•2e Pilot Introductiecursus Systems
•1 Augustus 2008
Introductie Systems Engineering “meer dan techniek alleen”
Ontwikkeld in samenwerkingsverband tussen: ProRail, RWS, SEPIAdvies bv, RailInfraOpleidingen
Aanleiding voor SE bij RWS Ondernemingsplan Rijkswaterstaat, verbeteren van de beheersing: • van contracten met marktpartijen • van interne processen.
Met Systems Engineering: 1. Projecten beter beheersen 2. Inhoudelijke voorspelbaarheid vergroten 3. Opdracht- en klantvragen expliciet maken 4. Spreken van één taal 5. Transparant opleveren 6. Inzicht vergroten in afwegingen en beslissingen
… wat allemaal moet bijdragen tot: ”best value for tax payers money” 2
•1
•2e Pilot Introductiecursus Systems
•1 Augustus 2008
Leidraad Systems Engineering ProRail en RWS hebben in het voorjaar 2007 de Leidraad Systems Engineering opgesteld, met daarin oa: – de samenhang tussen eisen, functies en ontwerp – de getraptheid in het vaststellen van het Systeem, Subsysteem, Componenten en de Elementen – het belang van verificatie en validatie – verdeling van verantwoordelijkheden tussen opdrachtgever en opdrachtnemer – het spreken van één taal – een andere manier van denken
Note: zie www.leidraadse.nl 3
SE; meer dan techniek alleen….. SE in relatie tot IPM-model
4
•2
•2e Pilot Introductiecursus Systems
•1 Augustus 2008
Systems Engineering procesdoelen tevreden klant
Projectdossier Projectdossier Documenten Documenten
f
Eisen
f
Objecten
f
Verificatie
Tekeningen Tekeningen Wijzigingen Wijzigingen
Risico management tijdige levering
kosten effectief
f
WBS
f
Fasen/Mijlpalen
f
Calculatie
f
Capaciteit
+/f
Meer/minderwerk
f
Planning
f €/€
Bonus/Malus
5
Acteer als één team
6
Bron: James Martin
•3
•2e Pilot Introductiecursus Systems
•1 Augustus 2008
Life-Cycle benadering Gedefinieerde vs. Werkelijke kosten
7
Bron: UGS
Lifecycle ProRail/EN50126, D&C
8
•4
•2e Pilot Introductiecursus Systems
•1 Augustus 2008
Lifecycle systeem (RWS) Standaard Life Cycle Concept
Ontwikkeling
Productie
MIT 3 Tracébesluit
MIT 1 intake
MIT 2 planstudiebesluit
Gebruik
Support
Sloop
Gebruik Onderhoud
Vernieuwing
Sloop
MIT 5 oplevering
MIT 4 uitvoeringsbesluit
Systeem Life Cycle (RWS) Verkenning
Planvorming Planstudie
Uitvoering
Realisatiefase
9
Lifecycle systeem
$
DGP Æ HID Æ planstudie afdeling Æ
Directie Projecten
ingenieursburo
Verkenning
aannemer
Planvorming Planstudie
Uitvoering
Æ HID Æ District aannemer
Gebruik Onderhoud
Æ Directie Projecten Æ HID Æ District aannemer
Vernieuwing
aannemer
Sloop
Realisatiefase
10
•5
•2e Pilot Introductiecursus Systems
•1 Augustus 2008
Waar komen eisen vandaan?
Financiers
gebruikers, gebruikers,waterschappen, waterschappen,gemeenten, gemeenten, omwonenden, omwonenden,voorgeschreven voorgeschrevenN+R, N+R, actiegroepen, actiegroepen, ontwerpen, ontwerpen, etc. etc. Omgeving Projectleider Markt
Gebruikers
11
Belanghebbenden Partij
Aard belang
Invloed
Machtsmiddel
-Gebruiker
Toelichting op de
-Adviserend
-Geen
-Geldschieter
soort van belang.
-Besluitnemend
-Geld
-Gemeente(n)
Groepeer belangen
-Consulterend
-Opdrachtgevend
-Financieel
-Vergunning
-Omwonenden
-Goedkeurend
-……
-Opdrachtgever
-…….
-Hulpdiensten
per Partij.
