RECONF Werkzeugunterstütztes Referenzmodell für das Anforderungsmanagement im Marineschiffbau 10.3 11.3.2009 München Martin Hoppe martin.hoppe@thyssenkrupp.com Marine Systems 1
Inhalt Anforderungsmanagement in der Angebotsphase Das Referenzmodell Warum ein Referenzmodell? Anforderungen aus der Design Dokumentation und dem Design Prozess Anforderungen aufgrund der Wettbewerbsituation Das Werkzeug Design DataBase Identifikation von Informationen Engineering Elemente und Project Unique Identifier Informationsmodell Teil I, II und III Das Referenzmodell und Design DataBase angewendet Zusammenfassung Marine Systems 2
Anforderungsmanagement in der Angebotsphase Marine Systems 3
Anforderungen im Request for Proposal (RfP) RfP Technik Prozess system- bezogen systemübergreifend Prozess- Management Ausbildung Organisation Standards Logistic Engineering Ausbildung On-The The-Job Technology Transfer Vertrag Angebot Statement of Work Recht Finanzen Data Item Description CDRL Statement of Work Data Item Description CDRL Zahlungs- meilensteine Offset Marine Systems 4
Das Referenzmodell Marine Systems 5
Warum ein Referenzmodell? Egal wie der Kunde seinen Request for Proposal (RfP) strukturiert hat, stehen letztendlich immer drei Fragen im Raum: Wofür will der Kunde sein Produkt nutzen? Wie will der Kunden sein Produkt nutzen? Unter welchen Bedingungen will der Kunde es nutzen? Wie detailliert sich diese Fragen mit Hilfe der Informationen im RfP beantworten lassen, häng sehr stark von der Arbeitsweise des jeweiligen Kunden ab. Prozessorientiert Lösungsorientiert Um diese Fragen leichter zu beantworten, lassen sich mit Hilfe des Referenzmodells die vorhandenen Information eingruppieren und bestehende Lücken hinsichtlich des Wofür und Wie können aufgedeckt und geschlossen werden. Marine Systems 6
Anforderungen aus der Design Dokumentation Die Komplexität und die Vernetzung Systeme muss im Modell abgebildet werden können. Funktionsketten (Waffeneinsatz, Schadensbekämpfung, Wartung ), Definition von Schadensmodellen (Trefferwirkung ) Schnittstellen (System System / Prozess Prozess) Verfeinerung von Informationen Das Modell muss die Verfeinerung der Fähigkeiten in Funktionen und deren die Abbildung auf die Komponenten des Systems darstellen können. Identifikation Informationen müssen innerhalb des Modells eindeutig identifizierbar sein. Konsistenz Informationen müssen konsistent und verfolgbar sein. (Kunde Hauptauftragnehmer Unterauftragnehmer) Marine Systems 7
Anforderungen aus dem Design Prozess Anwendung eines strukturierten Prozesses zur Risikominimierung mit dem Ziel alle Anforderungen zu erfassen; den Erfüllungsgrades einzelner Anforderungen überwachen zu können; Anforderungen im Sinne der Verantwortung auf Unterlieferanten zu transferieren; die Verfolgbarkeit der Anforderungen zu gewährleisten; Design To Cost Anwendung unterschiedlicher Prozessstandards IEEE-1220, EIA-632, V-Modell XT Schnittstellen zum Beschaffungsprozess des Kunden DOORS Microsoft Office (z.b. MS Office 2000 Spanisch) Marine Systems 8
Anforderungen aufgrund der Wettbewerbsituation Die folgenden Absätze sind aus dem Evaluation Plan der kanadischen Marine für die Beschaffung neuer Hilfsschiffe entnommen: Bidders will use the Compliance Matrix to identify whether or not the individual requirement is satisfied by the proposal. Bidders will also be required to use the Compliance Matrix to point to a reference in their Proposal (document, binder, section, page, paragraph number) to indicate exactly where in their Proposal they describe how their Proposal complies with the specific requirement contained in the Compliance Matrix. While evaluating a particular area, Evaluators are under no obligation to utilize information contained in locations not identified in the Compliance Matrix Marine Systems StoW (RfP) Spezifikation Formatvorlage (DID) StoW (Internal) Vertrag LDD (Internal) Managment- pläne Bau- spezifikation Zeichnungen Analysen 9
