システムズ エンジニアリングで学ぶ～システム開発のプロジェクトマネジメント～

システムズ 02 エンジニアリングで学ぶ ～システム開発のプロジェクトマネジメント～ L E A R N I N S Y S T E M S E N G I N E E R I N G S E R I E S

システムズエンジニアリングで学ぶ ～システム開発のプロジェクトマネジメント～ 　プロジェクトの立ち上げ後、計画プロセスにおいて最初に行うことは、プロジェクトの 　皆さん、一流企業のプロジェクトですら、全体の40%しか成功していないという スコープ（作業範囲、対象範囲）を定め、目標達成のために必要な成果物や作業を明確 事実を知っていますか[1] にすることです。具体的な活動としては、要求事項の収集とWBS (W o r k B r e a k d o w n ● 38%のプロジェクトは、ゴールを達成できない St ruc tu re )の作成です。WBSは、プロジェクトの達成に必要となる全ての作業を分解・構 ● 47%のプロジェクトは、予算を超過する 造化したものであり、分解した最小単位をWP（Work Package）と呼びます。このWP毎に ● 51%のプロジェクトは、期限を守れない 必要な時間、コスト、人的資源等を見積もり、実行プロセス及び監視・コントロールプロ 今回は、何故このようなことになるのか、成功率を上げるためにはどうしたら良いかを セスにおいてコストマネジメント、スケジュールマネジメント、リスクマネジメント等を進め プロジェクトマネジメントとシステムズエンジニアリングの観点から解説します。 ます。 　つまり、プロジェクトを成功させるためには適切なWBSが必須です。WBSは収集された プロジェクトの失敗理由 要求に基づいて作成されるため、抜けの無い要求を設定できなければプロジェクトの 　プロジェクト失敗理由の多くは要求が不十分だったことにあり、その主な原因は要求設定の 成功は期待できません。但し、抜けの無い要求設定は適切なWBSを作成するための 手法に対する以下のようなノウハウの不足と言われております。 必要条件ですが、十分条件ではありません。そこで重要となるのがシステムズエンジニ 　　● 設定すべき要求項目の抜け アリングです。 　　● ステークホルダーとの認識のズレ 　　● 要求記述が曖昧または不十分 　　● 検証方法に対する考慮不足 また、以下のようなシステムに関わる要件の変化により、要求設定の難易度が上がっていること もその原因となっています。[2] 　　● 適用技術の複雑化 　　● 安全性要求の向上(機能安全への対応など) 　　● 利用形態・利用方法の多様化 　　● ネットワークなどを介して繋がる対象の増加 　　● セキュリティ/プライバシー保護の強化 プロジェクトを失敗しないためには適切なWBSが必要 　プロジェクトマネジメントに関する知識は、世界的な標準となっている米国PMIが発 行している「PMBOK（Pro ject Management Body o f Knowledge）」[3]に体系的に示されてい ます。PMBOKでは、プロジェクトマネジメントを行う際に求められる「10の知識エリア」 とプロジェクトの開始から終了までの流れを「立ち上げ」「計画」「実行」「監視・コント ロール」「終結」の5つのプロセスに分類しています。 01

