MBSE和SysML

Posted 2023-01-27

(原始来源: ​​https://www.visual-paradigm.com/guide/sysml/mbse-and-sysml/​​)

基于模型的系统工程（MBSE）是一种系统工程方法，专注于创建和利用领域模型，作为工程师之间信息交换的主要手段，而不是基于文档的信息交换。

基于模型的系统工程（MBSE）是开发一组相关系统模型的实践，这些模型有助于定义，设计和记录正在开发的系统。这些模型提供了一种有效的方法来探索，更新和向利益相关者传达系统方面，同时显着减少或消除对传统文档的依赖。在实践中，工程师使用模型来获取知识（例如性能）并作为系统实现的指南（例如SysML，UML）。

任何基于模型的系统工程（MBSE）方法的推荐最佳实践是基于模型的语言，基于模型的工具，基于模型的流程和基于模型的架构框架的协同应用，如系统架构Tetrad图所示下面。在将SysML应用于严峻的系统工程问题十年的实践经验之后，SysML已成为MBSE项目事实上的基于模型的语言选择。

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什么是SySML？

术语基于模型的系统工程及其首字母缩略词MBSE在系统工程师中很受欢迎，他们主张使用SysML作为系统工程应用程序的标准体系结构建模语言，并希望将他们的方法与模型驱动开发及其变体区分开来，往往以软件为中心。

SysML（系统建模语言）基于UML，通过块建模替换类和对象的建模，以获得更适合系统工程的词汇表。块包含所有软件，硬件，数据，流程甚至人员管理概念。

SysML重用了UML2的一部分，它还提供了自己的定义（SysML扩展），如下图所示：

UML4SysML：

• 序列图
• 状态图
• 用例图
• 活动图
• 包图
• 类图和复合结构（用于块定义和内部框图 - BDD和IDB）

SysML扩展：

• 块定义和内部块图的定义 - BDD和IDB
• 活动图中的变化
• 要求图 -  新的
• 参数图 -  新的
• 分配（可追溯性） -  新的

UML2下定义的图表和构成SysML的图表如下所示。除了新功能之外，SysML所做的大部分更改都可以在结构图中找到。

UML2：13图 - 6结构，7动态

SysML：9个图--4个结构，4个动态和要求图：

• 结构

• 块定义图（BDD）取代了类图
• 内部框图（IBD）取代了复合结构图
• 封装图保持不变
• 参数图是用于分析关键系统参数的SysML扩展

• 动态

• SysML略微修改了活动图
• 序列，状态和用例图保持不变

• 需求图是SysML扩展

为什么SysML适用于MBSE？

在考虑一个具体的例子时，SysML优于UML对系统工程的优势变得显而易见，比如对汽车系统进行建模。使用SysML，可以使用需求图来有效地捕获功能，性能和接口需求，而使用UML时，需要使用用例图来限定高级功能需求。同样，使用SysML，可以使用参数图来精确定义性能和数量限制，如最大加速度，最小整备质量和总空调能力。UML没有提供直接的机制来捕获这种基本的性能和定量信息。

与系统工程师相比，SysML为UML提供了几项值得注意的改进，后者往往以软件为中心。这些改进包括以下内容：

• SysML的语义更灵活，更具表现力。SysML减少了UML以软件为中心的限制，并增加了两种新的图表类型，需求和参数图。

• 需求图可用于需求工程;
• 参数图可用于性能分析和定量分析。

通过这些增强功能，SysML能够为各种系统建模，其中可能包括硬件，软件，信息，流程，人员和设施。

• SysML是一种相对较小的语言，更易于学习和应用。由于SysML删除了许多UML以软件为中心的结构，因此整体语言在图表类型和总体结构中的尺寸都较小。
• SysML分配表支持常见的分配类型。虽然UML仅提供对表格符号的有限支持，但SysML提供了支持需求分配，功能分配和结构分配的灵活分配表。此功能有助于自动验证和验证（V＆V）和差距分析。
• SysML模型管理构建支持模型，视图和视点。这些结构扩展了UML的功能，并在架构上与IEEE-Std-1471-2000（IEEE推荐的软件密集系统架构描述实践）保持一致。

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