System life cycle — วงจรชีวิตของระบบ

วงจรชีวิตของระบบ – คือชุดของขั้นตอนและสถานะที่ระบบผ่านตั้งแต่ช่วงที่เกิดความต้องการจนถึงการปลดระวางขั้นสุดท้าย วงจรชีวิตของระบบไม่ได้ถูกมองว่าเป็นเพียงช่วงเวลาที่ระบบมีอยู่ แต่เป็นกระบวนการที่ระบบเปลี่ยนผ่านจากสถานะหนึ่งไปยังอีกสถานะหนึ่งอย่างต่อเนื่อง ภายใต้อิทธิพลของปัจจัยภายนอกและภายใน

คำนิยาม

ตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง:

• วงจรชีวิตของระบบ – การพัฒนาของระบบที่พิจารณาตามกาลเวลา เริ่มตั้งแต่แนวคิดจนถึงการปลดระวาง (ГОСТ Р ИСО/МЭК 15288 - 2005)
• วงจรชีวิต – ไม่ใช่ช่วงเวลาที่ระบบดำรงอยู่ แต่เป็นกระบวนการเปลี่ยนแปลงสถานะอย่างต่อเนื่อง อันเนื่องมาจากลักษณะของการกระทำที่เกิดขึ้น (Р 50-605-80-93)

ระยะของวงจรชีวิต

โดยทั่วไปวงจรชีวิตของระบบจะถูกแบ่งออกเป็นระยะสำคัญหลายระยะ ซึ่งสะท้อนถึงขั้นตอนหลักของการพัฒนา การนำไปใช้งาน และการสนับสนุนระบบ ในแต่ละวิธีการและมาตรฐานอาจมีการกำหนดระยะที่แตกต่างกันบ้าง แต่โดยทั่วไปมักระบุขั้นตอนร่วมดังต่อไปนี้:

• การกำหนดความต้องการ (การรวบรวมและวิเคราะห์ข้อกำหนด) — การระบุภารกิจและเงื่อนไขที่ระบบต้องตอบสนอง ในขั้นตอนนี้จะมีการกำหนดเป้าหมายของระบบ ชี้แจงข้อกำหนดของผู้ว่าจ้าง และลักษณะของสภาพแวดล้อมการใช้งาน
• แนวคิด (การออกแบบเชิงแนวคิด) — การพัฒนาแนวคิดหลักและแนวสถาปัตยกรรมของระบบ จัดทำร่างแนวคิดของโครงการ ประเมินความเป็นไปได้ในการดำเนินการ พัฒนาแบบจำลองและแผนภาพเบื้องต้น
• การพัฒนา (การออกแบบโดยละเอียด) — การจัดทำรายละเอียดของโซลูชันทางเทคนิค สร้างเอกสารการออกแบบ ในขั้นตอนนี้จะมีการปรับปรุงข้อกำหนด พัฒนาแบบร่าง โปรแกรม และส่วนประกอบอื่น ๆ ของระบบ
• การผลิต (การผลิตและการประกอบ) — การผลิต ประกอบ และทดสอบต้นแบบหรือตัวอย่างการผลิตของระบบ ในที่นี้จะมีการสร้างผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปตามเอกสารที่พัฒนาขึ้น และดำเนินการทดสอบการยอมรับ
• การใช้งาน — การนำระบบไปใช้ในสภาพแวดล้อมการทำงานจริงและใช้ตามวัตถุประสงค์ ดำเนินการเริ่มต้นใช้งาน ฝึกอบรมบุคลากร และติดตามการทำงานของระบบในสภาพจริง
• การสนับสนุน (การบำรุงรักษา) — การบำรุงรักษาทางเทคนิค การอัปเดต และการปรับปรุงระบบในระหว่างการใช้งาน ดำเนินการซ่อมแซม แก้ไขข้อบกพร่อง และนำเวอร์ชันใหม่และการปรับปรุงมาใช้

• การปลดระวาง (การกำจัด การปลดประจำการ) — การวางแผนและดำเนินกระบวนการยุติการใช้งานระบบ ดำเนินการรื้อถอน กำจัด หรือเก็บรักษาระบบ รวมถึงการถ่ายทอดประสบการณ์และข้อมูลสรุปเพื่อการวิเคราะห์

