране средств разработки, Borland Delphi 8 для Microsoft .NET Framework, позволяют осуществить тесную интеграцию средств моделирования Together и средств управления требованиями CaliberRM с их средами разработки. О Delphi 8 мы обязательно расскажем в отдельной статье в следующем номере нашего журнала.
Тестирование и оптимизация
Тестирование абсолютно необходимая составляющая создания качественного программного обеспечения. Именно на этом этапе проверяется, удовлетворяет ли приложение сформулированным требованиям к нему, а в код приложения (а нередко и в модели, и в базы данных) вносятся соответствующие изменения. На этапе тестирования обычно требуется применение средств анализа и оптимизации производительности приложений, и для этой цели применяется Borland Optimizeit Profiler. Сегодня данный продукт наряду с этим интегрируется в среды разработки последних версий средств разработки Borland, а также в среду Microsoft Visual Studio .NET (рис. 4).
Внедрение
Внедрение программного обеспечения - одна из наиболее важных составляющих успеха проекта. Оно должно осуществляться таким образом, чтобы на этапе опытной эксплуатации продукта в него можно было вносить изменения без серьезных затрат и потерь, легко увеличивать количество пользователей без снижения надежности. Поскольку в настоящее время внедрение приложений происходит в условиях применения компаниями различных технологий и платформ и эксплуатации определенного количества уже имеющихся приложений, при внедрении может оказаться важной способность осуществления интеграции нового приложения с унаследованными системами. Для этой цели компанией Borland предлагается ряд технологий межплатформенной интеграции (таких как Borland Janeva, позволяющих осуществить интеграцию.NET-приложений с приложениями, основанными на технологиях CORBA и J2EE).
Управление изменениями
Управление изменениями производится на всех этапах создания приложения. С позиции Borland это наиболее важная составляющая проекта - ведь изменения могут происходить и в требованиях, и в коде, и в моделях. Без отслеживания изменений управлять проектом сложно - руководитель проекта должен быть в курсе того, что именно происходит на данном этапе и что уже реализовано в проекте, иначе он рискует не выполнить проект в срок.
Для решения данной задачи можно применять Borland StarTeam (рис. 5) масштабируемое средство управления конфигурациями программного обеспечения, которое сохраняет в централизованном репозитарии все необходимые данные и оптимизирует взаимодействие сотрудников, ответственных за выполнение различных задач. Этот продукт предоставляет команде участников проекта разнообразные средства для публикации требований, управления задачами, планирования, работы, обсуждения изменений, контроля версий, организации документооборота.
Особенностями данного продукта являются тесная интеграция с другими продуктами Borland, поддержка распределенных команд разработчиков, взаимодействующих через Интернет, наличие нескольких типов клиентских интерфейсов (в том числе Web-интерфейса и Windows-интерфейса), поддержка многих платформ и операционных систем, наличие StarTeam Software Development Kit (SDK), представляющего собой прикладные программные интерфейсы для создания решений на базе StarTeam, средства защиты данных на стороне клиента и сервера, средства доступа к репозитариям Merant PVCS Version Manager и Microsoft Visual SourceSafe, средства интеграции с Microsoft Project, средства визуального представления данных, создания отчетов и поддержки принятия решений.
Вместо заключения
ЧЧто означает появление на российском рынке вышеперечисленного набора продуктов от хорошо известного производителя, средства разработки которого широко применяются в самых разнообразных проектах? Как минимум, то, что уже сегодня мы сможем получить не просто набор инструментов для различных участников проекта, но и интегрированную платформу для реализации всего жизненного цикла разработки - начиная от определения требований и заканчивая внедрением и сопровождением (рис. 6). При этом данная платформа, в отличие от конкурирующих с ней наборов продуктов, будет гарантировать поддержку всех наиболее популярных средств разработки и позволит интегрировать в них свои составные части на уровне полной синхронизации кода с моделями, требованиями, изменениями. И будем надеяться, руководители проектов вздохнут с облегчением, избавив себя и своих сотрудников от многих утомительных и рутинных задач...
Кэролин Пампино (Carolyn Pampino, IBM)
На основе приложений: Rational Team Concert Beta 3, Rational Quality Manager Beta 3, Beta 3
Обзор
Жесткая конкуренция заставляет многие организации создавать продукты за более короткие сроки, при этом делая их еще более инновационными. Разработка программного обеспечения сама по себе является сложной задачей, поэтому чрезвычайно сложны и системы, создаваемые организациями-разработчиками информационных систем и устройства. Команды, находящиеся в условиях сжатых сроков, должны делать это без ущерба качеству или увеличения бюджета. Для этого их стратегией должно быть улучшение эффективности разработки программного обеспечения. Решение этой дилеммы состоит в улучшении взаимодействия в жизненном цикле при помощи управления жизненным циклом (УЖЦ) приложений.
Решения для управления жизненным циклом приложений, созданные для поддержания проектов по разработке ПО, координируют людей, процессы и инструменты в итеративном цикле разработки ПО, включающем связанные между собой деятельности по планированию, управлению изменениями, определению и управлению требованиями, управлению архитектурой, управлению конфигурациями ПО, автоматизации сборок и развертывания, управлению качеством. Помимо основных возможностей решения для УЖЦ включают в себя трассировку между артефактами жизненного цикла, определение и гарантию процесса, составление отчетов.
