Инженерия требований

Элизабет Халл, Кен ДжеКсон, Джереми ДиК

ИНЖЕНЕРИЯ  
ТРЕБОВАНИЙ

REQUIREMENTS 
ENGINEERING

Elizabeth Hull, Ken Jackson, Jeremy Dick

ИНЖЕНЕРИЯ  
ТРЕБОВАНИЙ

Москва, 2017

Элизабет Халл, Кен ДжеКсон, Джереми ДиК

УДК 
004.41DOORS
ББК 
32.972
Х17

Халл Э., Джексон К., Дик Дж.

Х17 
Инженерия требований / пер. с англ. А. Снастина; под ред. В. К. Батоврина. – М. : ДМК 
Пресс, 2017. – 218 с. : ил.

ISBN 978-5-97060-214-0

Первые издания этого руководства давно стали настольной книгой по инженерии 
требований для специалистов, а также преподавателей колледжей и университетов 
по всему миру. Книга помогла многочисленным читателям разобраться в принципах 
и практиках современной инженерии требований, дала им знания, умения и навыки, 
необходимые для создания как традиционных технических, так и программных систем.
В основе изложения лежит использование обобщенного типового процесса инженерии требований. Такой подход позволяет читателю глубже понять сущность инженерии 
требований и её ключевую роль в общем процессе системной инженерии.
Используя результаты, полученные в науке и промышленности за последние годы, 
третье издание предоставляет полезную для инженеров информацию о том, как описывать, структурировать и документировать требования к системам различной природы и 
назначения, а также управлять требованиями.
Издание осуществлено при поддержке Русского института системной инженерии, 
продолжающего этой книгой свою библиотеку по системной инженерии.

     УДК 004.41DOORS
     ББК 32.972

Translation from the English language edition:
Requirements Engineering
by Elizabeth Hull, Ken Jackson and Jeremy Dick
Copyright © Springer-Verlag London Limited 2011
This Springer imprint is published by Springer Nature
The registered company is Springer-Verlag London Ltd.
All Rights Reserved

Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и 
какими бы то ни было средствами без письменного разрешения владельцев авторских прав.
Материал, изложенный в данной книге, многократно проверен. Но поскольку вероятность технических ошибок 
все равно существует, издательство не может гарантировать абсолютную точность и правильность приводимых сведений. В связи с этим издательство не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги.

ISBN 978-1-84996-404-3 (анг.)
      © Springer-Verlag London Limited 2011

ISBN 978-5-97060-214-0 (рус.)
           © Оформление, издание, перевод, ДМК Пресс, 2017

Мы посвящаем эту книгу:

Моим покойным родителям – Джону и Эдне Халл
– Элизабет Халл

Моей жене Крис,  
моим детям и их супругам – 
Кейт, Стеф, Энди, Эми и Питу, 
и моим внучкам – Лиззи, Элис, Эмили и Аннабел
– Кен Джексон

Моей жене Ивонн и моим детям
Себастиану, Тимоти, Энгусу, Робину и Фелисити
– Джереми Дик

Содержание

Обращение к читателю ........................................................................................................8
Предисловие редактора перевода ....................................................................................10
Предисловие к третьему изданию ....................................................................................14
Предисловие ко второму изданию ...................................................................................15
Предисловие к первому изданию .....................................................................................16
Благодарности .....................................................................................................................18
Глава 1. Введение ...............................................................................................................19
1.1. Знакомство с требованиями .....................................................................................................19
1.2. Введение в системную инженерию .........................................................................................22
1.3. Определение инженерии требований ......................................................................................24
1.4. Требования и качество ..............................................................................................................28
1.5. Требования и жизненный цикл .................................................................................................29
1.6. Прослеживание требований......................................................................................................32
1.7. Требования и моделирование ...................................................................................................36
1.8. Требования и испытания ...........................................................................................................39
1.9. Требования в области проблем и в области решений ...........................................................40
1.10. Как читать эту книгу ..................................................................................................................42
Глава 2. Типовой процесс для инженерии требований .................................................44
2.1. Введение ......................................................................................................................................44
2.2. Разработка систем ......................................................................................................................44
2.3. Контекст типового процесса ...................................................................................................... 47
2.4. Типовой процесс разработки требований. Основные положения .......................................50
2.5. Информационная модель типового процесса разработки требований ..............................53
2.6. Элементы типового процесса разработки требований .........................................................58
2.7. Резюме .........................................................................................................................................64
Глава 3. Системное моделирование в инженерии требований ..................................66
3.1. Введение ......................................................................................................................................66
3.2. Способы моделирования для инженерии требований ..........................................................67
3.3. Методы .........................................................................................................................................77
3.4. Резюме .........................................................................................................................................94
Глава 4. Написание и анализ требований .......................................................................95
4.1. Введение ......................................................................................................................................95
4.2. Требования к требованиям .......................................................................................................96
4.3. Структурирование документов, содержащих требования .....................................................96
4.4. Ключевые требования ...............................................................................................................98
4.5. Использование атрибутов ..........................................................................................................99
4.6. Обеспечение непротиворечивости требований ...................................................................101
4.7. Важность требований ...............................................................................................................102
4.8. Язык требований ......................................................................................................................103
4.9. Шаблоны требований ...............................................................................................................104
4.10. Степень детализации требований ........................................................................................107