แบบจำลองวงจรชีวิต

สำหรับการอธิบายวงจรชีวิตในวิศวกรรมระบบ มีการใช้แนวทางการสร้างแบบจำลองต่าง ๆ ในบรรดาแบบจำลองที่เป็นที่รู้จักมากที่สุด ได้แก่ แบบน้ำตก (Waterfall) แบบตัว V (V-Model) และแบบเกลียว (Spiral):

• แบบจำลองน้ำตก (Waterfall) — แนวทางเชิงเส้นแบบดั้งเดิมที่ระยะการพัฒนาดำเนินต่อเนื่องกันโดยไม่มีการย้อนกลับ แต่ละขั้นตอน (การวิเคราะห์ข้อกำหนด การออกแบบ การพัฒนา การทดสอบ เป็นต้น) จะเสร็จสมบูรณ์ก่อนที่จะไปยังขั้นตอนถัดไป แบบจำลองน้ำตกเหมาะสำหรับโครงการที่มีข้อกำหนดชัดเจนและไม่เปลี่ยนแปลง เมื่อความต่อเนื่องที่เข้มงวดของขั้นตอนมีความสำคัญ
• V-Model (V-Model) — วิวัฒนาการของแบบจำลองน้ำตก แสดงในรูปแบบตัวอักษร «V» ใน V-Model แต่ละระยะของการพัฒนาจะสอดคล้องกับระยะการตรวจสอบ (การทดสอบ) ตัวอย่างเช่น ขั้นตอน «การออกแบบ» เชื่อมโยงกับขั้นตอน «การทดสอบการผสาน» และ «การเขียนโปรแกรม» เชื่อมโยงกับ «การทดสอบหน่วย» แบบจำลองนี้เน้นความสำคัญของการตรวจสอบและการพิสูจน์ผลลัพธ์ในแต่ละขั้นตอน และมักใช้ในด้านที่มีความสำคัญสูง (การบิน อวกาศ และเทคโนโลยีทางทหาร)

• แบบจำลองเกลียว (Spiral) — แนวทางแบบวนซ้ำที่เน้นการจัดการความเสี่ยง เสนอโดย B. Boehm โครงการถูกแบ่งออกเป็นหลายรอบ («เกลียว») โดยในแต่ละรอบจะมีการวางแผน การวิเคราะห์ความเสี่ยง การดำเนินการ และการตรวจสอบ หลังจากแต่ละการวนซ้ำ ข้อกำหนดและผลลัพธ์จะได้รับการปรับปรุง ซึ่งช่วยให้ตอบสนองต่อความไม่แน่นอนได้อย่างยืดหยุ่นและลดความเสี่ยงที่สำคัญได้ แบบจำลองเกลียวผสมผสานองค์ประกอบของแบบจำลองน้ำตก แบบวนซ้ำ และแบบต้นแบบ โดยนำไปใช้ตามลักษณะของโครงการ

แบบจำลองวงจรชีวิตของ NASA

ตามแนวทางของ NASA วงจรชีวิตของระบบเป็นลำดับที่มีการจัดระเบียบของระยะและจุดตรวจสอบการตัดสินใจ มุ่งเน้นการจัดการระบบในการพัฒนา การดำเนินการ การใช้งาน และการปลดระวางของระบบตลอดช่วงชีวิตของมัน

ขั้นตอนและระยะของวงจรชีวิต

ขั้นตอนเบื้องต้น (Pre-Formulation):

• Pre-Phase A (Concept Studies): การสร้างแนวคิดและทางเลือกที่หลากหลาย การประเมินความเป็นไปได้และข้อกำหนดเบื้องต้น

ขั้นตอนการกำหนด (Formulation):

• Phase A (Concept and Technology Development): การพัฒนาแนวคิดภารกิจ ข้อกำหนดทางเทคนิค และการประเมินเทคโนโลยีเบื้องต้น
• Phase B (Preliminary Design and Technology Completion): การออกแบบเบื้องต้นและการเสร็จสิ้นการพัฒนาเทคโนโลยีที่จำเป็น การกำหนดข้อกำหนดพื้นฐานของระบบ