Наиболее важное преимущество решения для УЖЦ состоит в возможности координировать людей, процессы, информацию и инструменты, задействованные в проекте, для того, чтобы создавать инновационные продукты для заинтересованных лиц проекта. Поскольку не существует универсального решения, подходящего всем, мы советуем нашим клиентам сосредоточиться на следующих принципах при внедрении управления жизненным циклом, наиболее соответствующего культуре и окружению в их организации:
- Используйте планирование в реальном времени;
- Обеспечивайте трассировку в жизненном цикле для связанных артефактов;
- Обеспечьте возможности для взаимодействие в контексте;
- Применяйте бизнес аналитикe для разработки;
- Осуществляйте непрерывное улучшение процесса разработки.
Планирование в реальном времени
Мы занимаемся планированием, потому что хотим прийти к определенной цели и хотим знать, когда она будет достигнута. Существует единственный способ узнать, когда работа завершена. Для этого необходимо обеспечить, чтобы планы были полностью интегрированы с выполнением проекта и всегда были актуальны. В следующей таблице перечислены несколько типичных действий, связанных с планированием, которые стоит или не стоит делать.
| Не создавайте среды, в которой требования, модели и планы разработки и тестирования не связаны, управляются раздельно или не управляются вовсе. | Выбирайте решения для планирования, которые отслеживают работу всей команды, автоматически создают планы разработки и тестирования на основе требований, и связывают отдельные требования, элементы работ и тестовые наборы.
Используйте планы, которые позволяют отслеживать в жизненном цикле задания для всех функциональных команд, используя различные представления. Возможности планов по просмотру различных представлений одних и тех же данных, например, представлений в виде ранжированного списка, декомпозиции работ, плана развития или доски задач, помогает вам оценивать и распределять работу для всех членов команды, что приводит к уменьшению сроков до выпуска. |
| Избегайте использования планов, не связанных с вашим окружением для управления жизненным циклом, оторванных от деятельности и задач команды. | Используйте планы, которые полностью интегрированы с выполнением проекта.
Убедитесь в том, что все планы доступны и открыты каждому участнику команды проекта. Чтобы поддерживать точность планов, убедитесь в возможности указывать время, потраченное на каждое задание. Члены команды могут видеть влияние изменений на даты окончания проекта и соответствующим образом распределять нагрузку для устранения критических путей и задержек окончания проекта. |
| Не используйте ручных обновлений, потому что это может приводить к ошибкам. | Чтобы стимулировать активное участие команды в планировании, используйте планы, из которых легко получать доступ к информации, и пользовательский интерфейс, упрощающий обновление данных в плане в контексте текущей работы. |
| Избегайте ситуации, когда планы создаются в начале проекта и больше никогда не используется в нем. | Практикуйтесь в непрерывном планировании с использованием планов реального времени, запросов жизненного цикла и информационных панелей проекта, чтобы быстро реагировать на внешние изменения или изменения в команде. |
На следующем изображении показано, как быстрое обновление потраченного времени напрямую из элемента работ облегчает поддержание точности планов.
Рис. 1. Обновление потраченного времени из элемента работ поддерживает точность планов
Следующие три изображения показывают различные представления одного и того же плана итерации. Использование представлений помогает команде балансировать работу, эффективно планировать и быстрее реагировать на изменения.
Рис. 2. На представлении запланированного времени видно, когда у одних участников команды работы больше, чем у других
Рис. 3. Представление электронной доски задач может быть использовано гибкими командами, разнесенными территориально
Рис. 4. Представление плана развития отображает распределение задач по дням и неделям в более традиционном виде
Изображение ниже демонстрирует план выпуска (Release Plan) в Rational Team Concert со ссылками на связанный с ним журнал предложений (Product Backlog), коллекции требований в Rational Requirements Composer и план тестирования в Rational Quality Manager .
Рис. 5. С планированием связаны коллекции требований и планы тестирования
Решение IBM Rational для совместного управления жизненным циклом включает полностью интегрированное планирование в реальном времени.
Трассировка жизненного цикла
Трассировка - не есть еще одна приятная дополнительная возможность в жизненном цикле разработки программного обеспечения, которую "хорошо бы иметь". Трассировка помогает вам понимать, чем занимаются все остальные члены команды. Например, аналитик требований хорошо знает какие требования им написаны, но ему необходимо также знать, будет ли отдельно взятое требование учтено на определенной итерации разработки, и если будет, то на какой именно. Или он хочет знать, была ли протестирована реализация этого требования и какой при этом получен результат.
Решение для УЖЦ, позволяющее осуществлять трассировку между артефактами жизненного цикла, помогает командам получать ответы на сложные вопросы относительно статуса их проекта. Создание связей между артефактами позволяет командам легче отвечать на такие вопросы, как: "На какие требования влияют дефекты?" и "Какие элементы работ готовы к тестированию?"
Рис. 6. Важные вопросы, на которые дает ответ решение для УЖЦ
Трассировка помогает каждому члену команды понимать, что делают остальные и как это влияет на объем работы в целом. Если вы работаете в окружении с внешним регулированием, трассировка поможет вам отвечать на такие вопросы со стороны аудиторов, как "Какие изменения включены в эту сборку, какие тесты были проведены и с каким результатом?"
Ниже приведены типичные действия, которые стоит или не стоит делать, связанные с трассировкой:
|
Действия, которых следует избегать |
|
|---|---|
| Избегайте решений со сложным интерфейсом, демотивирующим пользователей создавать связи между артефактами.
Не переусердствуйте в создании трассировочных связей или выполнении трассировки просто ради самой трассировки. |
Используйте решение, которое предоставляет возможность легко создавать и поддерживать трассировочные связи при помощи простого, универсального пользовательского интерфейса, чтобы никому не приходилось переключаться на другие инструменты только для того, чтобы связать между собой два артефакта.