OCD Einsatzmodell Einsatz- Szenarien Missionen Referenzmodell - System Design Fähigkeiten Einschränkungen nkungen Das Einsatzmodell definiert die Missionen bzw. Einsatzszenarien und leitet aus ihnen die erforderlichen Fähigkeiten ab. SSS Anforderungsmodell Anforderungen Kategorien Das Anforderungsmodell beinhaltet die aus den Fähigkeiten abgeleitete Anforderungen. SSDD Designmodell Funktionen Schnittstellen Komponenten Nachweisführung hrung Erfüllungsgrad Marine Systems Das Designmodell beschreibt die Abbildung Anforderungen auf Elemente der Systemlösung. Für jede Anforderung wird der Erfüllungsgrad bestimmt und die entsprechende Nachweisführung definiert. 10
OCD SSS Anforderungsmodell Produktentwicklung Einsatzmodell Fähigkeit (Anforderung) Fähigkeit (Anforderung) Einsatz- Szenario Einsatz- Szenario Einsatz- Szenario Analyse der Einsatzszenarien Ermitteln der erforderlichen Fähigkeiten Optimierung der Analyse Ermitteln von querschnittlich verwendeten Fähigkeiten Ermitteln der erforderlichen Leistungsbandbreite auf Basis der Einsatzszenarien. SSDD Designmodell Funktionen Anforderung Nachweisführung Definition der Anforderungen für die Produktentwicklung Schnittstellen Komponenten Erfüllungsgrad Marine Systems 11
Anforderungsanalyse Angebotsentwicklung SSS Anforderungsmodell Anforderungen 1. Durchlauf 2. Durchlauf 3. Durchlauf 4. Durchlauf Anforderung i.o. Anforderung Komplex Anforderung i.o. Anforderung Komplex Anforderung i.o. Analyse komplexer Anforderungen aus dem Request for Proposal Aufteilen komplexer Anforderungen in Einzelanforderungen zur weiteren Analyse Erfassen der Analyseergebnisse auf der Designebene (TMKS) Zusammenfassen der Analyseergebnisse auf der Kundenebene. Anforderung Komplex 995 2490 Anforderung i.o. Anforderung i.o. Marine Systems 12
SoW Plans Statement of Work CDRL Referenzmodell - Projektmanagement Projektmanagement Arbeitspakete Anforderungen Data Item Description Das Statement of Work definiert den aus Kundensicht erforderlichen Arbeitsumfang und die dazugehörige Dokumentation. Integration der eigenen Managementaktivitäten mit den Anforderungen aus dem Kunden-SOW ISoW Internes Statement of Work Arbeitspakete Aufgabe Meilenstein Dokumentation Erweiterung des Kunden-SoW durch interne Arbeitspakete, Aufgaben, Meilensteine und entsprechende Dokumentation. Marine Systems 13
Das Werkzeug Design DataBase Developmen t Phases Project / Process Management Process Integrated Teams Life Cycle Planning / Integration Marine Systems 14
Das Werkzeug Design DataBase Unterstützen des Design-Prozesses Entwicklung von komplexen Systemen bereits in frühen Definitionsphasen der Projekte in vollem Umfang zu unterstützen. Abdecken der Kommunikationsströme Kunde TKMS UAN Dokumentation Automatisches erstellen voll qualifizierte Dokumente, die vertragliche und arbeitsrelevante Unterlagen darstellen. In-house Entwicklung Entstanden auf Basis von Erfahrung mit kommerziellen Produkten zur Unterstützung von Systems Engineering. Die DDB wird seit 10 Jahren in mehr als 80 Projekten eingesetzt. Marine Systems 15
Identifikation von Informationen Informationen müssen innerhalb des Werkzeug und insbesondere in der Dokumentation eindeutig identifizierbar sein. Ein Beispiel: Der Absatz The vessel shall have a maximum speed of 25 knots. ist ein Text über ein Schiff, eine Maximalgeschwindigkeit von 25 Knoten und vielleicht, aber nur vielleicht, eine Anforderung. Um diesen Absatz als eine Anforderung zu klassifizieren, muss in einem bestimmten Kontext stehen. D.h. im entsprechenden Kapitel eines Dokumentes welches Anforderungen definiert. Und was passiert wenn der Absatz verschoben wird? Marine Systems 16
Engineering Elemente und Project Unique Identifier Informationsmodell Informationen werden als Engineering Elemente gespeichert. Engineering Elemente Bestehen aus der jeweiligen Information und einen Project Unique Identifier (PUID). Project Unique Identifier Definiert die Quelle, die Art der Information und die Zählnummer für ein Engineering Element. Beispiel: The vessel shall have a maximum speed of 25 knots. [CUS-RT RT-321] Project Unique Identifier CUS RT Marine Systems Quelle Kunde Art des Engineering Elementes 321 Eindeutige Zählnummer 17
