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方案:基于EA实现MBSE (基于模型的系统工程)
作者:俎涛,火龙果软件工程
基于EA作为建模平台,通过模型集成其他工具,
实现MBSE(基于模型的系统工程)
MBSE方案简介:
MBSE(基于模型的系统工程)是对复杂系统进行分析设计和开发的有效方法。当前航空、汽车、机械、船舶、机械、企业信息化的系统规模越来越大、涉及到的专业也越来越多,让系统的建设面临前所未有的挑战:
  • 涉及多个层次:系统-子系统-模块
  • 多个专业:软件、电子、机械、光电、热动..
  • 需要多种角色分工合作:系统工程师,软件工程师、电子工程师、专业工程师、测试工程师
  • 涉及到多种开发工具和开发语言
当系统越来越复杂的时候,各个部分之间的关系清晰跟踪就显得更为重要,模型可以引导工程师对工作内容进行梳理,从混沌演进到清晰,进而提高分析和设计的能力,在此基础上,模型就会成为专业化积累和交流的基础。
在系统工程领域,MBSE(模型驱动的系统工程)可以帮助我们基于模型对系统的分析设计、软件的分析设计和硬件的分析设计进行推理式的分解,实现各个阶段的严谨转换和紧密跟踪。进而提高质量和效率。
MBSE (模型驱动的系统工程)涉及系统研发全周期,如下是MBSE的整体工作流程:
在整个系统工程过程中会用到各种模型,
这些模型涉及到不同的建模标准,例如:
  • 企业架构建模:Archimate
  • 工作流建模:BPMN
  • 系统分析设计建模:SysML
  • 软件分析、设计建模:UML
  • 物理系统建模:Modelica
如果不同的建模采用不同的工具,会造成各个层次建模巨大的交流成本和专业跨度,而EA支持如上的所有建模,能够使用户在进行MBSE的时候在一个工具中完成所有的建模、仿真和跟踪管理。
MBSE的支持工具平台:
为了支持MBSE的方法论落地,我们选择MBSE中的各个环节的主流工具,集成为MBSE工具方案,打通各个工具之间的接口,实现MBSE贯穿数据流,并提供工程仓库集中存储各种工程数据。
EA作为MBSE工具集成平台,和其他工具的关系如下图:
MBSE工作目录:
工作 工作内容说明
基于模型对需求进行管理
把需求模型、设计模型、code模型、测试模型以条目列表的形式显示,对系统工程的全部模型可以列表形式关联、跟踪管理,包括 需求、设计、code、测试。
需求条目管理
以条目列表的形式登记需求,导入需求文档,可以对需求进行关联和跟踪管理。
系统分析设计与建模 采用系统工程分析设计方法,采用SysML建模系统分析设计模型,并对系统模型可以进行运行仿真,指标分析与验证。
软件分析设计与建模
采用软件工程分析设计方法,采用UML建模软件需求和设计模型,并可以基于设计模型生成code,进行模型仿真和验证。
算法建模与仿真
采用模块图建模系统结构单元,采用状态机描述控制逻辑,采用算法模块建模算法功能,可以生成代码、仿真和验证。
系统运行架构建模
对各种物理系统进行分析设计,可以采用Modelica建模各种物理单元、算法逻辑和接口关系,可以生成代码、仿真验证。
电子分析设计与建模
可以对电子电路进行分析设计和建模,可以采用PCB建模电子器件、电路节点和线路,可以生成代码、仿真。
物理系统分析设计与建模
对各种物理系统进行分析设计,可以采用Modelica建模各种物理单元、算法逻辑和接口关系,可以生成代码、仿真验证。
各种文档编辑与阅读
基于自然语言(汉语、英语、法语、德语)对各种信息进行描述,还可以穿插各种图描述关系、表格罗列类似的信息,可以被各种干系人阅读,作为人员之间交流的载体。
软件开发
采用各种编程语言(例如:C,C++,Java,C#,Python,JavaScript)编写软件程序,编译为可执行程序。
持续集成
代码检查,单元测试,集成测试,功能测试 。
工具总线
建模整个系统开发周期的工作流程、工具和工件的关系,支持如上各种工具的接口:
  • EA中的系统分析设计模型生成word文档:系统需求文档和系统设计文档
  • EA中的软件分析设计模型生成matlab simulink 中的:状态机算法模型
