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模型中心—MBSE的基础设施
 
作者  俎涛
日期  2024年6月
 

目录

模型中心—MBSE的基础设施

1.什么是模型中心

2.为什么建立模型中心

3.模型中心都有什么

4.如何建立模型中心

5.模型中心的工具方案

5.1 应用场景1:团队基于模型的工程协作

5.2 应用场景2:基于模型的跟踪管理

5.3 应用场景3:模型的web发布、浏览和评价

6.模型中心的使用方法

6.1 使用EA进行建模

6.2 使用webEA进行模型跟踪

6.3 使用web EA进行浏览和评审

7.后记

1.什么是模型中心
模型中心就是把团队建立的工程模型,例如:需求模型,系统模型,软件模型,硬件模型放在一个共享模型库里,这样可以:
  • 支持统一规范
  • 支持多人协作
  • 支持资源复用
2. 为什么建立模型中心
在当前的工程中,需求、设计、验证 分别有多个角色负责,每个角色还有多人,工作的产品各自管理,难于集成、跟踪。另外,存在很多重复的部分无法复用。 有了模型中心,就可以通过一个公共的模型库,简单而有效的解决如上问题。

例如 某研发团队正在基于 EA 建立自己的模型中心,把 多年积累下来的各个产品的文档资产整理成模型,放入模型中心,对外发布。各个产品的研发团队就可以复用已有的工程模型,快速构建新产品的模型,提高需求、设计、开发效率,同时通过模型的复用,大大提高了工作质量。
3 模型中心都有什么
模型中心有工程中所有的模型,包括:
  • 业务模型
  • 需求模型
  • 系统模型
  • 软件模型
  • 硬件模型
还有跟模型有关的文档和工程数据。
4 如何建立模型中心
模型中心里面放了公司重要的资产,内容多、时间久、使用的人多,模型中心内容是否充分、组织是否合理对未来的工作有很大的影响,所以应该好好规划一下模型中心的结构和内容。模型中心的建立方法一般如下:
  • 采用共享仓库的方式集中存放模型
  • 提供模型目录
  • 提供多种模型操作方式:建模工具,发布工具,浏览与评审工具
  • 提供模型到其他形式的快速转换工具
  • √ 从模型到文档的自动化工具
  • √ 从模型到列表的转换工具
  • 提供模型的权限控制
  • 提供模型的版本管理
5. 模型中心的工具方案
一旦模型中心建立起来,就会成为一个重要的基础设施,有效的支持MBSE的如下工作场景:
  • 团队基于模型的工程协作
  • 多个不同项目的资源复用
  • 标准规范的制定、发布和评审
下面就对一些典型的工作场景做个说明。
5.1 应用场景1:团队基于模型的工程协作
在涉及多个人员参与的分析设计工作中,一个项目的模型需要多人参与建模,这些人的建模内容互相存在关联和跟踪关系。这就需要把这些模型存在一个模型仓库中,这样才便于关联和跟踪。
同时也可以不同的人对同一个模型的不同部分进行建立和修改。这就需要支持同一模型共享访问和权限管理。随着时间的发展,模型不断变更,这就需要支持模型的变更记录、版本管理和不同版本的变更对比和回溯。
5.2 应用场景2:基于模型的跟踪管理
建立模型后,各种模型之间存在跟踪关系:需求 -> 设计 ->实现 ->测试。当进行工作分配、质量分析、变更影响分析的时候,用户一般希望用多级跟踪图表的方式展示有关系的元素。这个时候, webEA 可以把模型元素之间的跟踪关系展示为跟踪关系图或者跟踪关系表,用户可以一目了然的看到各级元素的跟踪关系。

