成本分析
成本分析考慮整個(gè)生命周期的成本。成本基線可以根據(jù)項(xiàng)目和系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。全局生命周期成本(LCC),或總成本(TOC),可以包括示范性人工和非人工成本項(xiàng)目,如表1所示。
表1。成本的類型。
成本的類型 | 說明和示例 |
開發(fā) | 工程、開發(fā)工具(設(shè)備和軟件)、項(xiàng)目管理、試驗(yàn)臺(tái)、模型和原型、培訓(xùn)等。 |
產(chǎn)品制造或服務(wù)實(shí)現(xiàn) | 原材料和供應(yīng)品,備件和庫存資產(chǎn),必要的運(yùn)營資源(水,電力等),風(fēng)險(xiǎn)和細(xì)微差別,疏散,處理和儲(chǔ)存產(chǎn)生的廢物或廢棄物,結(jié)構(gòu)費(fèi)用(稅收,管理,采購,文件,質(zhì)量,法規(guī),控制,等等),包裝和儲(chǔ)存,所需的文件。 |
銷售和售后 | 組織費(fèi)用(子公司、門店、車間、配送、信息獲取等)、投訴、擔(dān)保等 |
客戶使用 |
稅務(wù)、安裝(客戶)、產(chǎn)品運(yùn)行所需的資源(水、燃料、潤滑油等)、財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)和麻煩等。 供應(yīng)鏈運(yùn)輸和交付。 |
維護(hù) | 現(xiàn)場服務(wù),預(yù)防性維護(hù),調(diào)節(jié)控制,備件和庫存,保證成本等。 |
處理 | 收集、拆解、運(yùn)輸、處理、廢物回收等。 |
確定成本的方法將在規(guī)劃主題中描述。
技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)分析
每個(gè)領(lǐng)域的風(fēng)險(xiǎn)分析都基于以下三個(gè)因素:
分析潛在威脅或不希望發(fā)生的事件及其發(fā)生概率。
分析這些威脅或不希望發(fā)生的事件的后果及其在權(quán)重級別上的分類。
將威脅發(fā)生的可能性和(或)有害影響程度降低到可接受的程度。
當(dāng)系統(tǒng)不能滿足系統(tǒng)需求時(shí),就會(huì)出現(xiàn)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。原因在于需求和/或解決方案本身。它們表現(xiàn)為效力不足,可能有多種原因:對技術(shù)能力的評估不正確;過高估計(jì)系統(tǒng)元件的技術(shù)成熟度;失敗的部分;故障;設(shè)備、部件或軟件的破損、過時(shí)、供應(yīng)商的弱點(diǎn)(不符合要求的部件、供貨延遲等)、人為因素(培訓(xùn)不足、調(diào)試錯(cuò)誤、處理錯(cuò)誤、程序不合適、惡意)等。
不要將技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)與項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)混淆,即使管理它們的方法是相同的。盡管技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)可能導(dǎo)致項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn),但技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)關(guān)注的是系統(tǒng)本身,而不是開發(fā)過程。
過程方法
方法的目的和原則
系統(tǒng)分析過程用于:
(1)為技術(shù)決策、需求沖突的解決和可選物理解決方案(系統(tǒng)要素和物理架構(gòu))的評估提供嚴(yán)格的基礎(chǔ);
(2)確定滿足系統(tǒng)需求和派生需求的進(jìn)度;
(3)支持風(fēng)險(xiǎn)管理;
(4)確保只有在評估系統(tǒng)工程或重新工程的成本、進(jìn)度、性能和風(fēng)險(xiǎn)影響后才作出決策。這個(gè)過程也被NASA稱為決策分析過程,用于幫助評估技術(shù)問題、備選方案及其不確定性,以支持決策。
