機(jī)載系統(tǒng)設(shè)計(jì)與模型驗(yàn)證一體化平臺(tái)技術(shù)規(guī)范

1T/CASMEXXXX—XXXX機(jī)載系統(tǒng)設(shè)計(jì)與模型驗(yàn)證一體化平臺(tái)技術(shù)規(guī)范本文件規(guī)定機(jī)載系統(tǒng)設(shè)計(jì)與模型驗(yàn)證一體化平臺(tái)的通用要求、平臺(tái)架構(gòu)、抽象層次、驗(yàn)證與仿真執(zhí)行、平臺(tái)模塊功能以及質(zhì)量控制的要求。本文件適用于機(jī)載系統(tǒng)設(shè)計(jì)與模型驗(yàn)證一體化平臺(tái)的設(shè)計(jì)、建設(shè)與質(zhì)量驗(yàn)證。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T25000.10系統(tǒng)與軟件工程系統(tǒng)與軟件質(zhì)量要求和評(píng)價(jià)（SQuaRE）第10部分：系統(tǒng)與軟件質(zhì)量模型GB/T25000.51系統(tǒng)與軟件工程系統(tǒng)與軟件質(zhì)量要求和評(píng)價(jià)（SQuaRE）第51部分：就緒可用軟件產(chǎn)品（RUSP）的質(zhì)量要求和測(cè)試細(xì)則3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1機(jī)載系統(tǒng)設(shè)計(jì)與模型驗(yàn)證一體化平臺(tái)integratedplatformforairbornesystemdesignandmodelverification采用面向?qū)ο罄碚摵汀胺?wù)化”思想對(duì)航電任務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行多層抽象，利用擴(kuò)展的UML/SysML模型語(yǔ)言構(gòu)建的航電系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易化、模塊化模型設(shè)計(jì)的全新服務(wù)流程視圖，以Petri網(wǎng)為模型基礎(chǔ)，支持航電任務(wù)場(chǎng)景的精準(zhǔn)模型設(shè)計(jì)和仿真執(zhí)行驗(yàn)證的平臺(tái)。3.2Petri網(wǎng)petrinet一種適合于航電系統(tǒng)描述和具備嚴(yán)謹(jǐn)推理的數(shù)學(xué)模型，能有效支持離散、連續(xù)、周期、條件執(zhí)行、事件通知、自驅(qū)和多速率（時(shí)序）等航電任務(wù)場(chǎng)景的建模和仿真。3.3面向?qū)ο罄碚搊bject-orientedtheory一種基于對(duì)象的軟件開(kāi)發(fā)方法，將問(wèn)題看作一些個(gè)體對(duì)象的集合，這些對(duì)象通過(guò)相互發(fā)送消息來(lái)協(xié)作完成任務(wù)。4平臺(tái)設(shè)計(jì)與模型驗(yàn)證通用要求4.1模塊化設(shè)計(jì)平臺(tái)設(shè)計(jì)應(yīng)該采用模塊化設(shè)計(jì)思想，將系統(tǒng)功能劃分為不同的模塊，每個(gè)模塊負(fù)責(zé)特定的任務(wù)。模塊之間應(yīng)當(dāng)進(jìn)行清晰的接口定義，以便實(shí)現(xiàn)模塊之間的協(xié)作與信息傳遞。4.2服務(wù)化建模平臺(tái)設(shè)計(jì)應(yīng)支持將航電機(jī)載任務(wù)系統(tǒng)的功能劃分為服務(wù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)和復(fù)用。通過(guò)服務(wù)化建模，可以提高系統(tǒng)的靈活性和可維護(hù)性，同時(shí)促進(jìn)系統(tǒng)功能的復(fù)用。4.3UML/SysML模型語(yǔ)言2T/CASMEXXXX—XXXX平臺(tái)設(shè)計(jì)應(yīng)采用擴(kuò)展的UML/SysML模型語(yǔ)言，以簡(jiǎn)化航電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程。使模型語(yǔ)言應(yīng)能夠有效描述機(jī)械系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊。4.4Petri網(wǎng)模型基礎(chǔ)平臺(tái)設(shè)計(jì)應(yīng)以Petri網(wǎng)為模型基礎(chǔ)，利用其作為數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的系統(tǒng)描述和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评怼?.5精準(zhǔn)模型設(shè)計(jì)平臺(tái)設(shè)計(jì)應(yīng)基于面向?qū)ο罄碚?