5.3 应用场景3:模型的web发布、浏览和评价。
对于有些模型,需要多个用户浏览和评价,常见的情况有:
  • 业务模型 需要各个部门的业务代表进行审核,确认是否和预期的业务一致。
  • 需求模型需要开发人员和测试人员进行确认,然后开发人员基于需求模型进行设计,测试人员基于需求模型进行测试。
  • 过程指南模型,需要按照过程工作的人员了解过程,并根据过程的实际执行情况给出反馈。
这些模型都是少数人创建,大多数人浏览,浏览的人分布也很分散,这就需要一种方便浏览和评价、反馈的工具支持。WebEA就是为了支持这样的工作场景而专门研发的,用户可以通过web浏览器访问模型库,浏览各种模型图、模型元素,查看模型元素的详细信息,给出模型图和元素的评价。
综合以上工作场景,模型中心的总体工作过程如下:
1. 用户首先搭建模型服务器,建立模型库
2. 然后可以使用对应的工具进行模型有关的工作:
      2.1 使用 EA 进行协同建模
      2.2 使用 webEA 进行模型发布。
      2.3 使用 web EA 进行模型浏览和评价。
模型中心的总体工具部署方案如下图所示:
下面把基于模型中心的使用方法进行详细说明。
6. 模型中心的使用方法
6.1 使用EA进行建模
用户使用 EA 可以进行全周期的建模,包括:
  • 业务模型,例如 使用 BPMN 建立业务流程模型。
  • 系统模型,例如使用 Sys ML 建立系统结构模型和接口模型。
  • 软件模型,例如使用 UML 建立软件的组件图、组件接口和组件的实现。
  • 硬件模型,例如使用 MARTE 建立硬件有关的模型。
然后基于模型进行仿真,包括:
  • 业务仿真,例如使用 BPSim 进行业务流程仿真。
  • 系统仿真,使用状态机进行系统状态仿真。
  • 软件仿真,使用时序图进行软件运行时序仿真。
用户还可以基于模型生成代码,包括:
  • 软件编程语言代码,录入 C/C++ , Java , C# 代码。
  • 数据库描述代码 DDL 和数据操作语言 SQL.
  • 硬件编程代码 VHDL 或者 SystemC
因为对大部分工作都需要采用文档的形式对外交付,所以还可以基于模型自动生成文档:
  • 用户可以根据自己的文档格式配置文档模板,
  • 基于模型生成文档
建立模型和文档的跟踪关系,以便管理二者的变更。
6.2 使用webEA进行模型跟踪
用户使用 webEA 可以对已有的模型建立跟踪视图,实现全周期的模型跟踪,支持需求管理。具体工作方法如下:
  • 首先建立各种模型的工件关系,让有哪些模型和文档,这些模型和文档之间存在什么关系一目了然。
  • 然后用户可以根据工件关系,生成各个模型之间的跟踪视图或者跟踪表,通过多级跟踪图或者跟踪表,用户可以对某个元素的变更的影响范围可视化的方式一目了然。这样就能够避免疏漏、保证分析设计的完备性。
  • 用户还可以把文档的内容和模型的内容进行关联,实现从工件级到元素级的全面跟踪管理。
6.3 使用web EA进行浏览和评审
用户可以采用浏览器的方式浏览 EA 的模型库,这样就为更多的人共享模型信息、参与到模型工作中提供了方便。具体可以支持:
  • 用户对模型库中的元素类型、元素状态、变更时间进行统计。为不同的用户配置可以浏览的模型包权限。
  • 用户可以对模型元素进行复用,快速构建新的模型项目。
  • 用户还可以采用 web 的方式随时浏览模型,对模型进行质量评审,记录讨论,提交问题。这些都可以依附在模型图和元素上,实现基于模型的复用、质量评审和问题管理。提高工作的效率和质量。
webEA 可以说打开了大家访问模型的方便之门,可以做很多事情,先简要列举可能的场景如下:
场景名称 场景描述
基于模型的需求反馈
  • 需求工程师建立需求模型,发布
  • 用户代表浏览模型,给出反馈意见
  • 开发工程师浏览模型,给出反馈意见
  • 测试人员浏览模型,给出测试质量标准
  • 基于模型的架构评价
  • 架构师建立架构模型,发布
  • 用户代表浏览模型,给出反馈意见
  • 开发工程师浏览模型,给出反馈
  • 基于模型的变更管理
  • 涉众发出选择要修改的需求模型或设计模型,提交变更申请
  • 变更控制者对变更进行评审,分配变更
  • 变更处理者执行变更
  • 基于模型的缺陷管理
  • 测试人员进行测试,对发生缺陷的需求模型或者设计模型提交缺陷,
  • 相关人员确认缺陷
  • 开发人员修复缺陷
  • 测试人员关闭缺陷
  • 基于模型的项目管理
  • 项目经理 基于需求模型创建工作任务
  • 项目经理分配工作任务
  • 工程师执行工作任务,标记状态
  • 项目经理通过需求模型进行任务跟踪管理
  • 项目经理通过需求模型标记项目完整状态
  • 基于模型的运营管理
  • 运营经理建立运营工作流模型
  • 运营经理发布运营工作流模型
  • 工作人员按照工作流模型指南工作
  • 工作人员对工作流提出工作反馈
  • 运营经理调整工作流模型
  • 基于模型的数据治理
  • 对当前的数据资源进行梳理;
  • 建立数据模型,依托模型进行数据结构整理;
  • 基于数据模型进行数据内容清洗、入库;
  • 发布数据模型,用户可以浏览数据模型;
  • 用户通过数据模型浏览数据,管理数据。
  • 后记

    如果您对我们的培训、咨询和工具感兴趣:

    •  建模工具: EA

    •  模型 web 浏览工具: WebEA

    •  MBSE 平台: iSpace

    •  课程: MBSE(基于模型的系统工程)

    •  课程: 基于SysML 和EA 进行系统设计与建模

    •  咨询方案: MBSE( 基于模型的系统工程)

    •  咨询方案: 基于UML的模型驱动的开发

    •  所有建模有关的课程: http://www.modeler.org.cn/course/index.asp

    •  所有的需求管理课程: http://course.uml.org.cn/course/requirement.asp

    •  咨询方案: 基于模型的工程管理

    如果您希望了解更多信息:

     
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