A Model-Based Approach to Requirements Analysis for Complex Products in Engineering Design

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.author Brace, William
dc.date.accessioned 2013-01-11T09:30:14Z
dc.date.available 2013-01-11T09:30:14Z
dc.date.issued 2012
dc.identifier.isbn 978-952-60-4919-9 (electronic)
dc.identifier.isbn 978-952-60-4918-2 (printed)
dc.identifier.issn 1799-4942 (electronic)
dc.identifier.issn 1799-4934 (printed)
dc.identifier.issn 1799-4934 (ISSN-L)
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/7308
dc.description.abstract The requirements analysis process has been identified as a core design activity for a successful product development. However, the process continues to pose significant challenges. It is challenging for many companies, because requirements are typically managed either manually using documents, or in special-purpose systems that are disconnected from the rest of the product design data. There is the lack of a collaborative attribute and the requirements analysis process is not defined with the precision and uniformity with computer-based tools as in, for instance, software engineering. Engineering design projects has become multifaceted and product complexity has increased and this demand more rigorous and formalized design practices. Modeling as well as simulation is indispensable when designing complex products. This thesis investigates requirement development practices and methodologies with the social aim to improve the requirements analysis process in engineering design. Thereby, a comprehensive requirements analysis framework is developed and evaluated based on which a model-based computer support is built using formalized models of design to support the described task of requirements analysis. The work is based on the design research methodology which reflects and addresses the scientific rigor necessary and the systematic validation of knowledge in design research. A case study research is used as a supplement to identify additional characteristics and information of the requirements analysis process as it happens. The main result of this dissertation can be summarized as a model-based requirements analysis process contributing to an improved requirements analysis process in engineering design. In addition, the study highlights the potential of the use of requirement checklist to ensure a conscious process to arrive at a complete collection of requirements and to improve traceability. The requirements analysis process is developed as a set of identifiable and repeatable actions, which are followed to derive, validate, manage and maintain quantifiable requirements. Therefore, providing a modeling scheme, which are easy to validate through simulation. One essential aspect highlighted is the importance of information in developing requirements. The support model creates an important basis for information system management and integration. It will also act as an information search portal and as a valuable communication source. en
dc.description.abstract Vaatimusanalyysi on tunnistettu keskeiseksi osaksi onnistunutta tuotekehitysprosessia. Analyysiin liittyy kuitenkin edelleen merkittäviä haasteita, ja sen suorittaminen on vaativa tehtävä useille yrityksille, sillä tuotteille asetettavia vaatimuksia käsitellään tavallisimmin joko manuaalisesti erilaisten dokumenttien avulla tai erilaisilla räätälöidyillä sovelluksilla, joilla ei ole yhtymäkohtaa muuhun tuotesuunnittelutietoon. Sen lisäksi, että vaatimusanalyysin ja muun tuotesuunnittelutiedon välinen yhteys puuttuu, ongelmana on myös se, ettei yleiseen tuotekehitykseen liittyvää vaatimusanalyysia ole määritelty tietokonepohjaisten työkalujen vaatimalla tarkkuudella ja johdonmukaisuudella, toisin kuin on tehty esimerkiksi ohjelmistotekniikan tuotekehityksessä. Konetekniikan puolella tapahtunut tuotteiden monimutkaisuuden kasvu on johtanut siihen, että tuotekehitys on muuttunut yhä monitahoisemmaksi prosessiksi, joka edellyttää yhä tarkemmin määritettyjä ja formalisoituja suunnittelukäytäntöjä. Samalla mallintaminen ja simulointi ovat tulleet välttämättömäksi osaksi tuotekehitystä. Tässä väitöskirjassa tutkitaan vaatimuskehittämisen käytäntöjä ja menetelmiä, joiden sosiaalisia tavoitteena on parantaa vaatimusten analysointiprosessia teknisessä suunnittelutoiminnassa. Väitöskirjassa kehitetään ja arvioidaan kattava vaatimusten analysointikehys, jonka perusteella ja suunnittelun