-Opdrachtnemer -Waterschappen -……
12
•6
•2e Pilot Introductiecursus Systems
•1 Augustus 2008
Essenties van specificeren Definieer het probleem Genereer mogelijke oplossingen Controleer of de gekozen oplossing het probleem ook daadwerkelijk oplost Doe dat met systematische methoden
13
Voorbeelden van klanteneisen Eis nr.
Eis
V&V
Bron
TOP 205
De doorstroming op de A9 dient te verbeteren, conform de normen voor acceptabele en betrouwbare reistijden.
- Model berekening Min V&W - Nota Mobiliteit
TOP 219
De kruisingen met het onderliggend wegennet dienen sociaal en verkeersveilig te zijn.
- Ontwerp review
TOP 209
De verbindingen tussen de A9 en de - Ontwerp review Schiphol A4 dienen bij te dragen aan een - Model berekening - Bestuursovk versterking van de landzijdige bereikbaarheid van Mainport Schiphol
Gemeente Haarlemmermeer - Bestuursovk
14
•7
•2e Pilot Introductiecursus Systems
•1 Augustus 2008
Essenties van specificeren Definieer het probleem: Eisendeel v/d vraagspecificatie
functionele eisen
aspecteisen
raakvlakeisen
15
Essentie v/h engineeringproces
16
•8
•2e Pilot Introductiecursus Systems
•1 Augustus 2008
Essentie v/h engineeringproces
Ontwerp Onderbouwen & Verificatie Afgeleide Eisen
Systeem ontwerp
Ontwerp Onderbouwen & Verificatie Afgeleide Eisen
PO RE NE
Component ontwerp
klantwens Validatie
N Element Eisen Specificatie
Specificeren
klantwens Validatie
RE N
M CO DE
Ontwerp Verificatie Afgeleide Eisen
Component Eisen Specificatie
Sybsysteem ontwerp
Element ontwerp
IN
Subsysteem Eisen Specificatie
klantwens Validatie
TE GR E
Systeem Eisen specificatie
klantwens Validatie
17
Ontwerpen
Van oplossing naar probleem
klantwens Systeem Eisen specificatie
Ontwerpen Onderbouwen & Verifieren Afleiden Eisen
Systeem ontwerp
Validatie
Specificatie klantwens Subsysteem Eisen Specificatie
Ontwerpen Onderbouwen & Verifieren Afleiden Eisen
Validatie
Sybsysteem ontwerp
Ontwerp
E ON MP CO DE
klantwens Component Eisen Specificatie
N RE
Ontwerpen Onderbouwen & Verifieren Afleiden Eisen
Element Eisen Specificatie
Component ontwerp
Ontwerpen Onderbouwen & Verifieren
Validatie
klantwens Element ontwerp
Validatie
19
•9
•2e Pilot Introductiecursus Systems
•1 Augustus 2008
Voorbeelden van systeemeisen Het kunstwerk dient in staat te zijn om de waterweg te kruisen voor voertuigen, met een wegbelasting van 85 ton Het systeem dient in staat te zijn om het verkeer stil te leggen op wegvakken, binnen 2 minuten vanaf het optreden van een ongeluk
20
Essentie van het Engineering proces Systeemeis Systeemeis 1: 1: Kruisen Kruisen rivier rivier Systeem Eisen met vt/u. met 2000 2000specificatie vt/u.
Ontwerpen Onderbouwen & Verifieren Afleiden Eisen
Subsysteem Eisen Specificatie
Systeem ontwerp
Ontwerpen Onderbouwen & Verifieren Afleiden Eisen
Component Eisen Specificatie
Sybsysteem ontwerp
Ontwerpen Onderbouwen & Verifieren Afleiden Eisen
Element Eisen Specificatie
Component ontwerp
Ontwerpen Onderbouwen & Verifieren
Element Element ontwerp ontwerp
21
•10
•2e Pilot Introductiecursus Systems
•1 Augustus 2008
Genereren opties / uitwerken varianten Genereer oplossingen: mogelijke varianten Æ Voldoen aan de eisen Oplossing A ‘tunnel’
eis 1
Oplossing B ‘brug’
Oplossing C ‘pont’
score
eis n prijs risico’s 22
Systeem: Brug
23
•11
•2e Pilot Introductiecursus Systems
•1 Augustus 2008
Essentie van het Engineering proces Systeemeis Systeemeis 1: 1: Kruisen Kruisen rivier rivier Systeem Eisen met vt/u. met 2000 2000specificatie vt/u.
