SysML汽車領域實踐.ppt

SysCARS方法 SysML在汽車領域的應用實踐 內容提要 問題背景SysCARS整體框架SysCARS關鍵技術評析 問題背景 逐漸浮現的問題新型軟硬件技術促使標準的更新換代加快復雜度日趨上升用戶體驗要求上升產品快速迭代新型的汽車控制系統制造 面臨定制化要求日益突出 用戶需求頻繁變更 產品迭代與升級加速等一系列問題 問題背景 從方法學角度而言 汽車控制系統的生產需要滿足如下要求 軟硬件協同設計流程規(guī)范易懂開發(fā)方法能靈活適應變更生產與開發(fā)能滿足定制化需求 問題背景 Valeo公司對問題的理解 開發(fā)流程需要完整的方法學指導方法學盡可能不與企業(yè)本身流程沖突SysML過于追求通用化而導致過于龐大的圖庫SysML本身缺乏特定的方法學生產與開發(fā)能滿足定制化需求 SysCARS方法 整體思想SysML部分圖形 選取對行業(yè)有直接作用的圖Valeo工作流 Valeo自身開發(fā)流程 用profile定義商業(yè)化工具為基礎的工具環(huán)境 DOORS Reqtify等SysCARS SystemCoreAnalysisforRobustnessandSafety SysCARS方法 整體思想以Valeo自身工作流為基礎 針對系統開發(fā)的不同階段 選取合適的分析圖形和工具 最終完成系統設計與開發(fā) 示范性項目從2012年開始 2014年完成 發(fā)動機和雨刷控制等系統 SysCARS方法 工作基礎與基本環(huán)境構建開發(fā)流程建立人員角色設定工具環(huán)境搭建SysML剪裁示范項目人員隨項目訓練 SysCARS方法 開發(fā)流程建立 SystemDevelopmentandValidationProcess混合動力車等新一代車型需求驅動聘行業(yè)標準專家等組成流程設計隊伍 SysCARS方法 人員角色設定根據系統級建模的理論指導完成 人員 開發(fā)活動 之間的映射關系標準規(guī)范咨詢專家需求分析工程師系統架構師產品經理測試人員 SysCARS方法 工具環(huán)境搭建盡可能實現自動化的需求分析和設計環(huán)境 并能與SysML本身相關工具無縫連接易用成本企業(yè)文化與習慣當前主流的SysML建模工具 例如EA等 基本都是以XMI為標準輸出結構 Artisan AtegoRhapsody IBM SysCARS方法 SysML剪裁DSL方案 DomainSpecificLanguage領域定制語言 保留SysML的核心內容 以此為基礎擴展工具以SysML幾個核心圖形為基礎 根據這些圖的特點 開發(fā)相應的工具來支撐SysML在Valeo公司內部的應用 SysCARS方法 示范項目不同產品線多個子系統進行了試驗發(fā)動機控制系統電控系統雨刮等輔助設備系統人員培訓系統建模和軟件建模的基礎內容SysCARS方法流程跟項目實習 SysCARS方法整體框架 涉眾需求文檔 系統需求文檔 系統設計文檔 定義涉眾需求 抽取涉眾需求定義系統邊界明確并描述環(huán)境用例明確操作模式建立涉眾需求與操作用例的相關元素的追蹤 抽取涉眾需求 抽取利益相關者設想的預期系統功能 而非功能實現細節(jié)注重任務級的性能需求抽取以支持后期的方案選擇原始需求存于特定文檔或數據庫需求分類 用戶相關 系統相關及組件相關 定義系統邊界 利用系統關聯圖 ContextDiagram 描述系統環(huán)境及與外部對象的交互以確定系統邊界明確系統生命周期從制造到回收的各個階段 為每個階段創(chuàng)建一個塊定義圖 BDD 明確與系統交互的外部元素及對應的交互關系 環(huán)境用例 從用戶角度看系統 