  • Doors中的需求导入到EA中:作为需求模型的来源
  • EA中的软件设计模型生成代码:导入到 开发工具 Eclipse、VS.net中进行开发
  • EA中的组件导入到持续集成平台integrator:驱动代码检查、构建、单元测试、集成测试
  • EA中的系统分析设计模型导入到OpenModelica:进行物理系统的设计和仿真
  • EA中的软件设计模型导入到AADL:进行运行时设计和仿真。
  • EA中的硬件模块导入到Protel中:进行电路板设计
  • MBSE 图例
    EA简介
    作为MBSE的建模支撑工具,EA能够全面支持MBSE相关的建模、仿真、文档生成、代码生成、模型跟踪何管理工作,如下是基于EA实现MBSE的功能架构:
    EA 详细信息
     
    为什么选择EA
    全球40万用户,上万家企业和团队选择了EA,例如:大陆汽车电子、博世汽车电子、联合汽车电子、上海通用、华为研发中心,西门子医疗器械,西门子电力自动化,飞利浦研发中心,东软股份,Methodologies Corporation,Design of Information Systems,富士通研发中心,中兴通讯。施耐德电气,霍尼韦尔,瑞士ABB。
    选择EA的理由如下:
    • 支持的MBSE整个生命周期建模:业务建模、系统建模、软件建模、物理系统建模、硬件建模、数据建模、工作流建模。
    • 支持的建模标准多:UML,SysML, BPMN, Archimate,DataFlow ...
    • 支持的代码最全:支持10多种代码正逆向工程:java , C#, C ,C++, Python, SystemC, JavaScipt, Php等十多种语言,还可以自定义代码语言。
    • 支持的建模领域最全:系统工程、软件工程、嵌入式软件、企业架构
    • 集成的工具多:
      • 集成开发工具:Eclipse、VS.Net,实现模型和编码集成。
      • 集成Office工具:Word、Excel、PPT,实现文档和模型的集成。
      • 提供和其他建模工具的接口:Visio, Rose, PowerDesigner等,实现模型资产复用。
      • 提供和需求管理工具接口:Doors,实现需求条目的导入。
      • 提供和数据库的接口:可以直接连接物理数据库,实现数据建模和数据库实例同步。
    • 文档化功能强大:文档建模、文档模板定制、文档生成、文档管理。
    • 最强大的资产复用:可以复用模型,把已有的模型纳入资产库,实现复用。
    • 视频:如何选择建模工具
    MBSE服务目录
    提供和数据库的接口:可以直接连接物理数据库,实现数据建模和数据库实例同步。
    咨询服务 咨询:从传统开发过渡到MBSE工程实践
    咨询:MBSE工程体系构建与工具平台搭建
    模型框架
  • 系统需求模型框架
  • 软件需求模型框架
  • 软件架构模型框架
  • 数据模型框架
  • 详细设计模型框架
  • 视频:如何选择建模工具
    培训课程体系 课程:MBSE(基于模型的系统工程)
    课程:基于EA+SysML进行系统建模
    课程:基于EA和UML进行系统分析设计与建模
    课程:基于EA+BPMN进行业务流程建模
    课程:企业架构建模
    课程:使用EA进行业务建模
    课程:系统架构建模方法与案例
    课程:领域驱动的建模与设计
    课程:基于Modelica的物理系统分析设计与建模
    课程:持续集成平台与自动化测试
     
    EA中国总代理--火龙果软件(中国领先的软件工程服务商)
    北京:010-82800076 ,邮件:uml@uml.net.cn
    上海:021-50800371 ,邮件:shanghai@uml.net.cn
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