Ontwerpen Onderbouwen & Verifieren Afleiden Eisen
Subsysteem Eisen Specificatie
Systeemkeuze: Systeemkeuze: Brug Brug Systeem ontwerp
Ontwerpen Onderbouwen & Verifieren Afleiden Eisen
Component Eisen Specificatie
Sybsysteem ontwerp
Ontwerpen Onderbouwen & Verifieren Afleiden Eisen
Element Eisen Specificatie
Component ontwerp
Ontwerpen Onderbouwen & Verifieren
Element Element ontwerp ontwerp
24
Systeem: varianten (van brug)
25
•12
•2e Pilot Introductiecursus Systems
•1 Augustus 2008
Essentie van het Engineering proces
Systeemeis Systeemeis 1: 1: Kruisen Kruisen rivier rivier met Systeem mvt/u met 2000 2000 mvt/u
Systeemkeuze: Systeemkeuze: Brug Brug
Ontwerpen Onderbouwen & Verifieren Afleiden Eisen
Eisen Systeemeis 2: Systeemeis 2: specificatie Beschikbaarheid Beschikbaarheid 98%, 98%, 07u 07u –– 20u 20u Subsysteem Eisen Specificatie
Systeem ontwerp
SysteemSysteemontwerp: ontwerp: Vaste Vaste brug brug
Ontwerpen Onderbouwen & Verifieren Afleiden Eisen
Component Eisen Specificatie
Sybsysteem ontwerp
Ontwerpen Onderbouwen & Verifieren Afleiden Eisen
Element Eisen Specificatie
Component ontwerp
Ontwerpen Onderbouwen & Verifieren
Element Element ontwerp ontwerp
26
Van probleem naar oplossing Traditionele werkwijze: ontwerp op detailniveau Systeem Eisen specificatie
Ontwerpen Onderbouwen & Verifieren Afleiden Eisen
Subsysteem Eisen Specificatie
Systeem ontwerp
Ontwerpen Onderbouwen & Verifieren Afleiden Eisen
Component Eisen Specificatie
Sybsysteem ontwerp
Ontwerpen Onderbouwen & Verifieren Afleiden Eisen
Element Eisen Specificatie
Component ontwerp
Ontwerpen Onderbouwen & Verifieren
Element Element ontwerp ontwerp
27
•13
•2e Pilot Introductiecursus Systems
•1 Augustus 2008
Van oplossing naar probleem Nieuwe werkwijze: ‘zig-zag’ proces; eisen - ontwerp Systeem Eisen specificatie
Ontwerpen Onderbouwen & Verifieren Afleiden Eisen
Subsysteem Eisen Specificatie
Systeem ontwerp
Ontwerpen Onderbouwen & Verifieren Afleiden Eisen
Component Eisen Specificatie
Sybsysteem ontwerp
Ontwerpen Onderbouwen & Verifieren Afleiden Eisen
Element Eisen Specificatie
Component ontwerp
Ontwerpen Onderbouwen & Verifieren
Element ontwerp
28
Gecombineerd Specificatie-OntwerpRealisatie V-Model
29
•14
•2e Pilot Introductiecursus Systems
•1 Augustus 2008
Lifecycle systeem Standaard Life Cycle Concept MIT 1 intake
Ontwikkeling
Productie
Gebruik
Support
Sloop
Vernieuwing
Sloop
MIT 5 oplevering
MIT 2 planstudiebesluit
MIT 3 Tracébesluit MIT 4 uitvoeringsbesluit
Systeem Life Cycle (RWS) Verkenning
Planvorming Planstudie
Uitvoering
Gebruik Onderhoud
Realisatiefase 30
SE tijdens de latere fasen Realisatie – Samenhang tussen realisatie en veiligheid (veiligheidsbeambte Æ Development period Safety case) – Verificatie & Validatie – Risico management
Operationeel – Veiligheid – Veiligheidsbeambte (Availability period Safety Case) – Verificatie & Validatie • Periodiek aantonen of het systeem nog steeds voldoet aan de gestelde eisen? • Doen onderhoud of vervanging geen afbreuk aan het voldoen aan de eisen? 31
•15
•2e Pilot Introductiecursus Systems