Informationsmodell Teil I - System Design Scenario establishes decomposed by derives Scenario establishes categorizes Category decomposed by derives Kunde / TKMS Scenario establishes stated for Compliance TKMS identifies specifies Function allocated to Interface input to / output from Component Equipment Marine Systems implements Einsatzmodell Anforderungsmoldell Designmodell 18
Informationsmodell Teil II - Projektmanagement CDRL DID specifies Kunde TKMS CDRL requires Document completes Work Package completed by Task / Milestone contains Document completes Work Package Statement of Objective Projektmanagement Statement of Work Marine Systems 19
Informationsmodell I + II kombiniert CDRL specifies DID Kunde TKMS Statement of Objective Projektmanagement Statement of Work Designmodell Anforderungsmodel Einsatzmodell CDRL requires Document Document Function completes completes allocated to specifies Marine Systems Work Package contains Work Package completes Component specifies derives completed by input to / output from specifies Task / Milestone Schnittstelle Projektmanagement und Design Interface TKMS Kunde 20
Das Informationsmodell I + II im DDB Editor Element View Gruppiert Engineering Elemente Relation View Verknüpfungen zwischen Engineering Elementen Status View Administrative Informationen z.b. Dokumente in denen das Element verwendet wird PUID Marine Systems Attribute View Allgemeine und spezifische Attribute eines Elementes 21
Informationsmodell Teil III - Dokumentation StoW (Internal) LDD (Internal) StoW (RfP) Specification Managment Plans Design Description Drawings Template (DID) Analysis RfQ Subsupplier Marine Systems 22
Informationsmodell Teil III - Dokumentation Die Design DataBase stellt eine Grundstruktur zur Dokumentenerzeugung zur Verfügung. Der Inhalt eines Dokumentes wird zur Laufzeit, auf Basis der Engineering Elemente und deren Relationen, generiert. Das Dokumentenformat beeinflusst sowohl das Aussehen als auch den Inhalt des zu generierenden Dokumentes. Classification classifies Document contains Section Informationsmodell CDRL DID Document Layout Customer Contractor formats receives prepares references / applies Applicable Document Marine Systems describes Engineering Element uses Abbreviation CDRL Document Document Function Work Package Work Package Component Task / Milestone Interface 23
Reportgenerator Teilautomatisiertes Erzeugen von Kapiteln aus Engineering Elementen Erstellen von Dokumenten als PDF/MS Word Format aus einer Quelle Datenbank abfragen Informationen sammeln Engineering Element Informationen aufbreiten Kapitel erzeugen Ausgabe erzeugen Marine Systems 24
Referenzinformation (PUID) in der Dokumentation Traceability Work Package specified by Document source of Document (DID) Project Unique Identifier Source TKMS Type Work Package Id Id 1210 Marine Systems 25
Was noch fehlt (unvollständig) ndig) Safety Case Erstellen und dokumentieren des Safety Case Rückführen der Analyseergebnisse in den Designprozess Component Function Interface Hazard Risk Treatment Test and Verification Definition der Nachweisführung Erstellen der Verification s Traceability Matrix ( Wann wird Welche Anforderung durch Wen abgenommen) Verification Verification Method Unterlieferantenanfrage Erstellen eines Anforderungspaketes auf Basis des Informationsmodells Marine Systems 26
Das Referenzmodell und die DDB im Einsatz Kiel Flensburg Vancouver Ottawa Toronto Norfolk St. John s Halifax Emden Hamburg Melbourne Marine Systems 27
Zahlen und Fakten 170 Teammitglieder aus 9 Nationen 12 Firmen organisiert in 60 IPTs (Integrated Product Team) 11 Standorte in 5 Zeitzonen 14 Monate Laufzeit 5 Monate Demonstration Design 9 Monate Preliminary Design Anforderungen - gesamt 9420 1440 technische Anforderungen davon 30 mandatory 2286 inhaltliche Anforderungen für Angebotsdokumentation 1655 Anforderungen aus den Pro-Forma Verträgen 694 Anforderungen für die Auftragsphase (Statement of Work) 2280 inhaltliche Anforderungen für Auftragsdokumentation 1065 Contracted s 101 Liefergegenstände bestehend aus 1 bis n Dokumenten Marine Systems 28
