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Kazubara
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NASA システムズエンジニアリング ハンドブック 前書きと導入部解説 意外と重要です!!

NASA SE ハンドブック解説 第1回 前書き、導入部の解説

前回は、システムズエンジニアリングのすゝめと題して、システムズエンジアリングの大まかな概要、有用性、歴史を紹介させていただきました。

今回からは実際にNASA システムズエンジアリングハンドブックの内容を解説して行きます(2016年改訂のRev2、2026年現在で最新)。

NASA システムズエンジニアリング ハンドブックと記載すると長いのでここからはNASA SE ハンドブックと書いて行きます。

まずは前書きと導入部分までを見て行きましょう。

前書きと導入部分は、SEを有効かつ効率的に適用するための前提条件などが書いてあり、読み飛ばされがちですが非常に重要なので手を抜かずに解説して行きますのでよろしくお願いいたします。

目次

NASA SE ハンドブック rev2 改訂版の前書き

NASA SE ハンドブックは、1995年のNASA/SP-6105の最初の執筆と、それに続く2007年の改訂(Rev 1)、アメリカ航空宇宙局(NASA)における前門分野としてのシステムズエンジニアリングは、急速かつ継続的な進化を遂げてきました。

NASA Systems engineering Handbook 初版  出典:NASA、Public Domain
NASA Systems engineering Handbook 初版 出典:NASA、Public Domain
NASA Systems engineering Handbook Rev1  出典:NASA、Public Domain
NASA Systems engineering Handbook Rev1 出典:NASA、Public Domain
NASA Systems engineering Handbook Rev2  出典:NASA、Public Domain
NASA Systems engineering Handbook Rev2 出典:NASA、Public Domain

※NASA/SP-61065は、NASA SE ハンドブックのこと、NASAの文書管理システムで割り当てられた番号を示している。

継続的な変更点の内容には、製品の開発と提供を改善するためのMBSE(モデルベースシステムズエンジニアリング)の使用や、NASA手続要求事項(NPR)7123.1の更新への対応が含まれます。

システムズエンジニアリングに関する教訓は、NASA統合アクションチーム(NIAT)、スペースシャトル コロンビア号事故調査委員会(CAIB)、およびそれに続くディアス・レポート(Diaz Report)などによる報告書に記録されました。

NIAT発足サイン 出典:NASA、Public Domain
NIAT発足サイン 出典:NASA、Public Domain
不幸な空襲分解を起したコロンビア号 出典:NASA、Public Domain
不幸な空襲分解を起したコロンビア号 出典:NASA、Public Domain
ディアスレポート 出典:NASA、Public Domain
ディアスレポート 出典:NASA、Public Domain

※NIATは、NASAの将来性の方向性を決める特別チームのこと
※ディアス・レポート(Diaz Report)は2003年のスペースシャトル コロンビア号の空中分解事故を受けて、NASAが組織全体のエンジニアリング能力と管理文化を改善するために作成した非常に重要な報告書のこと

さらに他の教訓として、ジェネシス(Genesis)やマーズ・リコネッサンス・オービター(Mars Reconnaissance Orbiter)などのロボットミッション、ならびに地上用や商業宇宙飛行産業からも反映されています。

ディスカバリー計画の探査機ジェネシス 出典:NASA、Public Domain
ディスカバリー計画の探査機ジェネシス 出典:NASA、Public Domain
火星探査計画マーズ・リコネッサンス・オービターのイメージ 出典:NASA、Public Domain
火星探査計画マーズ・リコネッサンス・オービターのイメージ 出典:NASA、Public Domain

これらの報告書からNASAシステムの効率的かつ効果的なエンジニアリングを行い、高品質な製品を製造し、ミッションを成功させるために、NASA全体のシステムズエンジニアリングのインフラと能力の向上をNASAチーフエンジニア室(OCE)が主導となって進めてきました。

このハンドブックの更新は、OCEが推進するNASA全体のシステムズエンジアリングの能力向上活動の一環です。

1995年、SP-6105は、NASAが扱うシステムの特性や開発環境を十分に踏まえた上で、システムエンジニアリングの基本概念と手法を職員に普及させるべく初めて発行されました。

NASA/SP-6105の改訂版(Rev2)は、本来の哲学を維持しつつ、NASAのシステムズエンジニアリングの知識体系を更新し、現在のNASAのベストプラクティスを理解するためのガイダンスを提供します。