•1 Augustus 2008
Systemen, hun context en opdeling Systeemdenken Contextdiagrammen
32
Systeemdenken Systeem: Een samenwerkende combinatie van elementen bedoeld om, in uitvoering van een gespecificeerde functie, een bepaald doel te realiseren. Systeemdenken: “Het grote plaatje” bekijken: vanuit holistische visie beschouwen van complexe problemen en mogelijke oplossingen
33
•16
•2e Pilot Introductiecursus Systems
•1 Augustus 2008
Systeemdenken (SBS)
34
Systeemdenken
35
•17
•2e Pilot Introductiecursus Systems
•1 Augustus 2008
Systeemdenken: systeemketen signalering Technische ruimte
Verkeerscentrale
36 Weg: detectie + signalering
Systeem Context diagram Gebruiker
PC F Da ysi e t ad a (a ke I re ge /F sb nd oe a, k)
Telecom provider
Fysieke/Data I/F (SIM kaart)
GPS satelliet
Mobiele telefoon
Voeding
I/ F ke ch sie ris Fy lekt E
Fysieke I/F Data (agenda, adresboek)
Organizer
Da (blu ta I/F e to o th )
Data I/F Aanmelden/ Afmelden Telefoonverkeer
I/F ta od Da raro I nf
I/F es ta siti Da p o S GP
Human I/F Toetsen Menu
Auto
Printer Zendstation
37
•18
•2e Pilot Introductiecursus Systems
•1 Augustus 2008
Opdracht 1 Belanghebbenden analyse / context diagram voor het systeem ‘verkeersbruggen Zaltbommel’. a) Groep 1: Benoem de belanghebbenden die van invloed zijn op het systeem (zie tevens sheet 11) Benoem per belanghebbende de aard van het belang vast b) Groep 2: Stel een context diagram op, met ‘Verkeersbruggen Zaltbommel’ als het systeem.
38
Belangrijke aandachtsvelden SE Werkpakket Management * Requirements Engineering Raakvlakken management Value Engineering Verificatie & Validatie * Risico management
39
•19
•2e Pilot Introductiecursus Systems
•1 Augustus 2008
Structuur in activiteiten Maken work breakdown structure (WBS / activiteitenboom) – Top Down uitwerken van activiteiten: • Benoem hoofdactiviteit • Splits deze op in subactiviteiten • …… tot een beheersbaar niveau • Maak de relaties expliciet (input, middelen, output) • Leg vast in werkpakketbeschrijvingen Sturing
Projectopdracht
Projectresultaat
Projectactiviteiten Middelen
nivo 1 nivo 2 nivo 3
40
WBS in samenhang
Risico Statusoverzicht Voortgangsrapportage
Kostenmanagement •WP id •1
•WP naam
•Budget
•Raming
•... •n
Planningmanagement •Q4 02 •WP id •WP naam
•Start
•End
•Nov
WBS
•Q1 03
•Q2 03
•Duration
•1
•wp 1
•23-10-2002
•10-1-2003
•58d
•2
•wp 2
•11-11-2002
•5-12-2002
•19d
•3
•wp 3
•18-12-2002
•28-2-2003
•53d
•4
•wp 4
•20-2-2003
•5-5-2004
•315d
•Dec
•Jan
•Feb
•Mar
•Apr •May
Risicomanagement •WP id •1 •... •n
•WP naam
•Risicobeschrijving •...
•...
•...
•Risicokwantificering •...
•..
•..
•.. •..
•..
•Beheersmaatregelen •..•..
•.. •..
•Restrisico •..
•..
•..
41
•20
•2e Pilot Introductiecursus Systems
•1 Augustus 2008
Verificatie & Validatie (V&V) Verificatie: ‘Confirmatie middels objectieve bewijsvoering dat aan de specifieke Eisen is voldaan’ (Hebben we het product juist gemaakt?) Validatie: ‘Confirmatie middels objectieve bewijsvoering dat voor de specifieke Eis wordt voldaan aan het specifiek beoogde gebruik’ (Hebben we het juiste product gemaakt?)