Определите несколько значимых вопросов, на которые вы хотите иметь возможность отвечать, и определите соответствующие стратегии по созданию связей. Попробуйте реализовать одну и убедитесь, что вы достигли успеха перед тем, как перейти к следующей. |
| Старайтесь не создавать отчетов, которые быстро устаревают и решений для трассировки, которые не способствуют пониманию завершенности проекта. | Пользуйтесь системой, предоставляющей запросы, отчеты и представления, которые дают возможность оценивать степень завершенности проекта и принимать полностью обоснованные решения, основанные на связях между артефактами. Вы также должны видеть трассировочные связи напрямую из плана. Примеры запросов, которые помогают обнаруживать пробелы: "элементы плана без требований" и "элементы плана без тестовых наборов". Запросы, которые помогают оценить завершенность: "элементы плана с не пройденными тестами", "дефекты, блокирующие тест" и "требования с открытыми дефектами". |
| Избегайте использования решений, которые не принимают во внимание наличие внешних нормативных требований и аудитов. | Инвестируйте в решение, включающее в себя возможность создания трассировочных связей, которые легко поддерживать и на основе которых легко создавать отчеты. |
| Избегайте использования не интегрированных проектных баз данных, разработки собственных интеграций на основе проприетарных API и попыток объединить несвязанный набор инструментов.
Не пользуйтесь решениями, в которых отсутствуют открытые интерфейсы для создания связанных данных. Не выбирайте репозитории УЖЦ с проприетарными интеграциями. |
Интегрируйте ваши межфункциональные команды, выбирая решение с открытыми сервисами построения связей между данными во всем жизненном цикле.
Выбирайте решение, реализующее открытые интерфейсы с помощью открытых сервисов (OSLC) для построения связей между данными в жизненном цикле. Выбирайте поставщика продуктов, который понимает и поддерживает трудные задачи интеграции при управлении жизненным циклом. Инвестируйте в инструменты, для которых определены долговременные планы по интеграции, так как это облегчит создание связей и трассировки по ходу выполнения проекта. Выбирайте масштабируемое решение с поддержкой открытых и гибких интеграций, чтобы оно решало ваши задачи и в будущем. Времена меняются, появляются новые продукты, и ваше решение для УЖЦ должно будет развиваться в дальнейшем. |
Изображение ниже демонстрирует представление трассировки для плана выпуска, содержащего связи с требованиями и тестовыми наборами. В плане также есть колонка для отображения дефектов, которые влияют на элементы плана. Это пример интегрированного плана с информацией о трассировке. В отличие от неактуальных, периодически создаваемых отчетов о трассировке, при использовании интегрированного плана со встроенным представлением трассировки, отсутствие артефактов становится очевидным и легко устранимым в проекте.
Рис. 7. План выпуска, охватывающий разработку, требования и тестирование
Когда трассировочные связи установлены, решение IBM Rational для совместного управления жизненным циклом (IBM Rational Collaborative Lifecycle Management) автоматически создает на их основе трассировочные связи с дефектами, выявляемыми в ходе проведения тестирования. На изображении ниже показан дефект с созданными для него трассировочными связями. При добавлении дефекта в ходе тестирования, автоматически создаются трассировочные связи дефекта с результатами теста, тестовым набором, планом тестирования, элементом плана и требованием.
Рис. 8. Связи жизненного цикла, созданные автоматически для дефекта, отображают тестовые наборы, элементы плана и требования, на которые он влияет
Взаимодействие в контексте
Взаимодействие - не сводится только к поддержанию дружеских и рабочих отношений. Взаимодействие улучшает качество и повышает ценность продукта для заинтересованных лиц, а это означает, что взаимодействие важно для инноваций. Возможности для взаимодействия в решении для УЖЦ могут улучшить способность членов команды контактировать между собой, реагировать на изменения и способствуют предсказуемости проекта.
Также инструменты для взаимодействия помогают командам фокусироваться на том, что важно. Команды должны находить любые возможности для автоматизации ручных и не творческих задач. Хорошее решение для УЖЦ включает в себя автоматизацию для сборок и выполнения тестов, но также должно включать автоматизацию создания отчетов о состоянии и доступ к информации. Информационные панели проекта и персональные информационные панели играют важную роль в автоматическом снабжении команды необходимой информацией, обеспечивая прозрачность работы команды и доступ к актуальным данным при помощи командных отчетов и запросов. Хорошо спроектированный пользовательский интерфейс автоматизирует доступ к информации, доставляя информацию пользователям напрямую и не заставляя их "менять контекст", переключаясь на работу с другим приложением. В такой форме автоматизация напрямую способствует лучшему взаимодействию.
|
Действия, которых следует избегать |
|
|---|---|
| Не полагайтесь в совместной работе на электронную почту, программы обмена мгновенными сообщениями, электронные таблицы и устные сообщения. | Используйте систему, в которой информация моментально доступна всем членам команды в контексте их работы.
Интегрируйте все обсуждения элементов работ в план, сделав вашу среду УЖЦ единственным источником информации, необходимым для понимания истории проекта, что ускорит разработку улучшений продукта в будущем. Объединяйте вашу команду, обеспечивая, чтобы все ее члены могли использовать связанные данные. При наведении мышки на связь должна отображаться информация об артефакте на другом конце связи. |
| Не игнорируйте мнение заинтересованных лиц и не предполагайте, что вы и так знаете, чего они хотят. | Используйте онлайн просмотры, утверждения и тематические дискуссии, чтобы уточнять требования и реагировать на пожелания заинтересованных лиц как можно раньше и чаще. |
Изображение ниже демонстрирует набор информационных панелей с виджетами, содержащими информацию из Rational Team Concert , Rational Requirements Composer и Rational Quality Manager . Данные на информационных панелях отображают актуальный статус проекта.
