Ciclo di vita del sistema

Il ciclo di vita del sistema è l'insieme delle fasi e degli stati attraverso cui passa un sistema dal momento in cui nasce la necessità di esso fino alla sua definitiva dismissione. Il ciclo di vita del sistema non è considerato semplicemente come un intervallo temporale di esistenza, ma come un processo di transizioni successive del sistema da uno stato all'altro sotto l'influenza di fattori esterni e interni.

Definizione

In conformità con gli standard:

• Ciclo di vita del sistema - evoluzione nel tempo del sistema considerato, a partire dalla concezione fino alla dismissione (ГОСТ Р ИСО/МЭК 15288 - 2005)
• Il ciclo di vita non è un periodo temporale di esistenza, ma un processo di cambiamento sequenziale di stato, determinato dal tipo di influenze esercitate (Р 50-605-80-93).

Fasi del ciclo di vita

Il ciclo di vita del sistema viene solitamente suddiviso in una serie di fasi chiave che riflettono le principali tappe del suo sviluppo, implementazione e supporto. In diverse metodologie e standard l'insieme delle fasi può variare leggermente, ma spesso si distinguono le seguenti fasi comuni:

• Definizione dei bisogni (raccolta e analisi dei requisiti) — individuazione dei compiti e delle condizioni che il sistema deve soddisfare. In questa fase vengono formulati gli obiettivi del sistema, vengono precisati i requisiti del committente e le caratteristiche dell'ambiente di utilizzo.
• Concetto (progettazione concettuale) — sviluppo dell'idea generale e del concetto architetturale del sistema. Viene formato lo schizzo concettuale del progetto, vengono valutate le possibilità di realizzazione, vengono elaborati modelli e schemi preliminari.
• Sviluppo (progettazione di dettaglio) — elaborazione delle soluzioni tecniche, creazione della documentazione di progetto. In questa fase vengono precisate le specifiche, vengono sviluppati disegni, codice software e altri componenti del sistema.
• Produzione (fabbricazione e assemblaggio) — fabbricazione, assemblaggio e collaudo del prototipo o dell'esemplare di serie del sistema. Viene creato il prodotto finito sulla base della documentazione sviluppata e vengono condotte le prove di accettazione.
• Esercizio — implementazione del sistema nell'ambiente operativo e suo utilizzo per lo scopo previsto. Si effettuano la messa in servizio, la formazione del personale e il monitoraggio del funzionamento del sistema in condizioni reali.
• Supporto (manutenzione) — assistenza tecnica, aggiornamento e ammodernamento del sistema nel corso dell'esercizio. Vengono eseguiti interventi di riparazione, eliminati i guasti, introdotte nuove versioni e miglioramenti.

• Dismissione (smaltimento, radiazione) — pianificazione ed esecuzione dei processi di cessazione dell'utilizzo del sistema. Si effettuano lo smantellamento, lo smaltimento o la conservazione del sistema, nonché il trasferimento dell'esperienza acquisita e dei dati finali per l'analisi.

Modelli del ciclo di vita

Per descrivere il ciclo di vita nell'ingegneria dei sistemi vengono utilizzati diversi approcci modellistici. Tra i modelli più noti figurano il Waterfall (a cascata), il V-Model (a V) e lo Spiral (a spirale):

• Modello a cascata (Waterfall) — approccio lineare tradizionale in cui le fasi di sviluppo si susseguono una dopo l'altra senza ritorni. Ogni stadio (analisi dei requisiti, progettazione, sviluppo, collaudo, ecc.) viene completato prima di passare al successivo. Il modello a cascata è particolarmente adatto per progetti con requisiti chiaramente definiti e immutabili, nei quali è importante una rigorosa sequenza delle fasi.
• V-Model — evoluzione del modello a cascata, rappresentata sotto forma di lettera «V». Nel V-Model a ogni fase di sviluppo corrisponde una fase di verifica (collaudo). Ad esempio, la fase di «progettazione» è associata alla fase di «test di integrazione», la «codifica» al «unit testing». Tale modello sottolinea l'importanza della verifica e della validazione dei risultati in ogni fase ed è spesso applicato in settori critici (aeronautica, tecnologia spaziale e militare).