42
Verificatie & Validatie (2) Een eis die we niet kunnen verifiëren of valideren is nutteloos!!! Bepaal dus in een vroeg stadium: – Hoe een eis te verifiëren en/of valideren • Welke methode(n) toe te passen – Op welk tijdstip e.e.a. uit te voeren • De fase van de ontwikkeling, oplevering of gebruik • De frequentie (aantal meetpunten / herhaling van de meting) – Aanvaardingscriteria (Pass/Fail criteria) – Rapportagevorm 43
•21
•2e Pilot Introductiecursus Systems
•1 Augustus 2008
V&V in een notedop Eisen
V&V plan
Test plan(en)
Test Rapport
-Code -Titel -Tekst -Bron -Moeder/kind rel. -(Eventueel V&V)
-V&V methoden -Fasering -V&V activiteiten -Test plannen -Rapportage
-Per object / eis -Hoe, -Wat, -Wanneer
-Per test (groep) -Test gegevens -Omstandigh. -Resultaat -OK / Niet OK
Verification Control Matrix Verificatie Matrix Specificatie Eis id. Eis text V&V methode
CRS
SRS
V&V niveau
V&V tijdstip
V&V resultaat
44
VS
Op
dra c
dra c Op
•‘Bevroren’ eisen en ontwerp informatie
htg ev er htn em er
Verdeling verantwoordelijkheid
•Vraagspecificatie voor de Opdrachtnemer
45
•22
•2e Pilot Introductiecursus Systems
•1 Augustus 2008
Eisen documentatie • Opdrachtbrief • Bestuursovereenkomst
• Topspecificatie • Systeemspec. • Subsyst.spec. •…
• VS Eisendeel & Procesdeel • DBFM-contract • D&C-contract •…
SRS
CRS
Afwegen varianten
VS
Toebedelen
CRS = Customer Requirements Specification SRS = System Requirements Specification VS
= Vraagspecificatie 46
lic so Un
ite
d
os op pr
al
Output onderhoudcontracten PPS (the real ones)
Verniewingscontracten
’s ico Ris
D&C
of o de en nd eke nb
EPC
Make or Buy De (gehele) markt is innovatiever dan één OG of ON kan zijn.
Bestek
Dus ga je aanbesteden als er geen (functionele en/of technische) onbekenden meer zijn en je de grootste risico’s in kaart hebt en de technische en/of omgevingseisen helder.
47
•23
•2e Pilot Introductiecursus Systems
•1 Augustus 2008
Standaard opbouw Aanbestedingsdossier Aanbestedingsleidraad Vraagspecificatie – –
doc01 Eisendeel doc02 Procesdeel
Overeenkomst – –
Voorovereenkomst Basisovereenkomst
Annexen Van toepassing zijnde documenten
48
Opdracht 2 Diepgang marktbenadering ‘vervanging sluis’. a) Bepaal voor de verschillende objecten van de sluis welke diepgang in de eisen noodzakelijk is. b) Geef aan welke risico’s je daarmee beheerst.
49
•24
•2e Pilot Introductiecursus Systems
•1 Augustus 2008
Hoeveel SE binnen jouw project?
50
Eén kloof – verschillende views
51
•Bron: Stuard Arnold
•25
•2e Pilot Introductiecursus Systems
•1 Augustus 2008
Wat betekent SE voor mij….. Projectmanager – – – –
Samenhang tussen concept en de benodigde behoefte OG Transparante eisen Inzicht in risicoprofiel Eenduidige opleverstatus
Omgevingsmanager – Samenhang tussen concept en de benodigde behoefte omgeving – Transparante belanghebbendeneisen (klantenspecificatie)
52
Wat betekent SE voor mij….. Technisch Manager – – – –
Eisengestuurd ontwerpproces Transparante systeemeisen (systeemspecificatie) Transparante ontwerpkeuzes Eenduidige acceptatie criteria
Contractmanager – Transparante contracteisen (vraagspecificatie) – Eenduidige verificatie en validatie criteria – Expliciete acceptatie criteria
53
•26
•2e Pilot Introductiecursus Systems
•1 Augustus 2008
Wat betekent SE voor mij….. Marktpartijen – Helder geformuleerde behoefte van de opdrachtgever – Risico gestuurde set van activiteiten – Eigen activiteiten inzichtelijk voor de eigen organisatie én de opdrachtgever – Eenduidige acceptatie criteria ……. dus, Expliciet werken
54
SE Cursus pallet - RWS
55
•27
•2e Pilot Introductiecursus Systems
•1 Augustus 2008
SE Cursus pallet - ProRail
56
•28