系統(tǒng)分析支持其他系統(tǒng)定義過程:
利益攸關(guān)方需求定義和系統(tǒng)需求定義過程使用系統(tǒng)分析來解決與一系列需求之間的沖突有關(guān)的問題;特別是那些與成本、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和有效性(性能、操作條件和約束)有關(guān)的問題。討論了高風(fēng)險(xiǎn)的系統(tǒng)需求,或者那些需要不同架構(gòu)的需求。
邏輯架構(gòu)模型開發(fā)和物理架構(gòu)模型開發(fā)過程使用它來評估候選項(xiàng)的特點(diǎn)或設(shè)計(jì)屬性邏輯和物理架構(gòu),提供參數(shù)選擇最有效的一個(gè)成本,技術(shù)風(fēng)險(xiǎn),和有效性(如性能、可靠性、人為因素等)。
與任何系統(tǒng)定義過程一樣,系統(tǒng)分析過程是迭代的。每一項(xiàng)操作都要進(jìn)行幾次;每一步都提高了分析的精度。
過程的活動(dòng)
在此過程中執(zhí)行的主要活動(dòng)和任務(wù)包括:
規(guī)劃權(quán)衡研究:
確定要分析的候選解決方案的數(shù)量,要使用的方法和過程,預(yù)期的結(jié)果(要選擇的對象的例子:行為架構(gòu)/場景,物理架構(gòu),系統(tǒng)要素,等等),以及理由項(xiàng)。
根據(jù)模型、工程數(shù)據(jù)(系統(tǒng)需求、設(shè)計(jì)特性)、熟練人員和程序的可用性安排分析。
定義選擇準(zhǔn)則模型:
從非功能需求(性能、操作條件、約束條件等)和/或從設(shè)計(jì)特性中選擇評估標(biāo)準(zhǔn)。
對評估標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行排序。
建立各評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的比較標(biāo)準(zhǔn),并根據(jù)各評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與其他評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的相對重要程度對各評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行權(quán)衡。
確定候選解決方案、相關(guān)模型和數(shù)據(jù)。
使用以前定義的方法或程序評估候選解決方案:
進(jìn)行成本分析、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)分析和有效性分析,將每個(gè)備選方案置于每個(gè)評估標(biāo)準(zhǔn)的比較尺度上。
給每個(gè)候選方案打分作為評估分?jǐn)?shù)。
提供呼叫過程的結(jié)果:評估標(biāo)準(zhǔn),比較量表,解決方案的分?jǐn)?shù),評估選擇,以及可能的建議和相關(guān)論點(diǎn)。
工件和本體要素
這個(gè)過程可能會(huì)創(chuàng)建一些工件,例如:
選擇標(biāo)準(zhǔn)模型(列表、比例、權(quán)重)
成本、風(fēng)險(xiǎn)和效果分析報(bào)告
證明報(bào)告
這個(gè)過程在系統(tǒng)分析中處理表2的本體要素。
表2。在系統(tǒng)分析中處理的主要本體要素。
評估標(biāo)準(zhǔn) | 在系統(tǒng)分析的環(huán)境中,評估準(zhǔn)則是用來評估或比較系統(tǒng)要素、物理接口、物理架構(gòu)、功能架構(gòu)/場景或任何可以比較的工程要素的特征。 | |
評估選擇 | 在系統(tǒng)分析的環(huán)境中,評估選擇是基于證明選擇系統(tǒng)要素、物理接口、物理架構(gòu)或功能架構(gòu)/場景的評估分?jǐn)?shù)的技術(shù)管理要素。 | 標(biāo)識符;名稱;描述;相對權(quán)重;標(biāo)量的重量 |
評估分?jǐn)?shù) | 在系統(tǒng)分析的環(huán)境中,通過使用一組評估標(biāo)準(zhǔn)來評估系統(tǒng)要素、物理接口、物理架構(gòu)、功能架構(gòu)/場景,從而獲得評估分?jǐn)?shù)。 | 標(biāo)識符;名稱;描述;價(jià)值 |
