基于模型的系统工程MBSE
MBSE是一种通过构建标准模型,用于支持系统需求、分析、设计、检验与确认活动,这些活动从概念设计阶段开始,贯穿整个开发过程及后续的生命周期阶段。
MBSE能带来哪些价值
需求分析阶段
- 需求的标准化描述:避免需求的表达或理解性错误
- 需求的自动验证:通过数学公式对量化进行描述,在系统设计阶段自动导入约束公式进行需求验证
- 需求追溯:模型中包含了每一条需求从需求分析、分配、设计实现到测试验证的完整追溯
系统设计阶段
- 保证设计语言一致性,避免自然语言带来的理解歧义
- 设计可追溯
- 与周边数字化工具集成,如可靠性分析、质量管理
- 设计变更影响分析,对于复杂系统设计过程优势更加明显
- 基于模型的文档自动生成
- 系统数字化模型可在衍生项目中复用
系统验证
- 系统级仿真分析:系统数字化模型可以支撑系统级仿真分析,精确评估系统设计方案合理性
实施MBSE的三要素
MBSE是系统工程领域发展的一种基于模型表达和驱动的方法,它可以看成是模型驱动原则、语言的指导规范、方法、工具。是对学科交叉和规模化的复杂系统的实施。
SysML 语言
OMGSysML是一种通用图形建模语言,用于指定、分析、设计和验证可能包括硬件、软件、信息、人员、程序和设施的复杂系统。特别是,该语言提供了图形表示,其具有用于建模系统需求、行为、结构和参数的语义基础,用于与其他工程分析模型集成。
包图-PKG
展示模型组织结构、导航浏览模型、支持模型管理、作为模型库的容器。
需求图-REQ
描述需求之间的层次关系
描述需求和模型元素之间的追溯关系--satisfy/refine/verify
实现需求可集成、定义可精确、分析可追踪、需求可维护
用例图-UC
用例图主要用来描述利益相关方的交互场景。
活动图-ACT
活动图擅长通过行为表示对象-事件、能量或数据之间的流动,关注系统操作时对象是如何在行为的执行过程中被访问和修改的。多用于表达复杂的控制逻辑。
块定义图-BDD
描述系统的静态结构、说明系统有什么组成、有哪些接口、参数
内部模块图-IDB
描述系统内部之间的交互关系、信息流、接口
参数图-PAR
参数图是一种独特的SysML图,它用于说明系统的约束。这些约束一般以数学模型的方式表示、能够支持模型的仿真计算,实现需求的验证和数据之间的转换。
状态机-STM
状态机图用于描述系统的各种各样的状态,及转态下事件的转变。
时序图-sq
时序图会说明随着事件推移而发生的行为和事件的序列。模块的各个部分会通过操作调用和异步信号彼此交互,以产生浮现式的行为,当你关注上述内容时,使用序列图就是很好的选择。