システムズエンジニアリングで学ぶ ～システム開発のプロジェクトマネジメント～ 　プロジェクトの立ち上げ後、計画プロセスにおいて最初に行うことは、プロジェクトの スコープ（作業範囲、対象範囲）を定め、目標達成のために必要な成果物や作業を明確 にすることです。具体的な活動としては、要求事項の収集とWBS (W o r k B r e a k d o w n S t ruc tu re )の作成です。WBSは、プロジェクトの達成に必要となる全ての作業を分解・構 造化したものであり、分解した最小単位をWP（Work Package）と呼びます。このWP毎に 必要な時間、コスト、人的資源等を見積もり、実行プロセス及び監視・コントロールプロ セスにおいてコストマネジメント、スケジュールマネジメント、リスクマネジメント等を進め ます。 　つまり、プロジェクトを成功させるためには適切なWBSが必須です。WBSは収集された 要求に基づいて作成されるため、抜けの無い要求を設定できなければプロジェクトの 成功は期待できません。但し、抜けの無い要求設定は適切なWBSを作成するための 必要条件ですが、十分条件ではありません。そこで重要となるのがシステムズエンジニ アリングです。 WBSを作成するためにはシステムズエンジニアリングが必要 　システムズエンジニアリングは、システムの要求設定から設計、インテグレーション、検証 などを進める方法論です。システムズエンジニアリングを適用することにより、抜けの無い、 かつ検証可能（要求を満たすことを論理的に確認できる）な要求設定が実現できます。つまり、WBS の基となる適切な要求を作成することができます。 　更に、システムズエンジニアリングを適用することにより、設計、インテグレーションおよび 検証プロセスの作業を定義することができます。PMBOKはプロジェクトマネジメントに共通 する知識を扱っているため、このようなシステム開発プロジェクトに固有なプロセスに関する 言及はありません。要求を実現するためにどのようなシステムアーキテクチャを構築するの か、どのようなサブシステムや構成品が必要なのか、検証のためにどの段階でどんな解析や 　プロジェクトマネジメントに関する知識は、世界的な標準となっている米国PMIが発 試験を実施するのか、どのような順番でインテグレーションするのかなど、システムズエンジニ 行している「PMBOK（Pro ject Management Body o f Knowledge）」[3]に体系的に示されてい アリングを適用することにより明確にすることができます。 ます。PMBOKでは、プロジェクトマネジメントを行う際に求められる「10の知識エリア」 　プロジェクトマネジメントとシステムズエンジニアリングの関係を表すとP04上図のように とプロジェクトの開始から終了までの流れを「立ち上げ」「計画」「実行」「監視・コント なります。システムズエンジニアリングの重要性がよく理解できると思います。 ロール」「終結」の5つのプロセスに分類しています。 02

システムズエンジニアリングで学ぶ ～システム開発のプロジェクトマネジメント～ システムズエンジニアリング プロジェクトマネジメント 要求分析 要求検証計画 システム運用 プロジェクト統合マネジメント システム設計 システム 試験計画 システム試験 スコープマネジメント 資源マネジメント 品質マネジメント サブシステム サブシステム サブシステム 設計 試験計画 試験 コストマネジメント 調達マネジメント 要求事項の収集 コンポーネント コンポーネント コンポーネント コミュニケーション 設計 試験計画 試験 タイムマネジメント マネジメント WBSの作成 ステークホルダー 製作 リスクマネジメント マネジメント 図： システムズエンジニアリングとプロジェクトマネジメント システム開発プロジェクトのアーキテクチャ 　システム開発プロジェクトにおいては、エンジニアリング業務のみならず、モノの調達、 組立、品質保証なども必要です。開発、組立、試験等に必要な設備の準備も必要です。プラ ントのようなシステムであれば、現地での建設工事、機器組み立てや試運転というような 作業もあります。 　システムズエンジニアリングは、システム全体を俯瞰し、複雑さを管理するための手法 ですが、プロジェクトマネジメントはもう１つ上位のレイヤーにおいてプロジェクトを俯瞰し、 　システムズエンジニアリングは、システムの要求設定から設計、インテグレーション、検証 プロジェクト全体を管理することが求められます。この２つのレイヤーも含めたシステム開発 などを進める方法論です。システムズエンジニアリングを適用することにより、抜けの無い、 プロジェクト全体のアーキテクチャを以下に示します。 かつ検証可能（要求を満たすことを論理的に確認できる）な要求設定が実現できます。つまり、WBS 　統合マネジメント　　　スコープマネジメント 　　　人的資源マネジメント の基となる適切な要求を作成することができます。 マネジメントレイヤー 統合変更管理 　　リスクマネジメント 　　コミュニケーションマネジメント 　スケジュールマネジメント 　ステークホルダーマネジメント 　更に、システムズエンジニアリングを適用することにより、設計、インテグレーションおよび コストマネジメント 調達マネジメント プロジェクトマネジメント 検証プロセスの作業を定義することができます。PMBOKはプロジェクトマネジメントに共通 　　品質保証 する知識を扱っているため、このようなシステム開発プロジェクトに固有なプロセスに関する システム・インテグレーション 製品保証・安全 　品質管理 　　　量産準備 レイヤー 安全審査 　　納入準備 　トレーニング 言及はありません。要求を実現するためにどのようなシステムアーキテクチャを構築するの 　　　SE管理 　　　ゲート管理 AS計画 　　V&V 　　コンフィグレーション管理 SE&I 　開発計画 　トレサビリティ管理 か、どのようなサブシステムや構成品が必要なのか、検証のためにどの段階でどんな解析や 検証計画 技術リスク管理 AS/量産準備 機能レイヤー 試験を実施するのか、どのような順番でインテグレーションするのかなど、システムズエンジニ （エンジニアリングチェーン） 設計 調達 製造 試験 AS アリングを適用することにより明確にすることができます。 データモデル 　プロジェクトマネジメントとシステムズエンジニアリングの関係を表すとP04上図のように レイヤー System Model、3D Model、BOM なります。システムズエンジニアリングの重要性がよく理解できると思います。 インフラ レイヤー 設備、情報システム、ツール、データ管理 SE＆I … Systems Engineering & Integration AS … After Service 図： システムズエンジニアリングとプロジェクトマネジメント 03