formaaleja malleja hyödyntäen rakennetaan mallipohjainen tietokoneistettu tukijärjestelmä vaatimuskehittämisen tueksi. Työ perustuu suunnittelun tutkimuksen metodologiaan, joka mahdollistaa vaadittavan tieteellisen tarkkuuden ja tiedon systemaattisen validoinnin. Vaatimusten analysointiprosessin aikana syntyvän lisäinformaation tunnistamisen tukena käytetään tapaustutkimusta. Väitöskirjan tärkein tulos voidaan tiivistää mallipohjaiseksi vaatimusten analysointiprosessiksi, joka auttaa parantamaan vaatimusanalyysia teknisessä suunnittelutoiminnassa. Lisäksi tutkimus korostaa mahdollisuuksia käyttää tarkistuslistoja varmistamaan vaatimusten täydellinen tunnistaminen ja parantamaan jäljitettävyyttä. Vaatimusten analysointiprosessi on kehitetty joukoksi tunnistettavissa olevia ja toistettavia toimintaohjeita, joita noudattamalla saadaan johdettua, validoitua, hallittua ja ylläpidettyä kvantifioitavissa olevia vaatimuksia. Saatu mallinnusjärjestelmä on helppo validoida simulaatioilla. Yksi olennainen, tutkimuksen korostama piirre on informaation tärkeys vaatimusten kehittämisessä. Tukijärjestelmä muodostaa tärkeän lähtökohdan informaatiojärjestelmän hallinnalle ja integroinnille. Se toimii myös tiedonetsintäkanavana ja arvokkaana viestinnän välineenä. fi
dc.format.extent 155 + app. 106
dc.format.mimetype application/pdf
dc.language.iso en en
dc.publisher Aalto University en
dc.publisher Aalto-yliopisto fi
dc.relation.ispartofseries Aalto University publication series DOCTORAL DISSERTATIONS en
dc.relation.ispartofseries 172/2012
dc.relation.haspart [Publication 1]: Brace, W. and Cheutet, V. (2011). A Framework to Support Requirements Analysis in Engineering Design. Journal of Engineering Design, JED. Available online: 08.12.2011. (iFirst), doi: 10.1080/09544828.2011.636735
dc.relation.haspart [Publication 2]: Brace, W., Coatanea, E., Kauranne, H. and Heiska, M. (2010). Formalization Approach to Early Design Synthesis. International Journal of Design and Innovation Research, IJODIR, 5 (2), 25-45.
dc.relation.haspart [Publication 3]: Brace, W. and Coatanea, E. (2009). Formal Requirement Formulation and Synthesis in System Engineering. Proceedings of the 17th International Conference on Engineering Design (ICED'09). (4, pp.131-142). Stanford
dc.relation.haspart [Publication 4]: Brace, W. and Thramboulidis, K. (2010). From requirements to design specifications- a formal approach. International design conference - design 2010 (pp. 639-650). Dubrovnik – Croatia.
dc.relation.haspart [Publication 5]: Brace, W. and Ekman, K. (2012) CORAMOD: a checklist oriented model-based requirements analysis approach. Requirements Engineering Journal, REJ.published online 25.04.2012, doi: 10.1007/s00766-012-0154-3.
dc.subject.other Design en
dc.subject.other Mechanical engineering en
dc.title A Model-Based Approach to Requirements Analysis for Complex Products in Engineering Design en
dc.title Malliin perustuva lähestymistapa monimutkaisten tuotteiden teknisen suunnitteluun fi
dc.type G5 Artikkeliväitöskirja fi
dc.contributor.school Insinööritieteiden korkeakoulu fi
dc.contributor.school School of Engineering en
dc.contributor.department Koneenrakennustekniikan laitos fi
dc.contributor.department Department of Engineering Design and Production en
dc.subject.keyword requirements analysis en
dc.subject.keyword model-based requirements en
dc.subject.keyword requirements checklist en
dc.subject.keyword requirements information en
dc.subject.keyword design specification en
dc.subject.keyword dimensional analysis en
dc.subject.keyword SysML en
dc.subject.keyword vaatimusanalyysi fi
dc.subject.keyword mallipohjaiset vaatimukset fi
dc.subject.keyword vaatimusten tarkistuslista fi
dc.subject.keyword vaatimustieto fi
dc.subject.keyword suunnitteluvaatimukset fi
dc.subject.keyword dimensioanalyysi fi
dc.subject.keyword SysML fi
dc.identifier.urn URN:ISBN:978-952-60-4919-9
dc.type.dcmitype text en
dc.type.ontasot Doctoral dissertation (article-based) en
dc.type.ontasot Väitöskirja (artikkeli) fi
dc.contributor.supervisor Ekman, Kalevi, Prof., Aalto University, Finland
dc.opn Tomiyama, Tetsuo, Prof., Cranfield University, United Kingdom
dc.rev Riitahuhta, Asko, Prof., Tampere University of Technology, Finland
dc.rev Hansen, Claus Thorp, Associate Prof., Technical University of Denmark, Denmark
dc.rev Leifer, Larry, Prof., Stanford University, USA
dc.date.defence 2012-12-12


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account