Рис. 9. Информационные панели с данными из различных источников, обеспечивают прозрачность работ для всех функциональных команд
На изображении ниже показана мини-информационная панель, которая всегда доступна сбоку пользовательского интерфейса и может быть закреплена слева или справа. Она выполняет функции персональной мини информационной панели, которая следует за пользователем повсюду в рамках решения для УЖЦ, и может быть скрыта или показана в любой момент времени.
Рис. 10. Мини-панель доступна из любой точки пользовательского интерфейса
Следующее изображение демонстрирует персональную мини-панель в Rational Team Concert . На этой панели есть виджет, отображающий изменения требований в Rational Requirements Composer . Это пример мини-панели с информацией из различных источников. При наведении мышки на требование появляется предпросмотр с информацией о статусе требования в Requirements Composer. Пользователи, которым необходим быстрый доступ к информации, быстро привыкнут к мини-панелям.
Бизнес аналитика для разработки
Как узнать, что что-то становится лучше, если вы не определяете метрики успешности? Можете ли вы в любой момент времени в проекта сказать, продвигается ли команда к успешному результату? Определение областей, которым необходимо улучшение, постановка целей, отслеживание прогресса на пути достижения этих целей - это то, что помогает развить бизнес аналитику для разработки.
Согласно Кейперсу Джонсу (Capers Jones 1), проекты, в которых практики измерений широко используются, достигают гораздо больших успехов, чем те, в которых подобные практики не используются.
Рис. 12. Проекты, использующие практики измерений, имеют больший шанс на успех
Например, три приведенных ниже метрики используются менее чем в 50% организаций по исследованиям Кейперса Джонса:
- Метрики качества 45%
- Метрики продуктивности 30%
- Метрики готовности 15%
|
Действия, которых следует избегать |
|
|---|---|
| Не применяйте метрики производительности других организаций или любых внешних источников к своему проекту. | Установите метрики производительности, подходящие вашей организации. |
| Не полагайтесь на информацию, собранную вручную, например, на опрос команды для обновления состояния, или хранение электронных таблиц на жестком диске. | Принимайте основанные на фактах решения, полагаясь на живые информационные панели и отчеты, автоматически генерируемые на основе информации, поступающей от деятельности команды. |
| Не пытайтесь определить сразу все метрики проекта. | Определяя метрику, начинайте с малого. Найдите болевую точку, примите решение и выберите метод улучшения; определите, как вы будете измерять прогресс для этого улучшения. Используйте инструмент, собирающий информацию о деятельности вашей команды, чтобы направлять команду к желаемому результату. |
На изображении ниже показаны отчеты для команды разработки на информационной панели проекта. При обновлении элемента работ, отчеты отражают деятельность команды и направление ее продвижения. Используйте графики хода выполнения работ, чтобы отслеживать движение команды к завершению запланированных работ. Или, в качестве альтернативы, используйте диаграммы, которые отображают изменение количества элементов работ в состоянии "Открыта", "Выполняется" и "Закрыта" (в идеальной ситуации количество элементов в состоянии "Открыта" и "Выполняется" должно убывать, а в состоянии "Закрыта" - расти).
Рис. 13. Информационная панель с отчетами и метриками для измерения улучшений
Информационные панели и отчеты - ключевая составляющая решения для УЖЦ, отвечающая за измерения и реагирование на текущий прогресс команды.
Непрерывное улучшение процесса разработки
Процесс - это нечто большее, чем документированный набор действий. Мы разрабатываем процессы на основе лучших практик, взятых из опыта индустрии, как средство улучшения взаимодействия команды и повышение ее шансов на успех. Поведение по большей части определяется привычкой. Когда вы определяете или меняете процесс, вы фактически просите всю команду изменить свои привычки и перенять поведение, которое может на первый взгляд быть им непонятно. Довольно сложно изменить привычки одного человека. Для изменения процесса зачастую необходимо изменить способы мышления и модели поведения у множества людей. Хорошо спроектированное решение для УЖЦ позволяет вам менять процесс постепенно, улучшая динамику команды и продолжать движение к большей эффективности.
|
Действия, которых следует избегать |
|
|---|---|
| Не стоит пренебрегать качеством процесса или относиться к нему как к лишней нагрузке. | Осознайте, что непрерывное улучшение поможет вашей команде перенять лучшие практики, создать рабочий ритм и уменьшить непредвиденные проблемы. |
| Не поддавайтесь искушению улучшить все и сразу.
Не пытайтесь слишком точно определить процесс за один раз. |
Используйте постепенные улучшения, непрерывно модифицируя планы и информационные панели, решая те проблемы команды, которые исходят из текущего статуса проекта. Используйте подход, который поможет вам начать улучшение с вашей текущей ситуации. |
| Избегайте ситуации, в которой процесс после определения записывается на жесткий диск и больше никогда не просматривается. | Стремитесь к прорывным улучшениям, перенимая лучшие практики в виде спецификаций процессов, шаблонов и автоматизации, которые несколько команд могут использовать в одном инструменте. |
| Избегайте слишком жесткого контроля процесса. | Поощряйте членов команды принимать участие в улучшении процесса, выбрав систему, облегчающую непрерывное улучшение и что-то, что можно делать при помощи инструмента, который используют все. |
| Не определяйте улучшений процесса, не видя конечного результата. | Когда вы определяете улучшения процесса, отображайте результаты улучшений на информационных панелях. |
| Не стоит ожидать, что вы с первого раза сделаете все правильно. | Следует понимать, что всегда есть почва для последующих улучшений. Поэтому необходимо непрерывно просматривать улучшения и определять следующий их набор.
