М.Бухарин -- DSM в архитектурном проектировании

Разбивка на модули в архитектурном проектировании. Практика DSM (design structure

matrix)

Михаил Бухарин

Московский физико-технический институтООО «Оптосистемы»

Москва8 октября 2014

Design Structure Matrix (DSM)

• dependency structure matrix• dependency structure method• dependency source matrix• problem solving matrix (PSM)• incidence matrix• N2 matrix• interaction matrix• dependency map or design precedence matrix.

Зачем нужен DSM?

• Разработка и моделирование архитектуры сложных систем или процессов

• Разбиение на модули• Анализ возможного поведения системы и рисков, связанных с выбранной

архитектурой• Отчуждение информации об архитектуре системы• Разработка программы верификации и валидации модулей

• Моделирование взаимодействия модулей• Определение параметров связи между модулями• Разработка интерфейсов

Почему именно DSM?

1. Сжатое описание сложных систем (оптимально 30-70 модулей) с различными типами интерфейсов

2. Возможность моделирования и автоматического анализа архитектуры3. Легкость смены уровня детализации и добавления/удаления модулей4. Возможность настройки матрицы и отображаемых связей под нужды

стейкхолдеров5. + …

Основные типы моделей DSM

Диаграмма взята из [2]

Использование DSM в жизненном цикле системы

В чем заключается DSM?


MECE*

* взаимно исключающие, совместно исчерпывающие

Шаг 1.Выбор границ описываемой

системы


!

!

Шаг 2. Декомпозиция


Шаг 2. Декомпозиция (математическая/программная реализация)


Шаг 3. Упорядочивание (sequencing)

Цель:• минимизировать количество взаимодействий выше диагонали по

соглашению input-in-the-columns [IC/FBD]*• минимизировать количество дальних связей (ими сложно управлять)

Диаграмма взята из [1]* ниже диагонали по соглашению input-in-the-rows [IR/FAD]

Шаг 3. Упорядочивание (алгоритм)

• Сдвинуть в начало элементы без входных данных Сдвинуть в конец элементы без выходных данных

• Приведение матрицы к треугольной форме (линейная алгебра)

• Объединить все циклы• Метод возведения матрицы в степень

• Дополнительно уменьшить количество связей на основе дополнительных знаний о типе взаимодействующих модулей или при помощи смены архитектуры

Пример результата упорядочивания и смены

архитектуры


Шаг 4. Кластеризация

Диаграмма взята из [2]Преимущество DSM перед PERT, CPM, диаграммой Ганта и IDEF

Типы связей между модулямиЧислом может указываться:

• уровень зависимости между подсистемами• уровень риска технологии для анализа рисков архитектуры в практике DSM (см. рис.

ниже)• …

Различными обозначениями могут указываться• тип связи (поток информации, энергии, вибраций и т.д.)• степень проработанности интерфейса между модулями• …



Анализ уровня технологического риска модулей и интерфейсов

Анализ степени проработанности интерфейсов между модулями

системы


Использование различных типов

связей


Как применять DSM?

• Подборка основных инструментов: http://www.dsmweb.org/en/dsm-tools.html• Стоит особо выделить инструменты, бесплатные для обучения:

http://www-edc.eng.cam.ac.uk/cam и http://www.dsmweb.org/en/dsm-tools/research-tools/excel-macros-for-partitioning.html

http://www.dsmweb.org/en/dsm-tools.html

http://www-edc.eng.cam.ac.uk/cam

http://www.dsmweb.org/en/dsm-tools/research-tools/excel-macros-for-partitioning.html

http://www.dsmweb.org/en/dsm-tools/research-tools/excel-macros-for-partitioning.html

Дополнительные источники информации[1] http://www.dsmweb.org/

[2] "Design Structure Matrix Methods and Applications“Steven D. Eppinger and Tyson R. Browning, 2012 Massachusetts Institute of Technology

[3] "A high-definition design structure matrix (HDDSM) for the quantitative assessment of product architecture“Andrew Harold Tilstra, Carolyn Conner Seepersad & Kristin L. Wood / Journal of Engineering Design, 2012, http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/09544828.2012.706748

http://www.dsmweb.org/



Спасибо за внимание!

Михаил Бухарин

[email protected]

М.Бухарин -- DSM в архитектурном проектировании

Technology

Transcript of М.Бухарин -- DSM в архитектурном проектировании