NASA/SP-6105のRev2への改訂では、前回の改訂における手法を継承し、NASAの上位レベル方針に対するトップダウンの適合と、現場のNASA実務者による知見のボトムアップの注入です。
※前回の改訂とは、2007年のRev1への改訂のこと、組織全体のトップレベルの方針と現場を融合した。

このアプローチは、NASA全体からベストプラクティスを抽出して確立されたSEプロセスへと橋渡しする機会を提供するとともに、特定のタスクの実行方法を規定するのではなく、優れた実務の原則や代替的なアプローチを提示する機会を与えるものです。

本ハンドブックに結実した成果は、NASA独自のシステムズエンジニアリング実務に関する、トップレベルの実施アプローチを具現化したものです。

本書の更新に用いられた資料は、NPR(NASA政策要求)、各センター独自のSEハンドブックやプロセス、他機関のベストプラクティス、さらには外部のSE教科書やガイドなど、多岐にわたる情報源から引用されています。

このハンドブックは6つの章で構成されています。

6つの章

1,イントロダクション(導入)

2,システムズエンジアリングの基礎の解説

3,NASAのプログラム、プロジェクト・ライフサイクル

4,コンセプトから設計に至るまでのシステムズエンジニアリング・プロセス

5,設計から最終製品に至るまでのシステムズエンジアリング・プロセス

6,システムズエンジアリングにおける横断的な管理プロセス

各章は、内容を補完するアウトラインや事例、詳細な付録などで構成されています。 加えて、用語の定義や深い解説、視覚的なイメージ、さらには応用的な内容を提示するために、随所に配置されたコラムや図解が大きな役割を果たしています。

最後に、このハンドブックは優れたシステムズエンジニアリングの実践のためのトップレベルのガイダンスを提供するものであり、いかなる意味でも指令であることを意図したものではありません。

