本节概述了基于模型的系统工程(MBSE)方法,包括基于模型的方法相对于传统文档方法的优势总结、MBSE方法的目的和范围、对用于执行MBSE的MBSE方法的调查参考,以及关于模型管理的简要讨论。
1 MBSE概述
一些模型和模拟实践已被正式纳入SE流程。这些流程是MBSE的基础。INCOSE系统工程愿景2020(2007)将MBSE定义为“建模的正式应用,以支持系统需求、设计、分析、验证和确认活动”。
从概念设计阶段开始,并持续贯穿整个开发和生命周期的后续阶段。
MBSE增强了捕获、分析、共享和管理与产品规格相关的信息的能力,从而带来以下好处:
- 改善了开发利益相关者 1之间的沟通(例如,客户、项目管理、系统工程师、硬件和软件开发人员、测试人员以及专业工程学科)
- 通过使系统模型可以从多个角度查看并分析变化的影响,提高了管理系统复杂性的能力
- 通过提供一个明确且精确的系统模型,可以评估其一致性、正确性和完整性,从而提高产品质量。
- 通过以更标准化的方式捕获信息并利用模型驱动方法固有的抽象机制,增强知识的捕获和信息的重用。这反过来可以减少周期时间并降低修改设计的维护成本。
- 通过提供清晰明确的概念表示,提高了教授和学习SE基础的能力。
MBSE通常与传统的基于文档的系统工程方法进行对比。在基于文档的系统工程方法中,通常会产生大量关于系统的文档和其他人工制品,如规格说明、接口控制文档、系统描述文档、贸易研究、分析报告以及验证计划、程序和报告。这些文档中的信息往往难以维护和同步,并且难以评估其质量(正确性、完整性和一致性)。
在MBSE方法中,大部分信息被捕捉到系统模型或一组模型中。系统模型是SE过程的主要产物。MBSE通过使用模型来正式化SE的应用。这些信息在模型中被捕获并在整个生命周期中保持的程度取决于MBSE工作的范围。利用MBSE
系统工程的方法旨在显著提高系统需求、架构和设计质量;通过在系统定义早期发现问题,降低系统开发的风险和成本;通过重用系统工件提高生产力;并改善系统开发团队之间的沟通。
1.1 MBSE方法论的调查
一般来说,方法论可以定义为支持特定学科的相关过程、方法和工具的集合(Martin,1996)。这个更广泛的方法论概念可以专门化为MBSE方法论,我们将其描述为在“基于模型”或“模型驱动”的背景下支持系统工程学科的相关过程、方法和工具的集合(Estefan,2008)。
2008年,在INCOSE技术出版物的赞助下,发布了一项关于候选MBSE方法论的调查(Estefan,2008)。调查了六种候选MBSE方法论:INCOSE面向对象系统工程方法(OOSEM)、IBM Rational Telelogic Harmony-SE、IBM Rational统一过程系统工程(RUP-SE)、Vitech MBSE方法论、JPL状态分析(SA)和Dori对象过程方法论(OPM)。这些方法论的更多信息可以在INCOSE MBSE倡议Wiki上找到(INCOSE,2010a)。
SE手册中包含的两种示例方法是第9.3节中的基于功能的SE(FBSE)方法和第9.4节中的OOSEM。虽然基于功能的方法没有被称作基于模型的,但也有其他基于功能的方法,如Vitech MBSE方法论,它们明确是基于模型的。OOSEM被定义为一种端到端的MBSE方法,其中该方法的工件是建模工件,在整个SE过程中进行管理和控制。
本文同步发表在 软件需求探索的https://srs.pub/specification/model-based-systems-engineering.html
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