Содержание
7

4.11. Критерии для написания текста требований ......................................................................108
4.12. Резюме .....................................................................................................................................110
Глава 5. Инженерия требований в области проблем.................................................. 111
5.1. Что такое область проблем? ....................................................................................................111
5.2. Пример типового процесса .....................................................................................................112
5.3. Согласование требований с заказчиком ...............................................................................113
5.4. Анализ и моделирование .........................................................................................................114
5.5. Производные требования ........................................................................................................120
5.6. Резюме .......................................................................................................................................132
Глава 6. Инженерия требований в области решений ................................................. 133
6.1. Что такое область решений .....................................................................................................133
6.2. Разработка требований при переходе от требований заинтересованных сторон 
к требованиям к системе ................................................................................................................134
6.3. Инженерия требований при определении требований к подсистемам ............................151
6.4. Другие преобразования, использующие архитектуру системы ..........................................153
6.5. Резюме .......................................................................................................................................154
Глава 7. Прослеживаемость требований. Современное состояние ........................ 155
7.1. Введение ....................................................................................................................................155
7.2. Простая прослеживаемость .....................................................................................................155
7.3. Доказательство выполнения требований ..............................................................................158
7.4. Привязка требований ...............................................................................................................161
7.5. Анализ прослеживаемости .......................................................................................................162
7.6. Язык доказательств выполнения требования .......................................................................162
7.7. Анализ расширенной прослеживаемости ..............................................................................163
7.8. Расширенная прослеживаемость для проверки соответствия ...........................................164
7.9. Реализация расширенной прослеживаемости .....................................................................164
7.10. Проектная документация .......................................................................................................165
7.11. Метрики прослеживаемости ..................................................................................................170
7.12. Резюме .....................................................................................................................................175
Глава 8. Управленческие аспекты инженерии требований .......................................177
8.1. Введение в управление требованиями .................................................................................177
8.2. Проблемы управления требованиями ...................................................................................178
8.3. Управление требованиями в организации-покупателе .......................................................180
8.4. Организации-поставщики ........................................................................................................185
8.5. Организации-производители ...................................................................................................192
8.6. Резюме .......................................................................................................................................197
Глава 9. DOORS: инструментальное средство для управления требованиями ....... 199
9.1. Введение ....................................................................................................................................199
9.2. Роль управления требованиями .............................................................................................200
9.3. Архитектура DOORS ..................................................................................................................200
9.4. Проекты, модули и объекты .....................................................................................................201
9.5. История и управление версиями ............................................................................................207
9.6. Атрибуты и представления .......................................................................................................209
9.7. Прослеживаемость ....................................................................................................................209
9.8. Импорт и экспорт ......................................................................................................................212
9.9. Моделирование на языке UML с помощью DOORS/Analyst ...............................................214
9.10. Резюме .....................................................................................................................................216
Список литературы ...........................................................................................................217
Предметный указатель .................................................................................................... 220