Команды, которые хотят улучшить свою способность достигать целей качества, используют Rational Quality Manager , в котором есть встроенные интеграции с Rational Team Concert и Rational Requirements Composer. IBM Rational Quality Manager помогает организациям оптимизировать качество в проекте путем предоставления единого центра для управления тестированием, который обеспечивает интегрированную поддержку жизненного цикла практически для любой целевой платформы и типа тестирования. Он реализует настраиваемое решение, основанное на ролях, для планирования тестирования, создания и выполнения тестов, а также для контроля последовательности работ, управления и сквозной трассировки. Использование этих продуктов совместно позволяет команде внедрить 5 принципов управления жизненным циклом, рассмотренных в этой статье. Эти принципы встроены в инструменты и готовы помогать вам улучшать свою способность создавать высококачественные инновации в программном обеспечении. Еще хорошо то, что необязательно использовать все три инструмента, чтобы получить отдачу - их можно использовать как попарно, так и все вместе. ___________________________________________________________________________________________________________ |
И т.д..
«Управление жизненным циклом» сводится к необходимости освоения привычных для системной инженерии практик:
- управление информацией («нужная информация должна быть у нужных заинтересованных сторон вовремя, и в доступной для её использования форме»),
- управление конфигурацией («проектная информация должна соответствовать требованиям, информация «как построено» должна соответствовать проекту, в том числе проектным обоснованиям, физическая система должна соответствовать информации «как построено», а разные части проекта при этом должны соответствовать друг другу», иногда часть этой практики назвают «управление изменениями »).
СУЖЦ vs PLM
По-новому сформулированная СУЖЦ не использует PLM как обязательный класс программных средств, вокруг которого такая система строится. В крупных инженерных проектах обычно используется сразу несколько (чаще всего существенно "недоосвоенных") PLM разных вендоров, и при создании СУЖЦ речь идёт обычно уже об их межорганизационной интеграции. Конечно, при этом решаются и вопросы, как интегрировать в СУЖЦ информацию и тех систем, которые еще не имеют связи с какой-то из PLM систем расширенного предприятия. Термином «расширенное предприятие» (extended enterprise) обычно называют созданную посредством системы контрактов организацию из ресурсов (людей, инструментов, материалов) участвующих в конкретном инженерном проекте различных юридических лиц. В расширенных предприятиях ответ на вопрос, в какую именно PLM интегрируются данные какой именно из систем CAD /CAM /ERP /EAM /CRM /и т.д.. становится нетривиальным: владельцам разных предприятий не предпишешь использовать программные средства одного поставщика.
А поскольку PLM-система всё-таки являтся программными средствами, а "система управления" из СУЖЦ явно понимается в том числе как "система менеджмента", то термин СУЖЦ подразумевает явно и организационный аспект, а не только аспект информационных технологий. Тем самым фраза "использование PLM для поддержки системы управления жизненным циклом" вполне осмыслена, хотя может запутывать при дословном переводе в ней “PLM” на русский.
Тем не менее, понимание "системы управления жизненным циклом", когда ею занимаются специалисты из IT-служб, немедленно нивелируется назад к "только софту", подозрительно напоминающему программные средства PLM. И после этого переупрощения начинаются трудности: «коробочная» система PLM от какого-то поставщика программных средств автоматизации проектирования обычно сразу представляется конструктивно, как набор программных модулей из каталога этого поставщика, вне связи с поддерживаемыми инженерными и менеджмерскими функциями, и рассматривается как тройка из следующих компонент:
- датацентрический репозиторий данных жизненного цикла,
- «система документооборота» (workflow engine) для поддержки «управления»,
- «портал» для просмотра содержимого репозитория и состояния документооборота.
Назначение СУЖЦ
Главное назначение: СУЖЦ обнаруживают и предотвращают коллизии , неизбежные при коллаборативной разработке. Все остальные функции СУЖЦ являются производными, поддерживающими эту главную функцию.
Главная идея любой современной СУЖЦ - это использование аккуратного и непротиворечивого представления системы и окружающего её мира в неизбежно разнородных и изначально несовместимых между собой компьютерных системах расширенной организации. Использование виртуальных макетов, информационных моделей, датацентрических репозиториев проектной информации обеспечивает выявление коллизий при "сооружении в компьютере", "виртуальной сборке", а не при выносе чертежей и других моделей проекта в материальную реальность в ходе действительного сооружения «в металле и бетоне» и пуска в эксплуатацию.
Идея СУЖЦ не имеет тем самым отношения к разнообразным «автоматизациям проектирования», прежде всего – к «порождающему проектированию » (generative design) и «порождающему производству » (generative manufacturing). СУЖЦ озабочена более не синтезом, а анализом: обнаруживает и/или предотвращает коллизии в результатах проектирования отдельных подсистем, когда их будут собирать вместе по самым разным технологиям:
- сливая данные проекта вместе в один репозиторий,
- запуская алгоритм проверки целостности для распределенных в нескольких репозиториях инженерных данных,
- проводя актуальную "виртуальную сборку" и имитационное моделирование для специально отобранного подмножества проектных данных.
Моделеориентированный подход
Использование СУЖЦ подразумевает отказ не только от бумаги в проектировании, но и от "электронной бумаги" (.tiff или других растровых форматов) и переход к датацентрическому представлению информации. Сравнить две модели, существующие на бумаге в каких-то нотациях и найти в них несоответствия много сложнее и дольше, нежели предотвращать коллизии в структурированных электронных документах, использующих не растровую графику, а инженерные модели данных.
Модель данных может быть разработана в соответствии с каким-то языком, например:
- в терминах стандарта описания метода разработки ISO 24744),
- метамодель (в терминах консорциума стандартизации OMG),
- модель данных/справочные данные (в терминах стандарта интеграции данных жизненного цикла ISO 15926).