成本 | 在系統(tǒng)工程的環(huán)境中,成本是用與系統(tǒng)要素、物理接口和物理架構(gòu)的價(jià)值相關(guān)的給定貨幣表示的金額。 | 標(biāo)識符;名稱;描述;量;類型(開發(fā)、生產(chǎn)、利用、維護(hù)、處置);置信區(qū)間;期的參考;估計(jì)技術(shù) |
風(fēng)險(xiǎn) | 一種事件,其發(fā)生概率和結(jié)果與系統(tǒng)任務(wù)或其他特征相關(guān)。(用于工程中的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。)風(fēng)險(xiǎn)是脆弱性和危險(xiǎn)或威脅的結(jié)合。 | 標(biāo)識符;名稱描述;狀態(tài) |
為了得到有效的參數(shù),檢查系統(tǒng)分析的正確性,在系統(tǒng)分析中要檢查的主要項(xiàng)目是:
?模型和數(shù)據(jù)與系統(tǒng)使用情況的相關(guān)性,
?評估準(zhǔn)則與系統(tǒng)使用環(huán)境的相關(guān)性,
?模擬結(jié)果和計(jì)算結(jié)果的再現(xiàn)性,
?比較的精度等級,
?估計(jì)的信心,和
?解決方案得分的敏感性與評估標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重相關(guān)。
方法和建模技術(shù)
模型的一般用法:在進(jìn)行系統(tǒng)分析時(shí),可以使用各種模型:
?物理模型是允許模擬物理現(xiàn)象的比例模型。它們是針對每個(gè)學(xué)科的;相關(guān)工具包括模型、振動(dòng)臺(tái)、測試臺(tái)、原型、減壓室、風(fēng)洞等。
?表示模型主要用于模擬系統(tǒng)的行為。例如,增強(qiáng)功能流框圖(eFFBDs)、狀態(tài)圖、狀態(tài)機(jī)圖(基于系統(tǒng)建模語言(SysML))等等。
?分析模型主要用于建立估計(jì)值。我們可以認(rèn)為確定性模型和概率模型(也稱為隨機(jī)模型)在本質(zhì)上是解析的。分析模型使用方程或圖表來接近系統(tǒng)的實(shí)際操作。它們可以是非常簡單的(除了),也可以是非常復(fù)雜的(有幾個(gè)變量的概率分布)。
根據(jù)項(xiàng)目進(jìn)度使用正確的模型
在項(xiàng)目的開始,首先研究使用簡單的工具,允許粗略的近似,這樣做的優(yōu)點(diǎn)是不需要太多的時(shí)間和精力。這些近似通常足以消除不現(xiàn)實(shí)的或即將離任的候選解決方案。
在項(xiàng)目的開發(fā)過程中,有必要逐步提高數(shù)據(jù)的精度,以便比較仍在競爭的候選解決方案。如果創(chuàng)新水平高,工作就會(huì)更復(fù)雜。
單靠系統(tǒng)工程師是無法模擬一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的;他或她必須得到來自不同領(lǐng)域的技術(shù)人員的支持。
專業(yè)知識:當(dāng)評估標(biāo)準(zhǔn)的價(jià)值不能以客觀或準(zhǔn)確的方式給出,或者因?yàn)橹饔^方面占主導(dǎo)地位時(shí),我們可以向?qū)<以儐枌I(yè)知識。估計(jì)過程分為四個(gè)步驟:
?選擇受訪者,收集符合條件的人對所考慮領(lǐng)域的意見。
?一份調(diào)查問卷草案;一份精確的問卷可以很容易地進(jìn)行分析,但是過于封閉的問卷可能會(huì)忽略重要的一點(diǎn)。
?通過問卷采訪有限數(shù)量的專家,包括深入討論以獲得準(zhǔn)確的意見。
?與幾個(gè)不同的人一起分析數(shù)據(jù),并比較他們的印象,直到就評估標(biāo)準(zhǔn)的分類和/或候選解決方案達(dá)成一致。
表3總結(jié)了在系統(tǒng)分析環(huán)境中經(jīng)常使用的分析模型。
表3。經(jīng)常在系統(tǒng)分析環(huán)境中使用的分析模型。
模型的類型 | 描述 |