Обращение к читателю
8 Обращение к читателю

Уважаемые читатели!
Книга Э. Халл, К. Джексона и Д. Дика является одним из наиболее известных зарубежных руководств по инженерии требований. Изданием этой работы Русский институт 
системной инженерии – RISE – продолжает публикацию в нашей стране современных 
зарубежных изданий по системной инженерии.
Сегодня в России инженерию требований можно охарактеризовать как один из наиболее востребованных инженерами-практиками разделов системной инженерии. Современным отечественным предприятиям сейчас остро необходимы специалисты, способные 
грамотно работать с требованиями на всех стадиях жизненного цикла (ЖЦ) инженерной 
продукции – от замысла до прекращения использования. Особую значимость подобная 
работа приобретает в случае кооперации с зарубежными поставщиками, которые при 
создании сложных инженерных объектов давно и планомерно используют современные 
практики и инструменты работы с требованиями. В частности, практики специфицирования требований, обеспечения их полноты, непротиворечивости, реализуемости, прослеживаемости и других необходимых характеристик являются неотъемлемой частью 
деятельности любого зарубежного инженера, занятого разработкой, производством, испытаниями, модернизацией сложных инженерных объектов. Это позволяет существенно 
снизить риски превышения стоимости и несоблюдения графика инженерных проектов, 
а также повысить качество результатов работы. Следует особо отметить, что в центре 
внимания инженерии требований находятся в основном технические и социотехнические 
системы, такие как транспортные и энергетические системы, аэрокосмические системы, системы оборонного назначения, а не только ИТ-системы, как считают некоторые 
оте чественные специалисты. При этом значимость инженерии требований в процессе 
создания сложных ИТ-систем также очень высока.
Отличительной особенностью настоящей книги является комплексный подход к инженерии требований, которая рассматривается в качестве неотъемлемой части системной инженерии, что позволяет обеспечить необходимую общность и фундаментальность 
описания и распространить содержащиеся в тексте рекомендации на практически любые 
инженерные системы. В книге в доступной и одновременно достаточно строгой форме 
обсуждаются все важнейшие аспекты деятельности по разработке, анализу, обеспечению характеристик требований и по управлению требованиями, рассмотрено большое 
количество полезных примеров.
Книга представит несомненный интерес для инженеров различных профилей и других 
специалистов, занимающихся созданием сложных технических, социотехнических и организационных систем, она также будет полезна студентам и аспирантам при изучении 
дисциплин, связанных с проблемами разработки и производства сложных инженерных 
объектов.
Надеюсь, что настоящее издание поможет специалистам улучшить работу с требованиями на отечественных предприятиях, а преподавателям вузов повысить качество подготовки инженеров, чему сейчас уделяется такое большое внимание. Также рассчитываю, 
что это издание, как и предыдущие книги по инженерной тематике, изданные в России при 

Обращение к читателю

поддержке Русского института системной инженерии, подтолкнет отечественных авторов 
к созданию собственных актуальных и практически значимых учебных и практических 
материалов по системной инженерии и инженерии требований.
Как отмечено выше, отечественные специалисты, создающие сложные инженерные 
объекты, проявляют все больший интерес к методам и инструментам инженерии требований. Благодаря огромной личной работе Щедровицкого П. Г., Ковалевича Д. А. и 
Бояркина С. А. в отечественной практике проявлена инициатива по переходу на стандарты системной инженерии и по практическому использованию рекомендаций INCOSE 
в рамках всей атомной отрасли. За впервые примененные на практике в ГК «Росатом» 
подходы по управлению техническими требованиями в проекте по модернизации ВВЭР 
ТОИ благодарим руководителей и участников проекта: Локшина А. М., Лимаренко В. И., 
Полушкина А. К., Асмолова В. Г., Топчияна Р. М., Кучумова А. Ю., Егорова С. В., Дунаева 
В. Г., Крошилина А. Е., Берковича В. Я., Павлова Д. В., Грикурова А. В., Козлова А. А., 
Столярова О. Н. Также выражаем благодарность инженерам АО «ВНИИАЭС» (генеральный директор Тухветов Ф. Т.), принимавшим участие в разработке стандартов УЖЦ 
АЭС, и специалистам АО «РАСУ» (генеральный директор Бутко А. Б.), внедряющим 
передовые инженерные практики в конст руирование Российских АСУТП. 
Выражаю признательность всем коллегам, которые поддерживают работу Русского 
института системной инженерии по изданию книг и учебных пособий по инженерно-технической тематике. Надеюсь, что издание данной книги внесет полезный вклад в развитие 
отечественной инженерной культуры, поможет выявлению и развитию конкурентных 
преимуществ отечественной инженерной продукции, внесет вклад в формирование языка 
междисциплинарного общения управленцев и инженеров, а также будет способствовать 
упрочнению позиций российских атомных технологий на международном рынке.