Именно такой переход к структурно представляемым моделям, существующим уже на ранних стадиях проектирования и называется «Системной инженерией на основе моделей » (MBSE, model-based systems engineering). Снимать коллизии при помощи компьютерной обработки данных становится возможным уже на самых ранних стадиях жизненного цикла, еще до появления полноценных 3D моделей конструкции.
СУЖЦ должна:
- обеспечивать механизм передачи данных из одного приложения CAD/CAM/ERP/PM/EAM/и т.д. в другое – причем в электронном структурированном виде, а не в виде «пачки электронной бумаги». Передача данных из одной инженерной информационной системы (с четким пониманием откуда, куда, когда, что, зачем, как) - это часть обеспечиваемой СУЖЦ функциональности. Тем самым СУЖЦ должна поддерживать workflow (ход работ, который частично выполняется людьми, а частично компьютерными системами).
- контролировать версии , то есть предоставлять функцию управления конфигурацией - как моделей, так и физических частей системы. СУЖЦ поддерживает таксономию требований разного уровня и предоставляет средства для проверки коллизии разноуровневых проектных решений и их обоснований с этими требованиями. В ходе инженерной разработки любое описание системы, любая её модель изменяются и дополняются многократно, и существуют поэтому во множестве альтернативных версий разной степени правильности, и в разной мере соответствующих друг другу. СУЖЦ должна гарантировать, что для текущей работы используется только правильное сочетание этих версий.
Архитектура СУЖЦ
Архитектурных решений для СУЖЦ может быть множество, одна и та же функция может быть поддержана различными конструкциями и механизмами работы. Можно выделить три вида архитектуры:
- Традиционные попытки создать СУЖЦ – это обеспечить важнейшие передачи данных по принципу "точка-точка" между разными приложениями. При этом может быть использована какая-нибудь специализированная система поддержки workflow (BPM engine, «движок управления бизнес-процессами»), или система обработки событий (complex event processing engine). К сожалению, объем работы по обеспечению обменов «точка-точка» оказывается просто грандиозным: каждый раз требуются специалисты, разобравшиеся в обоих связываемых системах и методе передаче информации.
- Использование стандарта интеграции данных ЖЦ ISO 15926 по методу «ISO 15926 outside», когда для каждого инженерного приложения разрабатывается адаптор в нейтральное представление, соответствующее стандарту. Тем самым, все данные получают возможность встретиться в каком-то приложении и коллизия между ними может быть обнаружена – но для приложения требуется разработать лишь один адаптер передачи данных, а не несколько таких адаптеров (по числу других приложений, с которыми нужно обеспечить связь).
- PLM (Teamcenter, ENOVIA, SPF, NET Platform и т.д.) - используется стандартизованная архитектура, за тем лишь исключением, что используемая в каждой из этих PLM модель данных менее универсальна в плане отражения любой предметной области инжиниринга, а также не является нейтральным и доступным всем форматом. Так что использование ISO 15926 в качестве базового представления при передаче данных в СУЖЦ можно считать дальнейшим развитием идей, по факту реализованных в современных PLM.
По архитектуре управления конфигурацией , СУЖЦ можно разделить на три вида:
- «репозиторий» (актуальное хранение всех данных проекта в одном репозитории СУЖЦ, куда копируются данные оттуда, где они были разработаны),
- «регистр» (СУЖЦ поддерживает список адресов данных жизненного цикла в многочисленных репозиториях других САПР , систем инженерного моделирования, PLM , ERP и т.д.),
- «гибридная архитектура» -- когда часть данных копируется в центральный репозиторий СУЖЦ, а часть данных доступна из других мест по ссылкам.
Архитектора СУЖЦ должна также описывать:
- «портал» (в том числе «веб-портал»), его функциях и способ реализации. Само наличие портала позволяет успокоить топ-менеджеров демонстрируя отсутствие коллизий. К архитектурным решениям по «порталу СУЖЦ» предъявляются специфические требования.
- алгоритмы проверки целостности/непротиворечивости данных
жизненного цикла, а также описание работы этих алгоритмов:
- стандартный модуль в отдельном приложении, работающий над данными в репозитории этого приложения – будь это САПР или PLM ;
- специально разработанное для СУЖЦ программное средство проверки коллизий, имеющее доступ к данным разных приложений, находящихся в центральном репозитории СУЖЦ;
- специально разработанное программное средство, обращающееся через интернет по защищенному каналу к разным хранилищам данных , находящимся в разных организациях;
- специально запрограммированные проверки с контролем коллизий при загрузке разных инженерных наборов данных в центральный репозиторий СУЖЦ;
- комбинация из всех перечисленных методов – разных для разных типов коллизий; и т.д.
- способ взаимодействия пользователей СУЖЦ (инженеров-проектантов, закупщиков, монтажников, менеджеров проекта сооружения и т.д.), и как именно программное обеспечение СУЖЦ поддерживает это взаимодействие способом, предотвращающим появление коллизий. Стандарты системной инженерии (в частности, стандарт практик системной инженерии ISO 15288) требуют выбора вида жизненного цикла для инженерии сложных объектов и указания того, какие варианты практик системной инженерии будут использованы. Модель жизненного цикла является одним из основных артефактов, которые служат для организационных договоренностей по координации работ расширенной организации инженерного проекта. Скоординированные работы в ходе коллаборативной разработки (collaborative engineering) – это залог малого числа проектных коллизий. Как именно поддержит модель жизненного цикла СУЖЦ? Так, системы PLM обычно не находят место моделям жизненного цикла, и уж тем более моделям организации. Поэтому для СУЖЦ нужно искать другие решения по программной поддержке этих моделей.