システムズエンジニアリングで学ぶ ～システム開発のプロジェクトマネジメント～ 1　プロジェクトマネジメントレイヤー PMBOKで定義されているプロジェクトのマネジメントを行うためのレイヤーです。プロ ジェクトの開始から終了まで、プロジェクトの計画、実行、監視・コントロールを行います。 2　システムインテグレーションレイヤー プロジェクトマネジメントの下でシステム開発全体を取りまとめるレイヤーです。 ・システムズエンジニアリングの活動に関わるマネジメントおよびシステム開発全体の 　各種計画やトレサビリティ管理等を行います。プロジェクトの大元となる要求の作成を 　指揮し、コンフィグレーション管理と変更管理を行います。また、システムズエンジニア 　リングのVプロセスに基づき、各フェーズにおける要求トレサビリティの確認や検証 　計画に基づく要求コンプライアンスの管理も実施します。 ・品質保証および品質管理、安全性評価や審査に関わる作業を実施します。 ・システム開発完了後の運用、製品の量産、アフターサービスの準備作業の計画や 　管理もこのレイヤーの業務です。 3　機能レイヤー 所謂エンジニアリングチェーンです。設計、調達、製造、試験、現地組立、試運転などが 含まれ、このレイヤーでVプロセスを実施します。 4　データモデルレイヤー 最近のシステムの開発においては、コンピュータで設計段階から調達、製造まで管理が 行われ、3D設計やBOM(Bi l l Of Mate r i a l )によるエンジニアリングチェーンやバリュー チェーンを接続することは必須です。複雑なシステム開発においては、MBSE(Mode l Based Systems Engineering)の適用によりシステムのレベルからモデルを用いて開発を進 めるプロジェクトもあります。それらのデータを構築および管理するレイヤーです。データ の構築は、開発プロジェクト終了後のシステムの運用、メンテナンス、量産時に活用す ることを意識して整備することも重要です。 5　インフラレイヤー プロジェクト全体のインフラを構築、管理するレイヤーです。必要に応じて考えるのでは なく、プロジェクト全体で一貫したインフラを用意することが効率的なプロジェクト運営 には必要なため、このレイヤーを設けています。この考え方をプロジェクトとして持たな いと、エンジニアリングチェーンでブツブツに切れたインフラが構築され、プロジェクトの 途中で余分な労力が発生することになります。 04