Г. В. Аркадов, 
 президент Русского института системной инженерии,  
заведующий кафедрой физико-технической информатики МФТИ, профессор

Предисловие  
редактора перевода

Инженерия требований определяется в современых официальных международных стандартах как междисциплинарная деятельность, являющаяся связующим звеном между 
доменами приобретателя и поставщика и направленная на установление и поддержание 
требований, которым должны удовлетворять система, программное обеспечение или 
услуга, подлежащие рассмотрению1. Инженерия требований сосредоточена на задачах обнаружения, выявления, разработки, анализа, надежной верификации требований, а также на валидации, выражении, документировании требований и управлении требованиями 
и является одним из ключевых элементов системной инженерии. Проблематика инженерии требований и соответствующие практики затрагивают все стадии жизненного цикла 
систем и оказывают определяющее и комплексное влияние на результаты и качество 
разработки. В последнее время этот факт был осознан и отечественными разработчиками 
сложных технических систем, а не только представителями ИТ-отрасли. В этой связи 
Русский институт системной инженерии, продолжая издание лучших зарубежных руководств по системной инженерии, остановился на книге Э. Халл, К. Джексона и Д. Дика 
«Инжерения требований», которая является одной из наиболее известных и интересных 
зарубежных работ по инженерии требований.
Несмотря на то что третье издание указанной книги, перевод которого вы держите в руках, вышло около 5 лет назад, а также на наличие в сети перевода на русский 
язык второго издания этого руководства, оно не только не потеряло своей актуальности 
для отечественного читателя, но, наоборот, стало еще более значимым, чем раньше. 
Важнейшая причина состоит в том, что авторы настоящей книги сумели в сравнительно 
компактной и весьма доступной форме изложить как методические основы инженерии 
требований в ее увязке с системной инженерией, так и ключевые прикладные аспекты 
этой дисциплины. Причем авторам удалось описать суть типового процесса инженерии 
требований в его связи с типовым процессом системной инженерии настолько выпукло 
и доходчиво, как это, пожалуй, не удавалось никому из специалистов, пишущих на эту 
тему. Кроме того, очень удобным и полезным для практики является целенаправленное 
рассмотрение авторами двух аспектов инженерии требований, а именно: инженерии требований в области проблем и в области решений. Такой подход позволяет ассоциировать 
этапы разработки, которые связаны с самыми абстрактными верхними уровнями описания системы – описанием потребностей, моделированием практического использования 
и требованиями заинтересованных сторон с областью проблем, тогда как более низкие 
уровни, начиная с требований к системе в целом, отнести к области решений.
Весьма наглядно и содержательно авторы комментируют проблематику использования 
моделей в инженерии требований. Здесь приводятся полезные и понятные даже неподготовленному читателю примеры практической и согласованной реализации предмет
1 
ISO/IEC/IEEE 29148:2011. Системная и программная инженерия. Процессы жизненного цикла. Инженерия требований.

Предисловие редактора перевода 

но- и функционально-ориентированного подходов при работе с требованиями. Причем 
в центре внимания оказываются не только привычные ИТ-системы, но и примеры из 
«классической» инженерной практики.
Отдельного внимания заслуживают главы, содержащие пояснения и комментарии к качеству требований как таковых. Для большинства отечественных инженеров, работающих 
в промышленности, сама по себе постановка вопроса о том, что к системе требований 
могут и должны быть предъявлены собственные, отдельные требования, является не 
типичной. Одна из причин состоит в том, что отечественная нормативная база подобную 
проблему не рассматривает. Здесь, по-видимому, будет полезным упомянуть о том, как 
этот вопрос трактуется в современных стандартах и руководствах, поскольку с позицией 
авторов данной книги читатель сможет познакомиться самостоятельно.
Согласно упомянутому выше международному стандарту ISO/IEC/IEEE 29148, каждое требование заинтересованных сторон, требование к системе в целом или к ее элементу должно обладать следующими характеристиками:
 
‘необходимость, т. е. требование должно определять существенную способность, 
характеристику, ограничение и/или показатель качества. Если требование будет 
проигнорировано или устранено, то возникнут недостатки, которые не смогут быть 
полностью устранены за счет других возможностей системы, продукции или процесса;
 
‘независимость от реализации, т. е. требование, определяя то, что необходимо 
и достаточно в системе, позволяет избежать ненужных ограничений на архитектурные решения. Цель должна достигаться вне зависимости от способа реализации. 
Требование содержит сведения о том, что требуется, а не о том, как оно может или 
должно быть выполнено;
 