確定性模型 | 包含統(tǒng)計(jì)信息的模型包括在這個(gè)類別中。這一原則包括根據(jù)以前項(xiàng)目的大量數(shù)據(jù)和大量結(jié)果建立一個(gè)模型;它們只能應(yīng)用于技術(shù)已經(jīng)存在的系統(tǒng)要素/組件。 |
類比模型也使用以前的項(xiàng)目。 | 將被研究的系統(tǒng)要素與具有已知特征(成本、可靠性等)的現(xiàn)有系統(tǒng)要素進(jìn)行比較。然后根據(jù)專家的專業(yè)知識對這些特征進(jìn)行調(diào)整。 |
概率模型(也稱為隨機(jī)模型) |
概率論允許分類可能的候選解決方案比較從一組事件的結(jié)果作為標(biāo)準(zhǔn)。這些模型適用于標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)量是有限的和可能事件的組合是簡單的。注意,對于每個(gè)節(jié)點(diǎn),所有事件的概率之和等于1。 當(dāng)準(zhǔn)則數(shù)大于10時(shí),建議建立多準(zhǔn)則決策模型。通過以下操作得到該模型: 將標(biāo)準(zhǔn)組織為層次結(jié)構(gòu)(或分解樹)。 |
多目標(biāo)決策模型 |
將樹中每個(gè)分支的每個(gè)準(zhǔn)則與同一層次的相對權(quán)重相關(guān)聯(lián)。 計(jì)算每個(gè)分支的每個(gè)葉準(zhǔn)則的標(biāo)量權(quán)值,乘以該分支的所有權(quán)值。 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)給每個(gè)候選解打分;將分?jǐn)?shù)相加得到每個(gè)候選解的全局分?jǐn)?shù);比較分?jǐn)?shù)。 使用計(jì)算機(jī)工具可以進(jìn)行靈敏度分析,以得到一個(gè)穩(wěn)健的選擇。 |
實(shí)際考慮
下面兩部分將介紹與系統(tǒng)分析相關(guān)的關(guān)鍵缺陷和良好實(shí)踐。
陷阱
表4提供了計(jì)劃和執(zhí)行系統(tǒng)分析時(shí)遇到的一些關(guān)鍵缺陷。
陷阱 | 描述 |
分析建模不是決策工具 | 分析建模從分析數(shù)據(jù)中給出分析結(jié)果。它必須被視為一種幫助,而不是一種決策工具。 |
分解的模型和系統(tǒng)層面 | 一個(gè)模型可以很好地適應(yīng)系統(tǒng)的n層,而與使用來自較低層的數(shù)據(jù)的較高層的模型不兼容。系統(tǒng)工程師必須確保所使用的各種模型的一致性。 |
優(yōu)化不是優(yōu)化要素的總和 | 系統(tǒng)利益(SoI)的一般優(yōu)化不是其優(yōu)化的系統(tǒng)和/或系統(tǒng)要素的總和。 |
表4。系統(tǒng)分析的缺陷。
實(shí)踐證明
表5提供了從參考資料中收集的一些經(jīng)過驗(yàn)證的實(shí)踐。
實(shí)踐 | 描述 |
Stay in the operational field | 模型永遠(yuǎn)無法模擬一個(gè)系統(tǒng)的所有行為/反應(yīng):它們只能在一個(gè)有限的領(lǐng)域和有限數(shù)量的變量中運(yùn)行。在使用模型時(shí),總是需要確保參數(shù)和數(shù)據(jù)輸入是操作域的一部分。否則,產(chǎn)出不正常的風(fēng)險(xiǎn)很高。 |
演進(jìn)模型 | 在項(xiàng)目過程中,模型需要演進(jìn):通過修改參數(shù)設(shè)置,在修改時(shí)輸入新的數(shù)據(jù)(修改評估標(biāo)準(zhǔn)、要執(zhí)行的功能、需求等),在使用的工具達(dá)到極限時(shí)使用新的工具。 |
使用幾種模型的類型 | 建議同時(shí)使用幾種模型的類型,以便比較結(jié)果和/或考慮到該系統(tǒng)的另一個(gè)方面。 |
保持環(huán)境要素一致 | 模擬的結(jié)果應(yīng)該總是在建模環(huán)境中給出:使用的工具,選擇的假設(shè),引入的參數(shù)和數(shù)據(jù),以及輸出的方差。 |
表5所示。經(jīng)過實(shí)踐證明的系統(tǒng)分析。
原文標(biāo)題:系統(tǒng)分析2
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