Trend 4: Het W-model

High Tech Institute trainer Cees Michielsen belicht een handvol trends op het gebied van system requirements engineering. Voor High Tech Institute verzorgt hij meerdere keren per jaar de 2-daagse training‘System requirements engineering‘.

In de hightech wordt vaak verwezen naar het V-model als het gaat om het proces van eerste ideeën tot productimplementatie als het gaat om system requirements engineering. Dit model begint met een functionele uitsplitsing, de linkerpoot van de V. In de praktijk kun je echter niet alle vereisten opnemen in de traditionele functionele uitsplitsing. Typische voorbeelden zijn de fysieke eigenschappen van producten – massa, volume, dat soort informatie.

Het zou verstandig zijn om het V-model uit te breiden naar wat ik het W-model noem. Dit model begint met twee parallelle trajecten in het linkerbeen: de functionele en de fysieke stroom. Beide hebben betrekking op afzonderlijke systeemaspecten: de functionele stroom zorgt er vooral voor dat de vereiste functionaliteit wordt geïmplementeerd, terwijl de fysieke stroom ervoor zorgt dat de fysieke aspecten worden gebudgetteerd tot op de relevante systeemelementen.

De twee linkerbenen bundelen hun krachten op het zogenaamde ‘bouwsteen’-niveau, waar de elementen van een functioneel systeem, bijvoorbeeld het remsysteem van een auto, worden gespecificeerd en ontworpen op basis van hun vereisten. Deze elementen hebben zowel functionele als fysieke eigenschappen. In het voorbeeld van het remsysteem is een van de bouwstenen het rempedaal, dat wordt gespecificeerd door functionele eisen die duidelijk maken wat het pedaal moet doen en door fysieke eisen die de beperkingen specificeren met betrekking tot de massa van het pedaal, de toegestane ontwerpomhullende, het materiaal en meer.

Bouwstenen worden gedefinieerd op het niveau waarop specifieke functionaliteit wordt gespecificeerd, ontworpen en geïmplementeerd. Dit betekent niet dat het altijd losse onderdelen zijn; ze kunnen behoorlijk complex zijn, zoals de motor van een elektrische auto. Het is echter belangrijk dat ze altijd twee ‘ouders’ hebben: een functionele ouder (om ervoor te zorgen dat het remsysteem kan vertrouwen op de functionaliteit van het rempedaal) en een fysieke ouder (om ervoor te zorgen dat het pedaal past op de beoogde locatie en dat het voldoet aan de volumebeperkingen in de bestuurderscabine en andere interfaces).

Het gebruik van bouwstenen voorkomt dat modellen te gedetailleerd worden. Tegelijkertijd maakt het praktisch productbeheer mogelijk, vooral voor complexe systemen, zowel binnen het productontwerp als binnen het productiedomein. Voor een gemiddelde personenauto zijn ongeveer 400 bouwstenen gedefinieerd; de nieuwste ASML machines hebben er ongeveer 2000.

Eenmaal vrijgegeven wordt het bouwsteenontwerp virtueel geïntegreerd in de functionele en fysieke structuur, beide tot op systeemniveau. Het doel is om aan te tonen dat het ontwerp voldoet aan de eisen op elk niveau, zowel functioneel als fysiek. Dit zijn de twee opwaartse poten die het middelste deel van het W-model vormen.

Deze aanpak heeft verschillende voordelen. Het zorgt voor duidelijke verantwoordelijkheden op systeemniveau voor zowel functionele als fysieke vereisten gedurende de levenscyclus van het systeem. Het maakt ondubbelzinnige budgettering van fysieke aspecten zoals massa en volume downstream mogelijk. Het vergemakkelijkt de vroegtijdige detectie van mogelijke integratieproblemen (“het past niet, product niet in balans, te zwaar, interfaces niet nageleefd”) tijdens de ontwerpfase, vóór de reguliere productintegratie. Het maakt de verantwoordelijkheden voor het ‘functioneren’ van de elementen expliciet – het team dat het remsysteem ontwerpt moet aantonen dat het werkt volgens de eisen; er zijn geen excuses om te wachten tot het hele product geïntegreerd is.

Het is goed om te beseffen dat het gemiddelde functionele subsysteem, zoals een remsysteem of een niveausensor, niet op een stuklijst staat. Je bestelt geen remsysteem, je bestelt de bouwstenen. Dit betekent dat het in de productie- of logistieke omgeving moeilijk (zo niet onmogelijk) is om te zeggen welke functie een component op de fabrieksvloer of zelfs in het eindproduct vervult. Als je echter de logica zou volgen zoals uitgelegd in het W-model, zou het een fluitje van een cent zijn omdat de implementatie van de bouwsteen ook terug te voeren is op zijn functionele ouder(s).