ขั้นตอนการดำเนินการ (Implementation):

• Phase C (Final Design and Fabrication): การออกแบบขั้นสุดท้ายและการผลิตส่วนประกอบของระบบ
• Phase D (System Assembly, Integration and Test, Launch): การประกอบ การผสาน และการทดสอบระบบ การเตรียมการและการปล่อย
• Phase E (Operations and Sustainment): การใช้งานและการสนับสนุนความสามารถในการทำงานของระบบในระหว่างการดำเนินภารกิจหลัก
• Phase F (Closeout): การสิ้นสุดภารกิจ การปลดระวางระบบ การวิเคราะห์ข้อมูลที่ได้รับ และการกำจัดส่วนประกอบ

ลักษณะเฉพาะของแนวทาง NASA ในการบริหารวงจรชีวิต:

• จุดตัดสินใจหลัก (Key Decision Points, KDP): ที่รอยต่อของระยะต่าง ๆ จะมีการทบทวนและตรวจสอบ ซึ่งจะมีการตัดสินใจเกี่ยวกับการดำเนินโครงการต่อไปหรือยุติ
• กระบวนการทางเทคนิคและการจัดการ: ในแต่ละระยะจะมีการดำเนินกระบวนการทางเทคนิค (การออกแบบ การตรวจสอบ การพิสูจน์ความถูกต้อง เป็นต้น) และกระบวนการจัดการ (การจัดการความเสี่ยง การกำหนดค่า อินเทอร์เฟซ และข้อมูลทางเทคนิค)
• เอกสารและแผนงาน: ในแต่ละขั้นตอนจะมีการจัดทำและปรับปรุงเอกสารทางเทคนิคและการจัดการ เช่น แผนการจัดการวิศวกรรมระบบ (SEMP) แผนการผสานและการทดสอบ คู่มือการใช้งานและการบำรุงรักษา

การบริหารวงจรชีวิตของระบบ

การบริหารวงจรชีวิตของระบบ — เป็นองค์ประกอบสำคัญของวิศวกรรมระบบ มุ่งเน้นการประสานงานที่มีประสิทธิภาพของกิจกรรมและกระบวนการทั้งหมดที่รับรองความสำเร็จในการดำเนินการของระบบตลอดช่วงชีวิตของมัน ตั้งแต่แนวคิดเริ่มต้นจนถึงการกำจัดขั้นสุดท้าย แนวทางนี้เกี่ยวข้องกับการผสมผสานและการมีปฏิสัมพันธ์อย่างครอบคลุมของสาขาวิชาการวิศวกรรมและการจัดการต่าง ๆ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพด้านต้นทุน คุณภาพ และกำหนดเวลาของโครงการ

การบริหารวงจรชีวิตของระบบครอบคลุมองค์ประกอบหลักดังต่อไปนี้:

• การวางแผนวงจรชีวิต — การกำหนดระยะ ภารกิจ กำหนดเวลา และทรัพยากรสำหรับช่วงชีวิตทั้งหมดของระบบ
• การจัดการข้อกำหนด — การรวบรวม วิเคราะห์ และควบคุมข้อกำหนด รับรองการตรวจสอบย้อนกลับได้และการอัปเดตทันเวลา
• การจัดการการกำหนดค่า — การระบุ ควบคุม และจัดทำเอกสารส่วนประกอบทั้งหมดของระบบและการเปลี่ยนแปลงในนั้น
• การจัดการความเสี่ยง — การระบุ ประเมิน และลดความเสี่ยงที่ส่งผลต่อโครงการอย่างสม่ำเสมอ
• การตรวจสอบและการพิสูจน์ความถูกต้อง — การตรวจสอบความสอดคล้องของระบบกับข้อกำหนดที่กำหนด และการประเมินประสิทธิภาพในสภาพการใช้งาน
• การสนับสนุนการตัดสินใจ — การสร้างแบบจำลองและการวิเคราะห์ทางเลือก การเลือกโซลูชันการออกแบบที่เหมาะสมที่สุด

เอกสารอ้างอิง

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

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