システムズエンジニアリングで学ぶ ～システム開発のプロジェクトマネジメント～ 　プロジェクトにおいては、機能レイヤーが主要作業であり最も多くのリソースを消費し ます。このレイヤーで手戻りが発生するとスケジュールもコストも悪化します。機能レイ ヤーのプロセスをスムーズに動かすために、他のレイヤーを如何に整えるかが重要です。 従って、このアーキテクチャのレイヤー構造と各レイヤーの機能や構成を基にWBSを展開 することをお勧めします。NASAのWBS Handbook[4]において宇宙システム開発のWBSの 例（下図）が示されていますが、プロジェクトマネジメントとシステムズエンジニアリングを WBSのLeve l 2に設定していることが分かります。このようなWBSを作ることが大きな システム開発を行うための重要なポイントです。 　システムズエンジニアリングのWPは、繰り返し開発や改修開発の多い日本企業において は殆ど設定されていないと思いますが、その習慣で新規プロジェクトに臨んで失敗する 例が多いと思います。 WBS Levels Space Flight Project Level 1 Project Safety & Science / Mgmt Sys Eng MA Technology Payloads Spacecraft Level 2 Subsystem Subsystem Subsystem “1” “2” “3” Level 3 Subassembly Subassembly NASA IN-HOUSE, Level 4 “A” “B” CONTRACTOR, SUBCONTRACTOR, INTERNATIONAL Sub-Component Sub-Component Level 5 PARTNER, “A1” “A2” UNIVERSITY, ETC. Extended Extended Level 6 Sub-Division Sub-Division Extended Extended Level 7 Sub-Division Sub-Division 図： WBS Levels Illustration アジャイル開発とシステムズエンジニアリング 　最近はアジャイル開発のプロジェクトが増加し、PMBOKの内容もその指向が高まって います。アジャイル開発は、要求を最初にきっちり定義するシステムズエンジニアリングと は合わないと思われているかもしれませんが、以下のような観点で、アジャイル開発にも システムズエンジニアリングを適用することが重要です。 05

システムズエンジニアリングで学ぶ ～システム開発のプロジェクトマネジメント～ 1　アジャイル開発とシステムズエンジニアリングの目標の整合性を確保する それに対応する自組織の技術力、ノウハウ、プロジェクトマネジメント力、組織力、統制力、 システムズエンジニアリングは、システムの要件や設計、統合、検証などを管理する 人材、その他のリソース等を正しく把握することです。これらを十分認識してプロジェクト 方法論です。アジャイル開発の目標とシステムズエンジニアリングの目標を整合させる に立ち向かえば、成功の確率は上がります。システムズエンジニアリングは、プロジェクト ために、各フェーズやイタレーションの開始時に、チーム全体で要件や設計について を知るためにも適切なシステム開発を行うためにも備えるべき能力の一つです。 議論し、優先順位を確認することが重要です。 2　システムズエンジニアリングのプラクティスを組み込む 　孫子には、他にも「勝兵は先ず勝ちて而る後に戦いを求め、敗兵は先ず戦いて而る後に システムズエンジニアリングには、要件分析、システムアーキテクチャの設計、統合テスト、 勝ちを求む。」という一説があります。勝つ者は、戦う前にしっかりと準備を整え、勝てると コンフィギュレーション管理などのプラクティスが含まれます。これらのプラクティスを 思える戦いに勝ち、負ける者は、いきなり戦って、それからどう勝とうと考える、という意味 アジャイル開発のフレームワークに組み込み、各イタレーションやスプリントで実施する です。織田・徳川軍が長篠の戦いで武田勝頼軍に勝てたのは、武田騎馬隊の強さと自軍 ことで、システム全体の品質と信頼性を向上させることができます。アーキテクチャと の鉄砲隊の弱点を知った上で、防護柵の準備と新たな鉄砲隊の起用法を組み合わせた インタフェースを明確にすることにより、システムズエンジニアリング（ウォーターフォール開発） 結果です。一方の武田軍は、従来の戦法を用いれば勝てると信じて突撃した訳です。 とアジャイル開発と組み合わせた開発が可能となります。 3　システムズエンジニアリングの視点を取り入れる システムズエンジニアリングは、システム全体を俯瞰し、複雑さを管理するための手法です。 アジャイル開発のチームにおいても、システム全体の視点を持ちながら、要件や設計の 詳細を追求することが重要です。チームメンバーが個々のユーザーストーリーやタスクに 取り組む一方で、システム全体の一貫性や統合の観点も念頭に置くことが求められます。 「知彼知己百戰不殆」 　中国 春秋時代（今から2500年ほど前） の軍事思想家 孫武 の作とされる 兵法書『孫 子』に、「知彼知己百戰不殆」という一説があります。「彼*を知り己を知れば百戦殆うから ず」と読みますが、その意味は「向かう相手の実情と自分の実力を正しく知ることで、負け ない戦い方ができる」ということを意味しています。 *日本では、「彼」の代わりに「敵」を用いて紹介される場合も多い。 　「彼」をシステム開発プロジェクト、「己」を自分の会社や チーム組織として考えてみて下さい。「彼」を知るとは、 プロジェクトの全体像、ステークホルダー、要求、必要技術、 周辺環境、法律や規制、WBS、必要なコストやスケジュール、 リスク等を正しく理解することです。「己」を知るとは、 06