- Организационный аспект перехода к использованию СУЖЦ . Переход к использованию СУЖЦ может вызвать существенное изменение в структуре и даже кадровом составе инжиниринговой компании: не всех землекопов берут в экскаваторщики, не всех извозчиков берут в таксисты.
Главное для СУЖЦ – насколько предлагаемое решение способствует раннему обнаружению, а то и предотвращению коллизий. Ежели речь заходит о чём-то другом (содержательный выбор вида жизненного цикла в соответствии с профилем риска проекта, управление старением, управление стоимостью и реформа сметной системы, освоение axiomatic design , сооружение с поставками «точно вовремя », порождающее проектирование и сооружение, а также многое-многое другое, также крайне полезное-современное-интересное), то это вопрос других систем, других проектов, других методов, других подходов. СУЖЦ должна хорошо делать своё дело, а не плохо решать огромный набор произвольно выбираемых чужих задач.
У архитектора СУЖЦ тем самым две основные задачи:
- породить некоторое количество лучших архитектур-кандидатов и их гибридов
- совершить многокритериальный выбор из этих архитектур.
- содержательное рассмотрение (содержательность критериев выбора)
- оформление результата (обоснование).
Критерии выбора архитектурного решения для СУЖЦ
- Качество выполнения СУЖЦ своего основного предназначения: обнаружения и предотвращения коллизий
Главный критерий: насколько может быть ускорен ход инженерных работ за счёт ускорения обнаружения или предотвращения коллизий при использовании предлагаемой архитектуры СУЖЦ? А если время работ не может быть сокращено, то насколько за то же время можно увеличить объем работ при использовании тех же ресурсов? Рекоммендуются следующие методологии:
- Теория ограничений Голдратта (TOC, theory of constraints) – архитектура должна указывать, какие системные ограничения она снимает на критическом ресурсном пути инженерного проекта (не путать с критическим путём).
- ROI (return on investments) для инвестиций в СУЖЦ на стадии оформления результата содержательного рассмотрения архитектур-кандидатов.
- Возможность принятия инкрементального жизненного цикла разработки СУЖЦ Инкрементальным в ISO 15288 называется такой жизненный цикл, при котором функциональность пользователю выдаётся не сразу вся, а постадийно - но и вложения в разработку также происходят не одномоментно, а постадийно. Конечно, при этом нужно учитывать закон убывающей полезности: каждый инкремент СУЖЦ (каждый новый тип обнаруживаемых заранее коллизий) обходится дороже, а пользы от него всё меньше, пока продолжающаяся много лет разработка СУЖЦ не затухнет сама собой. Если выясняется, что для какой-то из предложенных архитектур нужно одномоментно вложить в создание СУЖЦ много денег, но пользу можно будет получить сразу в размере 100% и только через пять лет "под ключ", то это плохая архитектура. Если выясняется, что можно разработать и ввести в эксплуатацию какое-то компактное ядро СУЖЦ, и далее много-много однотипных модулей для разных типов коллизий с понятным механизмом их разработки (например, основанным на использовании ISO 15926), то это очень хорошо. Речь не столько о том, чтобы применять «гибкую разработку» (agile methodologies), сколько предусмотреть модульную архитектуру СУЖЦ и предложить план реализации приоретизированного списка модулей – сначала самых насущных, затем менее насущных, и т.д. Не путать с ICM (incremental commitment model), хотя смысл тут такой же: лучше та архитектура, при которой можно получить какую-то рассрочку платежей за систему, а нужную функциональность получать как можно раньше – чтобы пользу получить (хотя бы маленькую) пораньше, а платить за позднюю пользу попозже.
- Принципиальная финансовая и интеллектуальная возможность освоить и поддерживать технологию Если посчитать траты не только на собственно СУЖЦ, но и на всю потребную для осуществления проекта кадровую и иную инфраструктуру, то нужно понять, сколько этих вложений в образование, компьютеры и организационные усилия останется плательщику и собственнику СУЖЦ, а сколько осядет вовне – у многочисленных контракторов, которые, конечно, будут благодарны сначала за получение ими «стипендии» на освоение новой технологии, а затем за сопровождение созданной ими системы. Новое обычно крайне затратно, и не потому что оно само дорого стоит, а потому что вызывает лавину вызываемых им изменений. Именно этот пункт у меня учитывает полную стоимость владения СУЖЦ, и этот же пункт включает рассмотрение полного жизненного цикла уже не инженерной системы с её предотвращаемыми коллизиями, но самой СУЖЦ.
- Масштабируемость архитектуры СУЖЦ Этот критерий актуален для крупных инженерных проектов. Поскольку вы хотите, чтобы системой пользовались все тысячи сотрудников расширенной организации, она должна будет быстро расти до этих масштабов. Насколько "пилот" или "полигон" СУЖЦ смогут быстро вырасти без принципиальных архитектурных изменений? Скорее всего, они вырасти не смогут. Поэтому архитектурно нужен не "пилот" или "полигон", а сразу "первая очередь". Требование критерия масштабирования тесно пересекается с требованием критерия инкрементальности, но затрагивает чуть-чуть другой аспект - не столько растяжка создания СУЖЦ по времени, сколько возможность растяжки по накрываемому объему. Опыт показывает, что на тестовых объемах проектных данных справляются все системы, а вот на промышленных - не справляются. Как нелинейно будет расти стоимость аппаратуры и программных средств при росте объемов/скорости? Как долго будут отрабатывать регламенты, когда выяснится, что через какое-то рабочее место проходит бОльшее число данных, чем может быть осмысленно просмотрено одним человеком? Плохая масштабируемость может подстерегать не только с технической стороны архитектуры программно-аппаратного решения, но и со стороны финансовой его архитектуры. Так, небольшая цена на лицензию на каждое рабочее место СУЖЦ, или даже небольшая цена на каждое новое соединение на сервере-репозитарии могут превратить более-менее симпатичное решение для десяти рабочих мест в абсолютно финансово неподъемное для целевой тысячи рабочих мест.