‘недвусмысленность, т. е. требование должно быть сформулировано таким образом, чтобы оно могло интерпретироваться только одним способом. Формулировка 
требования должна быть простой и легкой для понимания;
 
‘непротиворечивость, т. е. требование не должно противоречить другим требованиям;
 
‘полнота, т. е. формулировка должна быть такой, чтобы требование не нуждалось 
в дальнейшем уточнении или развитии, поскольку полное требование измеримо 
и в достаточной степени описывает возможности и характеристики, отвечающие 
потребностям ЗС;
 
‘единственность, т. е. формулировка требования должна относиться только к одному уникальному требованию, которое ни с чем не увязывается;
 
‘реализуемость, т. е. требование должно быть технически осуществимым без необходимости использования принципиально новых технологических достижений, т. е. 
требование с приемлемым риском может быть реализовано с учетом ограничений, 
накладываемых со стороны системы (стоимость, график работ, технические возможности, правовые и нормативные ограничения и т. п.);
 
‘прослеживаемость, т. е. требование должно быть прослеживаемым снизу вверх 
к конкретной, документально зафиксированной потребности (потребностям) ЗС, 
к требованию более высокого уровня или к другому источнику (проектному решению, результатам исследования затрат и т. п.). Требование также должно быть 
прослеживаемым сверху вниз к конкретным требованиям, содержащимся в специ

Предисловие редактора перевода 
12

фикациях требований более низкого уровня или в других документах, описывающих 
систему. Таким образом, все относящиеся к требованию связи «порождающий/
порожденный» определяются так, чтобы требование прослеживалось и к его источнику, и к реа лизации;
 
‘проверяемость, т. е. требование должно позволять получение свидетельства того, 
что система удовлетворяет установленному требованию. Проверяемость улучшается, если требование измеримо.
Кроме того, согласно тому же стандарту, определенными характеристиками должен 
обладать и набор (совокупность) требований, среди этих характеристик:
 
‘полнота, т. е. набор требований не нуждается в дальнейшем развитии, поскольку 
включает все имеющее отношение и необходимое для определения системы или ее 
элемента, подлежащего определению;
 
‘согласованность, т. е. в составе набора должны отсутствовать индивидуальные 
требования, которые противоречат друг другу, а также дублируют друг друга;
 
‘приемлемость, т. е. решение, удовлетворяющее набору требований, должно быть 
доступно/достижимо в пределах ограничений (стоимость, график работ, технические возможности, правовые и нормативные ограничения и т. п.), возникающих на 
протяжении ЖЦ;
 
‘разумная достаточность, т. е. набор требований должен иметь отношение только 
к определенной стороне предполагаемого решения и не включать требований, выходящих за пределы того, что необходимо для удовлетворения потребностей пользователя.
В свою очередь, «Руководство к своду знаний по системной инженерии»1 указывает на 
такие типичные ошибки инженерии требований, как недостаточный анализ требований 
заинтересованных сторон, недостаточный анализ сценариев и режимов использования 
системы, неполнота требований к системе, недостаточное внимание к верификации требований, отсутствие прослеживаемости требований. К сожалению, все указанные ошибки 
являются типичными для отечественных специалистов, занятых разработкой сложных 
инженерных объектов, поэтому данная книга, где эти вопросы подробно рассмотрены, 
может оказаться для них весьма полезной.
Множество рекомендаций в области инженерии требований, полезных для практикующего инженера и включающих проблематику требований к требованиям, содержат 
такие издания, как «Рекомендации по разработке и проектированию самолетов и систем 
для гражданской авиации»2, «Справочник по системной инженерии Национального аэрокосмического агентства США»3, «Руководство по системной инженерии Федерального 
управления гражданской авиации Министерства транспорта США»4, и ряд других про
1 
Guide to the Systems Engineering Body of Knowledge (SEBoK). Версия 1.6. URL: http://sebokwiki.org/wiki/

Guide_to_the_Systems_Engineering_Body_of_Knowledge_(SEBoK).

2 
SAE Standard ARP 4754A Guidelines for Development of Civil Aircraft and Systems. Revised: 2010-12-21. URL: 
http://standards.sae.org/arp4754a/.

3 
NASA/SP-2007-6105 Rev1 Systems Engineering Handbook. URL: http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.
ntrs.nasa.gov/20080008301.pdf.

4 
FAA Systems Engineering Manual. Version 1.1. September 2015. URL: https://sep.faa.gov/policy_and_
guidance/main.