環(huán)境用例圖描述了系統預期提供的服務在塊定義圖的基礎上對利益相關者的需求進行精化詢問塊定義圖中每一個actor 獲取他們希望系統提供的服務一個用例由一個外部事件觸發(fā) 最終返回一個結果給用戶 可細分為一組場景 Scenarios 場景可用順序圖表示 操作模式 Mode 一個模式可視為系統所處的一個狀態(tài)為環(huán)境用例中的場景建立模式狀態(tài)圖 包括所有狀態(tài)及狀態(tài)間的轉換關系模式狀態(tài)圖與用例圖的創(chuàng)建過程息息相關且交錯進行 原始需求與用例的追蹤 確保所有原始需求均被用例圖覆蓋將所有原始需求與用例聯系起來在鏈接信息基礎上進行可跟蹤性分析經典方法 審查建立追蹤矩陣 追蹤矩陣 階段性文檔生成 涉眾需求描述文檔 StakeholdersNeedsDocument SND 常見技術實現方式是根據設定好的模板 工具生成對應的Word文檔 至此第一階段任務完成 需求分析 描述系統與外界交互的接口生成系統級用例明確系統級操作的狀態(tài)系統需求追蹤性確認 系統與外界交互接口描述 分析外部元素與系統交互時產生的數據與控制流使用內部塊圖 InternalBlockDiagram 描述系統與外部交互的界面每個系統可能對應多個內部塊圖 以實現其與不同環(huán)境交互的描述為方便理解與管理 可用多個內部塊圖描述系統在同一環(huán)境下不同類別的界面 如機械界面 電子界面 數據處理總線等 系統級用例 將前面的環(huán)境用例精化為系統用例 明確系統需要實現的功能或服務沿用環(huán)境用例及順序圖作為初始的系統用例及順序圖 然后根據預期功能進行擴展將系統用例中場景內部產生的交互定義為事件 明確系統級操作狀態(tài) 利用狀態(tài)機 StateMachine 描述系統在系統場景中的預期行為該階段生成的狀態(tài)機不一定只是上一階段中模式狀態(tài)圖的精化結果 可能會有新的元素及結構系統級狀態(tài)圖的生成是一個迭代過程 與系統用例的生成過程交替執(zhí)行 系統需求追蹤確認 兩種追蹤性鏈接隱性鏈接 圖內組件之間關聯顯性鏈接 不同層次之間關聯系統間異構元素之間關聯 階段性文檔生成 系統需求文檔 SystemRequirementsDocument 至此第二階段任務完成 架構設計 識別各個功能模塊明確模塊與系統狀態(tài)的關系根據模塊設計物理架構完成模塊與物理設計之間的映射關系精化模塊和架構度量評估系統架構分析視角從黑盒向白盒的轉換 識別功能模塊 將前面的operation即系統的操作分解精化為具體功能模塊用活動圖描述功能之間的執(zhí)行關系DataflowControlflow 物理架構設計 在理解了系統模塊的基礎上設計物理硬件架構用塊定義圖描述功能之間的執(zhí)行關系知道有哪些系統功能 然后把需要的物理設備和硬件識別出來 物理架構內部設計 對物理架構進一步精化用內部塊定義圖描述物理組件之間關系內部場景的定義 功能與架構內部模塊的映射 用描述場景的方式描述模塊間關系活動圖狀態(tài)圖順序圖需要關注的是圖形直接的關聯 追蹤 度量與文檔導出 同一類圖形上下層之間關系不同類別的圖形之間的邏輯關聯關系矩陣等傳統技術 Artisan工具度量 涉及仿真等外部評估活動文檔導出 系統設計文檔 SystemDesignDocument SDD 組件需求文檔 ComponentNeedsDocument CND 工作流驅動的開發(fā)過程 SysML本身更側重于語言和描述 而前述過程是Valeo工作流驅動的 SysML工具目前過于復雜而不利于普通工程師自動化系統化引導工程人員 工作流驅動的開發(fā)過程 SysML本身更側重于語言和描述 而前述過程是Valeo工作流驅動的 SysML工具目前過于復雜而不利于普通工程師自動化系統