Rahmenbedingungen Competitive Process Design to Cost Bewertung durch den Kunden auf Basis des Evaluation Plan s Ranking (shall, should, may) Komplexe Angebotsdokumentation Inhaltliche Überschneidungen mit unterschiedlichen Lieferterminen Delta Culture Nordamerika Europa Australien Marineschiffbau Handelsschiffbau Beschaffungsprozess des Kunden Anforderungen Concurrent Mission Capability Länge ~210m bei ~28000 Tonnen Verdrängung ~15000 Tonnen Kraftstoff, 1,5 km Fahrbahn,1100 m² Laderäume, 4 Seeversorgungsstationen, 2 Helikopterlandeplätze Marine Systems 29
Analyse - Mandatory Design To Cost Ranking Concurrent Mission Capabilities Scenario I Scenario II II Mandatory (mandatory) Function Function Function Component Component Component (should) (shall) Inherent Design To Cost Ranking Analyse des Modells zur Unterstützung bei Designentscheidungen 1. Mandatory Keine Entscheidungsmöglichkeit 2. Design To Cost Inherent s 3. Design To Cost Ranking (Punktverlust) 4. Design To Cost Concurrent Mission Capabilities Marine Systems 30
Inhaltliche Überschneidungen (unvollständig) ndig) Contracted s Document The Contractor shall prepare this document strictly in accordance with the format and layout of the SRD. There shall be a direct correlation between the SRD elements and the Contracted s Document (CRD) elements Additionally, there shall be a cross reference with each requirement to the Contract Work Breakdown Structure (CWBS). Preliminary System Specification 10.2.2 Owner s This section shall contain a copy of the CRD. 10.2.4 Design Specification System Level This part of the specifications shall describe the systems and sub systems, under the Contract WBS. For each system, reference shall be made to the corresponding CRD section, to standards, class rules (where applicable), and design drawings. Auxiliary Systems Report (500) 10.2.1.3 Design Specification: Drawings: The Contractor shall present or make reference to the drawings and specifications in which the solution to Auxiliary Systems is offered. Equipment: The Contractor shall identify equipment that pertains to their proposed Auxiliary Systems solution. Materials: The Contractor shall identify all materials and equipment that pertain to their proposed Auxiliary Systems solution. Computer Aided Engineering Data: The Contractor shall present any Computer-aided design files that were used in the development of the Auxiliary Systems solution. Marine Systems 31
MES MEDIUM VOLTAGE SWITCHBOARD ROOM MES RAS Pump Room Engine Agg regate Room LOW VOLTAGE SWITCHBOARD ROOM MEDIUM VOLTAGE SWITCHBOARD ROOM rd nd st st Referenzmodell Das Ergebnis 40 Szenarien mit 480 Funktionen 420 Systeme verteilt über 640 Räumen Informationsmodell ~75.000 Engineering Elemente und ~253.000 Relationen z.b. 450 Standards, Vorschriften), 1500 Illustrationen, 1200 Tabellen, 1618 Abkürzungen, 300 Begriffsdefinitionen Dokumentation ~500 Dokumente in 56 Ordnern (460 DDB Dokumente ) ~26.000 Seiten Gesamtumfang (ANSI A - E) BRIDGE DECK Marine Systems 2000 8800 12800 19300 22690 25800 28800 31600 34400 37200 3 HOUSE DECK 2 HOUSE DECK 1 HOUSE DECK WEATHER DECK TWEEN DECK UPPER DECK MAIN DECK PLATFORM DECK TANK TOP 32
Zusammenfassung Einheitliches werkzeuggestütztes Referenzmodell für Design und Projektmanagement Trade-Off Studies Verfolgbarkeit von Information in beiden Domänen Anpassbar Einheitliche Dokumentation Single Source für Informationen Flexible Anpassung der Dokumentation an Kundenwünsche ohne interne Prozesse zu beeinflussen Standardisierter Prozess Unterstützung des Life-Cycles Änderungen können auf ihre Auswirkungen im Gesamtsystem hin überprüft werden Design DataBase Keine Lizenzkosten Offene Standards Marine Systems 33
Vielen Dank für f r Ihre Aufmerksamkeit Marine Systems 34