Acknowledgments:謝辞

NASA ハンドブック Rev2改訂にあたり、その内容に多大な貢献をいただいた実務家の方々を、ここに記しその功績を称えます。

  • Alexander, Michael, NASA/Langley Research Center
  • Allen, Martha, NASA/Marshall Space Flight Center
  • Baumann, Ethan, NASA/Armstrong Flight Research Center
  • Bixby, CJ, NASA/Armstrong Flight Research Center
  • Boland, Brian, NASA/Langley Research Center
  • Brady, Timothy, NASA/NASA Engineering and Safety Center
  • Bromley, Linda, NASA/Headquarters/Bromley SE Consulting
  • Brown, Mark, NASA/Jet Propulsion Laboratory
  • Brumfield, Mark, NASA/Goddard Space Flight Center
  • Campbell, Paul, NASA/Johnson Space Center
  • Carek, David, NASA/Glenn Research Center
  • Cox, Renee, NASA/Marshall Space Flight Center
  • Crable, Vicki, NASA/Glenn Research Center
  • Crocker, Alan, NASA/Ames Research Center
  • DeLoof, Richard, NASA/Glenn Research Center
  • Demo, Andrew/Ames Research Center
  • Dezfuli, Homayoon, NASA/HQ
  • Diehl, Roger, NASA/Jet Propulsion Laboratory
  • DiPietro, David, NASA/Goddard Space Flight Center
  • Doehne, Thomas, NASA/Glenn Research Center
  • Duarte, Alberto, NASA/Marshall Space Flight Center
  • Durham, David, NASA/Jet Propulsion Laboratory
  • Epps, Amy, NASA/Marshall Space Flight Center
  • Fashimpaur, Karen, Vantage Partners
  • Feikema, Douglas, NASA/Glenn Research Center
  • Fitts, David, NASA/Johnson Space Flight Center
  • Foster, Michele, NASA/Marshall Space Flight Center
  • Fuller, David, NASA/Glenn Research Center
  • Gati, Frank, NASA/Glenn Research Center
  • Gefert, Leon, NASA/Glenn Research Center
  • Ghassemieh, Shakib, NASA/Ames Research Center
  • Grantier, Julie, NASA/Glenn Research Center
  • Hack, Kurt, NASA/Glenn Research Center
  • Hall, Kelly, NASA/Glenn Research Center
  • Hamaker, Franci, NASA/Kennedy Space Center
  • Hange, Craig, NASA/Ames Research Center
  • Henry, Thad, NASA/Marshall Space Flight Center
  • Hill, Nancy, NASA/Marshall Space Flight Center
  • Hirshorn, Steven, NASA/Headquarters
  • Holladay, Jon, NASA/NASA Engineering and Safety Center
  • Hyatt, Mark, NASA/Glenn Research Center
  • Killebrew, Jana, NASA/Ames Research Center
  • Jannette, Tony, NASA/Glenn Research Center
  • Jenks, Kenneth, NASA/Johnson Space Center
  • Jones, Melissa, NASA/Jet Propulsion Laboratory
  • Jones, Ross, NASA/Jet Propulsion Laboratory
  • Killebrew, Jana, NASA/Ames Research Center
  • Leitner, Jesse, NASA/Goddard Space Flight Center
  • Lin, Chi, NASA/Jet Propulsion Laboratory
  • Mascia, Anne Marie, Graphic Artist
  • McKay, Terri, NASA/Marshall Space Flight Center
  • McNelis, Nancy, NASA/Glenn Research Center
  • Mendoza, Donald, NASA/Ames Research Center
  • Miller, Scott, NASA/Ames Research Center
  • Montgomery, Patty, NASA/Marshall Space Flight Center
  • Mosier, Gary, NASA/Goddard Space Flight Center
  • Noble, Lee, NASA/Langley Research Center
  • Oleson, Steven, NASA/Glenn Research Center
  • Parrott, Edith, NASA/Glenn Research Center
  • Powell, Christine, NASA/Stennis Space Center
  • Powell, Joseph, NASA/Glenn Research Center
  • Price, James, NASA/Langley Research Center
  • Rawlin, Adam, NASA/Johnson Space Center
  • Rochlis-Zumbado, Jennifer, NASA/Johnson Space Center
  • Rohn, Dennis, NASA/Glenn Research Center
  • Rosenbaum, Nancy, NASA/Goddard Space Flight Center
  • Ryan, Victoria, NASA/Jet Propulsion Laboratory
  • Sadler, Gerald, NASA/Glenn Research Center
  • Salazar, George, NASA/Johnson Space Center
  • Sanchez, Hugo, NASA/Ames Research Center
  • Schuyler, Joseph, NASA/Stennis Space Center
  • Sheehe, Charles, NASA/Glenn Research Center
  • Shepherd, Christena, NASA/Marshall Space Flight Center
  • Shull, Thomas, NASA/Langley Research Center
  • Singer, Bart, NASA/Langley Research Center
  • Slywczak, Richard, NASA/Glenn Research Center
  • Smith, Scott, NASA/Goddard Space Flight Center
  • Smith, Joseph, NASA/Headquarters
  • Sprague, George, NASA/Jet Propulsion Laboratory
  • Trase, Kathryn, NASA/Glenn Research Center
  • Trenkle, Timothy, NASA/Goddard Space Flight Center
  • Vipavetz, Kevin, NASA/Langley Research Center
  • Voss, Linda, Dell Services
  • Walters, James Britton, NASA/Johnson Space Center
  • Watson, Michael, NASA/Marshall Space Flight Center
  • Weiland, Karen, NASA/Glenn Research Center
  • Wiedeman, Grace, Dell Services
  • Wiedenmannott, Ulrich, NASA/Glenn Research Center
  • Witt, Elton, NASA/Johnson Space Center
  • Woytach, Jeffrey, NASA/Glenn Research Center
  • Wright, Michael, NASA/Marshall Space Flight Center
  • Yu, Henry, NASA/Kennedy Space Center

1、イントロダクション(導入)

1.1 目的

本ハンドブックは、NASAコミュニティに役立つシステムエンジニアリングに関する一般的なガイダンスと情報を提供することを目的としています。

NASA全体で適用されるべきものとして、システムズエンジニアリング(SE)の一般的な説明を提供し、ハンドブック の目標は、NASAでの認識と一貫性を高め、SEの実践を進歩させることです。

また、NASAに関連する視点とNASA特有のデータも提供します。

本ハンドブックは、NPR 7123.1”システムエンジニアリングのプロセスと要求事項”、およびNASA各組織が定める独自のハンドブックや規定を補完し、それらを現場で着実に実行に移すための実践的なガイドとして活用することを強く推奨します。

