基于模型的系统工程MBSE-SysML

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。