システムズエンジニアリングで学ぶ ～システム開発のプロジェクトマネジメント～ それに対応する自組織の技術力、ノウハウ、プロジェクトマネジメント力、組織力、統制力、 人材、その他のリソース等を正しく把握することです。これらを十分認識してプロジェクト に立ち向かえば、成功の確率は上がります。システムズエンジニアリングは、プロジェクト を知るためにも適切なシステム開発を行うためにも備えるべき能力の一つです。 　孫子には、他にも「勝兵は先ず勝ちて而る後に戦いを求め、敗兵は先ず戦いて而る後に 勝ちを求む。」という一説があります。勝つ者は、戦う前にしっかりと準備を整え、勝てると 思える戦いに勝ち、負ける者は、いきなり戦って、それからどう勝とうと考える、という意味 です。織田・徳川軍が長篠の戦いで武田勝頼軍に勝てたのは、武田騎馬隊の強さと自軍 の鉄砲隊の弱点を知った上で、防護柵の準備と新たな鉄砲隊の起用法を組み合わせた 結果です。一方の武田軍は、従来の戦法を用いれば勝てると信じて突撃した訳です。 図： 長篠合戦図屏風 　相手と自分をしっかり知った上で適切な計画を立ててこそ勝率が上がります。プロジェクト にリスクは付きものなので、それでも成功する保証はありせんが、成功するための条件が 整っている、もしくは整う見通しを立てて進めることが重要です。システムズエンジニアリング という武器を取得し、それを活用した要求および計画（WBS）の作成を試してみませんか。 　「彼」をシステム開発プロジェクト、「己」を自分の会社や 【参考文献】 チーム組織として考えてみて下さい。「彼」を知るとは、 [1] PMI, 8th Global Project Management Survey プロジェクトの全体像、ステークホルダー、要求、必要技術、 [2] IPA, 2021年度組込み/IoT産業の動向把握等に関する調査 [3] 米国PMI PMBOK（Project Management Body of Knowledge） 周辺環境、法律や規制、WBS、必要なコストやスケジュール、 [4] NASA WBS Handbook リスク等を正しく理解することです。「己」を知るとは、 07

システムズエンジニアリングで学ぶ ～システム開発のプロジェクトマネジメント～ ■ もっと学びたい人へ サルでもわかるNASA式システム開発 https://levii.co.jp/downloads/guidebook-03/ インタビュー： 日本のものづくりは「カイゼン」の積み重ねではもう勝てない？ https://go.levii.co.jp/se-story-001 羅針盤 https://go.levii.co.jp/compass-blog ■ 執筆者プロフィール 竹内 芳樹 株式会社レヴィ 顧問 三菱重工業株式会社に37年間勤務後、株式会社ispaceに1年半 勤務。2021年7月にレヴィの顧問に就任。三菱重工では主に宇宙 事業に携わり、宇宙ステーション実験棟「きぼう」および同補給機 「こうのとり」の開発においてシステム設計やプロジェクトマネジメント を実施した。 米国PMI認定プロジェクトマネジメントプロフェッショナル 趣味は、登山、ゴルフ、ランニング。日本百名山全山登頂。 座右の銘は、「知彼知己者、百戰不殆」。 制作： 株式会社レヴィ システムデザイン研究所 https://levii.co.jp/ contact@levii.co.jp 08