- Возможность учитывать неизбежные организационные проблемы в том числе отношение к любимым унаследованным (legacy) системам в расширенной организации. Как много предлагаемая централизованная или распределенная архитектура потребует "отдавать функций другим подразделениям", "отдавать наших данных" и вообще чего-то "отдавать" по сравнению с текущей ситуацией без СУЖЦ? Мейнфреймы массово проиграли соревнование мини-компьютерам, а те - персональным. Назад (к централизованным системам, каковой неизбежно представляется СУЖЦ) пути почти нет, ибо все данные лежат в отдельных приложениях, и вытащить эти данные в новые системы представляется сложнейшей организационной задачей. Как устроена архитектура СУЖЦ: она замещает текущие унаследованные инженерные приложения, она надстраивается над текущей IT-инфраструктурой, она устанавливается "задарма" разным службам? Сколько организационных/менеджерских/консультационных усилий потребуется для того, чтобы "пропихнуть" новую технологию? Сколько людей уволить, сколько найти и принять новых специалистов? Этот критерий организационной приемлемости тесно связан не только с централизацией/децентрализацией, но и с рассмотрением системы мотивации в расширенном предприятии, т.е. оценка архитектуры СУЖЦ по этому критерию далеко выходит за рамки узкого рассмотрения только СУЖЦ, но требует тщательного анализа принципов построения расширенной организации – вплоть до пересмотра принципов, лежащих в основе контрактов, по которым она создана. Но это и есть суть системного подхода: любая целевая система (в данном случае - СУЖЦ) рассматривается прежде всего не "вглубь, из каких частей", а "наружу, часть чего" - не ее конструкция и механизм работы интересны прежде всего, а поддерживаемая СУЖЦ функция предотвращения коллизий во внешней надсистеме - и цена, которую внешняя надсистема готова платить за эту новую функцию. Поэтому возможные архитектуры СУЖЦ и рассматриваются прежде всего не с точки зрения "приличных используемых технологий, например от поставщика программных средств XYZ" (это по умолчанию: все предлагаемые варианты архитектуры обычно приличны технологически, иначе они не варианты!), а с точки зрения вышеописанных пяти критериев.
Функции СУЖЦ
- Предотвращение коллизий
- Управление конфигурацией
- Идентификация (классификации, кодировки)
- Учёт конфигурации (все возможные baseline - ConOp, Architecture, design, as built), в том числе передача данных в репозиторий СУЖЦ, в том числе поддержка workflow изменений, в том числе поддержка параллельного инжиниринга (работа в условиях неполных baseline)
- Версионирование (включая forks)
- Отсутствие ручного переввода данных (передача входных и выходных данных между уже имеющимися островками автоматизации, включая передачу данных из островков "подъема в цифру" старых проектных наработок)
- Конфигурация НСИ
- Система поддержки коллаборативного инжиниринга (видео-конференции, удаленные проектные сессии и т.д. - возможно, не та, которая используется для создания самой системы СУЖЦ)
- Управление конфигурацией
- Выявление коллизий
- Поддержка регистра проверяемых видов коллизий и соответствующих регистру технологий проверки
- Передача данных для проверки коллизий между островками автоматизации (без сборки в репозитории СУЖЦ, но средствами интеграционной технологии СУЖЦ)
- Прогон workflow проверки разных видов коллизий
- в репозитории СУЖЦ
- не в репозитории, но средствами интеграционной технологии СУЖЦ
- Запуск прогона workflow устранения найденной коллизии (рассылка уведомлений о коллизиях, ибо прогон workflow устранения – не забота СУЖЦ)
- Поддержка актуального списка неустранённых коллизий
- Развиваемость
(тут СУЖЦ рассматривается как автопоэтическая система, ибо «инкрементальность реализации» входит в число важнейших свойств самой СУЖЦ -- так что это функция самой СУЖЦ, а не функция обеспечивающей системы для СУЖЦ)
- Обеспечение коммуникации по поводу развития СУЖЦ
- Планирование работ развития СУЖЦ (roadmap , разработка плана мероприятий)
- Функционирование проектного офиса СУЖЦ,
- Ведение регистра видов проверок коллизий (сам регистр "хотелок" и roadmap реализации проверок)
- Орг-техническое моделирование (Enterprise Architecture) для СУЖЦ
- Инфраструктура коммуникации разработчиков СУЖЦ (интернет-конференции, видеосвязь, управление знаниями и т.д. -- возможно, не та, которая используется в ходе коллаборативного инжиниринга с использованием СУЖЦ)
- Единообразность технологии интеграции данных (например, технология ISO 15926)
- Использование нейтральной модели данных
- Поддержка библиотеки справочных данных
- Разработка справочных данных
- Технология поддержки адаптеров к нейтральной модели данных
- Использование нейтральной модели данных
- Единообразность технологии интеграции workflow/BPM (в масштабах расширенного предприятия)
- Обеспечение коммуникации по поводу развития СУЖЦ
- Безопасность данных
(в масштабах информационных систем, работающих в рамках СУЖЦ)
- Обеспечение единства доступа (один логин и пароль ко всем информационным системам, участвующим в workflow)
- Управление правами доступа к элементам данных
- Резервное копирование