NPR 7123.1”システムエンジニアリングのプロセスと要求事項” 出典:NASA、Public Domain
NPR 7123.1”システムエンジニアリングのプロセスと要求事項” 出典:NASA、Public Domain

また、NASAの支援下で提供されている様々なシステムズエンジニアリング関連のトレーニングの参照用副読本として使うことを推奨します。

1.2 適用範囲と詳細レベル(Scope and Depth)

このハンドブックは、NASAの大小のプログラムやプロジェクトの開発と実施に適用されるべきシステムズエンジアリングのベストプラクティスを説明しています。

NASAにおけるシステムエンジニアリングの実践には、体系的かつ規律ある一連のプロセスが不可欠です。

これらのプロセスは、プログラムやプロジェクトのライフサイクル全体を通じて、設計・開発から運用・保守(メンテナンス)、そして運用終了(クローズアウト)に至るまで、再帰的かつ反復的に適用されます。
※再帰的という言葉は日本語だとわかりにくいので別記事で詳しく解説します。ここでは繰り返すくらいの理解で大丈夫です。

再帰的のイメージ、詳細は別記事で解説
再帰的のイメージ、詳細は別記事で解説
反復的のイメージ、詳細は別記事
反復的のイメージ、詳細は別記事

このハンドブックの適用範囲は、マネージャーかエンジニアか、あるいは組織内部か外部(サプライヤー)かといった実施主体を問わず、システムズエンジアリングに関わる実務全般を対象としています。

詳細な実務のガイダンスについては、多くの各部署固有のハンドブックや指令、および教科書を参照してください(本ハンドブックは副読本として使うことを推奨)。

各部署のガイダンスの案内例
  • ITプロジェクトのSEのガイダンス
    チーフ情報責任者室(OCIO)情報技術SE・ハンドブック・ver2.0
  • ソフトウェアプロジェクトのマイルストンに関して
    NASA-HDBK-2203 NASAソフトウェアエンジニアリングハンドブック

NASAのシステムズエンジニアは、NASAのサイト内にあるNASAエンジニアリング・ネットワーク(NEN)システムエンジニアリング・コミュニティ・オブ・プラクティス(CoP)に参加することもできます。
※NASAに所属していなくても閲覧は可能です、コミニティには参加できません。

このウェブサイトには、NASAのSEプロセスで必要とされる多くのワークプロダクトやマイルストーンレビューのプレゼンテーション用のドキュメントテンプレートなど、システムズエンジニアリングに役立つ多くのリソースが含まれています。

このハンドブックは、あらゆる規模のNASA宇宙飛行プロジェクト、および研究開発(R&D)プログラムとプロジェクトに適用可能です。

17のプロセスすべてがすべてのプロジェクトに適用されますが、形式、文書化への詳細レベル、および時間の尺度は、プロジェクトの種類、規模、および複雑さに応じて適切に変化します。
※17のプロセスとはSEプロセスの中核のことで、後に詳しく説明されます。

文書化の詳細レベルに関しては、紙やデジタルのファイルだけでなく、意図した情報を取得するモデル、グラフィックス、図面、またはその他の適切な形式も含まれています。

このハンドブックで提供されている原則のより詳細な解説については、NASA内のライブラリーにあるNASA SE拡張ガイダンス(NASA Expanded Guidance for SE)を参照してください。 本ハンドブックは、そのリファレンスの要約版です。

NASA SE 拡張ハンドブック vol.1 出典:NASA、Public Domain
NASA SE 拡張ハンドブック vol.1 出典:NASA、Public Domain
NASA SE 拡張ハンドブック vol.2 出典:NASA、Public Domain
NASA SE 拡張ハンドブック vol.2 出典:NASA、Public Domain

このページで筆者が実務から感じる重要な内容と経験談

ここからは前書きと導入部の内容から特に筆者が重要だと思う部分を抜粋し解説して締めて行きます。

ポイント1:システムズエンジニアリングは答えではなくて道標

前書き抜粋
  • NASAのシステムズエンジニアリングの知識体系を更新し、現在のNASAのベストプラクティスを理解するためのガイダンス

この言葉が意味するところは、システムズエンジニアリングは問題の答えを教えてくれる解決方法ではなく、方法論、つまりベストプラクティスであるということです。

この一文を補完するように”特定のタスクの実行方法を規定するのではなく、優れた実務の原則や代替的なアプローチを提示する機会“と書かれています。

この部分が多くの学問や技術、ビジネスツールとの大きな違いです。

多くの学問やツール(アプリやソフトウェア)では、何かを入力すると答えっぽいことは提示、少なくとも何かしらの数字が出てくることが多いですが、残念ながらシステムズエンジアリングは答えっぽい提示、何かしらの数字は全く出てきません。