• Modello a spirale (Spiral) — approccio iterativo orientato al rischio, proposto da B. Boehm. Il progetto viene suddiviso in più cicli («spirali»), nel corso di ciascuno dei quali vengono eseguiti pianificazione, analisi dei rischi, realizzazione e verifica. Dopo ogni iterazione i requisiti e i risultati vengono affinati, il che consente di reagire in modo flessibile all'incertezza e di ridurre i rischi critici. Il modello a spirale combina elementi del modello a cascata, iterativo e prototipale, applicandoli in base alla natura del progetto.

Modello del ciclo di vita della NASA

Secondo l'approccio della NASA, il ciclo di vita del sistema rappresenta una sequenza organizzata di fasi e tappe decisionali di controllo, finalizzate a garantire la gestione sistemica dello sviluppo, della realizzazione, dell'esercizio e della dismissione del sistema nel corso dell'intera sua esistenza.

Stadi e fasi del ciclo di vita

Stadio preliminare (Pre-Formulation):

• Pre-Phase A (Concept Studies): Generazione di un ampio spettro di idee e alternative, valutazione della fattibilità e dei requisiti preliminari.

Stadio di formulazione (Formulation):

• Phase A (Concept and Technology Development): Sviluppo del concetto di missione, dei requisiti tecnici e valutazione preliminare delle tecnologie.
• Phase B (Preliminary Design and Technology Completion): Progettazione preliminare e completamento dello sviluppo delle tecnologie necessarie, definizione dei requisiti di base del sistema.

Stadio di realizzazione (Implementation):

• Phase C (Final Design and Fabrication): Progettazione definitiva e fabbricazione dei componenti del sistema.
• Phase D (System Assembly, Integration and Test, Launch): Assemblaggio, integrazione e collaudo del sistema, preparazione e lancio.
• Phase E (Operations and Sustainment): Esercizio e mantenimento dell'operatività del sistema durante l'esecuzione della missione principale.
• Phase F (Closeout): Conclusione della missione, dismissione del sistema, analisi dei dati ottenuti e smaltimento dei componenti.

Caratteristiche dell'approccio NASA alla gestione del ciclo di vita:

• Punti decisionali chiave (Key Decision Points, KDP): Ai confini tra le fasi vengono eseguiti riesami e verifiche, in cui si assumono decisioni sulla prosecuzione o l'interruzione del progetto.
• Processi tecnici e gestionali: In ogni fase vengono attuati processi tecnici (progettazione, verifica, validazione, ecc.) e processi gestionali (gestione dei rischi, delle configurazioni, delle interfacce e dei dati tecnici).
• Documenti e piani: In ogni fase vengono formati e aggiornati documenti tecnici e gestionali, quali il Piano di gestione dell'ingegneria dei sistemi (SEMP), i piani di integrazione e collaudo, i manuali di esercizio e manutenzione.

Gestione del ciclo di vita del sistema

La gestione del ciclo di vita del sistema è una componente chiave dell'ingegneria dei sistemi, finalizzata al coordinamento efficace di tutte le attività e i processi che garantiscono la realizzazione di successo del sistema nel corso dell'intera sua esistenza — dalla concezione iniziale alla dismissione definitiva. Questo approccio implica l'integrazione complessiva e l'interazione di diverse discipline ingegneristiche e gestionali al fine di ottimizzare costi, qualità e tempi di esecuzione del progetto.

La gestione del ciclo di vita del sistema comprende i seguenti elementi chiave:

• Pianificazione del ciclo di vita — definizione delle fasi, dei compiti, delle scadenze e delle risorse per l'intero periodo di esistenza del sistema.
• Gestione dei requisiti — raccolta, analisi e controllo dei requisiti, garantendo la loro tracciabilità e aggiornamento tempestivo.
• Gestione della configurazione — identificazione, controllo e documentazione di tutti i componenti del sistema e delle modifiche ad essi apportate.
• Gestione dei rischi — individuazione, valutazione e minimizzazione regolare dei rischi che influenzano il progetto.
• Verifica e validazione — controllo della conformità del sistema ai requisiti stabiliti e valutazione della sua efficacia nelle condizioni di esercizio.
• Supporto al processo decisionale — modellazione e analisi delle alternative, scelta delle soluzioni progettuali ottimali.

Bibliografia

• ISO/IEC 12207:2017 Systems and software engineering - Software life cycle processes

• ISO/IEC/IEEE 15288:2023 Systems and software engineering - System life cycle processes
• NASA Systems Engineering Handbook