システムズエンジニアリングは、プロセスを一貫して実行しないと何も出てこないことがほとんどです(つまみ食いレベルだと部分的効果に限られ、導入コストに対して辛い)。

このことからシステムズエンジニアリングのお試しの導入、部分的に使った程度では、ほとんど効果が見られないことが理解して頂けるかと思います(筆者経験を含んだ見解)。

もし導入を決めて、ある程度の効果を発揮させたいならば覚悟持って抜本的に取り組まないと効果は出にくいと思います。
※導入を迷ってる方や導入したけど上手く行かなくて困ってる方は、良かったら私に相談してみて下さい(笑)

ポイント2: 組織間、さらにはサプライヤーを跨ぐ一貫性の重要性

イントロダクション抜粋
  • このハンドブックの適用範囲は、マネージャーかエンジニアか、あるいは組織内部か外部(サプライヤー)かといった実施主体を問わず、システムズエンジアリングに関わる実務全般を対象

この一文からわかるのはシステムズエンジニアリングは部分的な適用ではなく、組織全体への適用、さらには関連会社へにも同じ体系のシステムズエンジニアリングを適用しないと効果が発揮しづらいことが逆説的に理解できると思います。

この部分も多くの日本企業がシステムズエンジアリングの導入、真の効果を発揮させることが難しい大きな理由だと思います(どうしても部分的な成功がないと全適の判断が厳しいのは、私にもよく理解できる)。

確かにいきなりの全社適用、グループ会社の全適は難しいと思うので、私のおすすめは、なにかのプロジェクト全体への適用が、十分な効果を発揮できる最小の落とし処だと思います。

個人的な経験からプロジェクトの大小に関わらず、プロジェクト全体に妥協しないでキッチリと適用すれば効果を発揮できることが多いと思います。
※これも適用の仕方が気になる方は私に聞いてみて下さい(笑)

ポイント3:詳細実務における使い分け、システムズエンジニアリングとの融合の重要性

イントロダクション抜粋
  • 詳細な実務のガイダンスについては、多くの各部署固有のハンドブックや指令、および教科書を参照してください(本ハンドブックは副読本として使うことを推奨)。

この一文からわかる重要なことは、詳細な実務レベルの業務には、システムズエンジニアリングをそのまま適用しても効果が薄いことが逆説的にわかると思います。

筆者の経験でも、詳細な実務レベルの作業においては従来のやり方そのままのが圧倒的に効率が良いことが多いです(下手に導入すると邪魔になることすらある)。

システムズエンジニアリングの本領発揮は、前回で説明したように部分最適ではなく全体最適化にあるので、詳細な実務レベルで使うには従来のやり方にシステムズエンジアリングの要素を融合させる必要がありますので要注意です。
※もし詳細が気になる方は私に聞いてみて下さい(笑)

以上、この3点が私が感じる重要ポイントです。

次回は、いよいよシステムズエンジニアリングの具体的な内容の土台である”システムズエンジニアリングの基礎”を解説していきますのよろしくお願いします。

  • システムズエンジアリングハンドブック 慶応義塾大学出版 監修:西村秀和
    本サイトでも頑張ってNASAのハンドブックを監修していきますが、時間が掛かるので直ぐにでも全体を学びたい方はこの本がおススメです。私も持っています。

法人、企業、官公庁や教育機関などの組織での活用をご検討の皆様へ
本記事で解説した内容を、貴組織内での研修や資料、技術標準の策定、または報告資料等に活用される場合は、法人・組織向け案内ページより利用条件をご確認ください。

詳細な技術支援・コンサルティングに関するご相談も専用フォームにて承っております。

個人ブログやSNSでのご紹介、および適切な引用(引用元の掲載など)の範囲内でのご利用については、事前連絡などの特別な処理の必要はございません。ぜひ積極的にご活用ください。

NASA SE ハンドブック解説 第1回 前書き、導入部の解説

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