，支持用?hù)進(jìn)行精準(zhǔn)的模型設(shè)計(jì)，確保系統(tǒng)的正確性、性能和安全性。模型設(shè)計(jì)工具應(yīng)提供豐富的建模功能，幫助用戶(hù)快速創(chuàng)建準(zhǔn)確的系統(tǒng)模型。4.6仿真執(zhí)行驗(yàn)證平臺(tái)設(shè)計(jì)應(yīng)提供仿真執(zhí)行驗(yàn)證工具，用于驗(yàn)證機(jī)載系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。通過(guò)仿真執(zhí)行驗(yàn)證，檢驗(yàn)系統(tǒng)在不同場(chǎng)景下的行為，確保系統(tǒng)能夠按照預(yù)期運(yùn)行。4.7數(shù)據(jù)流程與管理平臺(tái)設(shè)計(jì)應(yīng)包括數(shù)據(jù)流程與管理模塊，負(fù)責(zé)管理平臺(tái)數(shù)據(jù)的流程與管理。應(yīng)包括項(xiàng)目管理、模型文件管理和仿真結(jié)果管理等功能，以確保數(shù)據(jù)的完整性和安全性。5平臺(tái)架構(gòu)5.1技術(shù)框架技術(shù)框架是機(jī)載系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施，用于支持系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)和運(yùn)行，應(yīng)包括：——擴(kuò)展的UML/SysML模型語(yǔ)言：基于UML/SysML的部分?jǐn)U展，以滿(mǎn)足機(jī)載系統(tǒng)的建模需求?！狿etri網(wǎng)：作為數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)，用于描述離散、連續(xù)、周期、條件執(zhí)行、事件通知、自驅(qū)和多速率等航電任務(wù)場(chǎng)景?！Ｐ驮O(shè)計(jì)與驗(yàn)證工具：提供創(chuàng)建項(xiàng)目、活動(dòng)圖創(chuàng)建、服務(wù)化建模等功能，支持機(jī)載系統(tǒng)的建模與驗(yàn)證?！抡鎴?zhí)行驗(yàn)證工具：用于執(zhí)行航電系統(tǒng)的模型設(shè)計(jì)，并進(jìn)行仿真驗(yàn)證，確保系統(tǒng)的正確性和可靠性。5.2系統(tǒng)組成模塊機(jī)載系統(tǒng)由多個(gè)組成模塊構(gòu)成，每個(gè)模塊負(fù)責(zé)特定的功能。主要的系統(tǒng)組成模塊應(yīng)包括：——建模模塊：提供創(chuàng)建項(xiàng)目、活動(dòng)圖創(chuàng)建等功能，支持用戶(hù)進(jìn)行系統(tǒng)的建模與設(shè)計(jì)?！?yàn)證模塊：包含模型設(shè)計(jì)與驗(yàn)證工具和仿真執(zhí)行驗(yàn)證工具，用于驗(yàn)證機(jī)載系統(tǒng)的正確性、性能和安全性?！?wù)化模塊：支持將航電機(jī)載任務(wù)系統(tǒng)的功能劃分為服務(wù)，進(jìn)行系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)和復(fù)用?！獢?shù)據(jù)管理模塊：負(fù)責(zé)管理平臺(tái)數(shù)據(jù)的流程與管理，包括項(xiàng)目管理、模型文件管理、仿真結(jié)果管理等功能。5.3交互與通信機(jī)制機(jī)載系統(tǒng)通過(guò)交互與通信機(jī)制實(shí)現(xiàn)不同模塊之間的協(xié)作與信息傳遞。該機(jī)制應(yīng)包括：——接口定義：定義模塊之間的接口規(guī)范，確保模塊之間的有效交互和信息傳遞?！獢?shù)據(jù)傳輸：通過(guò)合適的數(shù)據(jù)傳輸方式（如共享內(nèi)存、消息隊(duì)列、網(wǎng)絡(luò)通信）實(shí)現(xiàn)模塊之間的數(shù)據(jù)交換?！录ㄖ寒?dāng)系統(tǒng)中的某些事件發(fā)生時(shí)，通過(guò)事件通知機(jī)制將相關(guān)信息發(fā)送給相應(yīng)的模塊，以觸發(fā)相應(yīng)的處理過(guò)程。5.4數(shù)據(jù)流程與管理數(shù)據(jù)流程與管理模塊負(fù)責(zé)管理平臺(tái)數(shù)據(jù)的流程與管理，具體應(yīng)包括：3T/CASMEXXXX—XXXX——項(xiàng)目管理：提供創(chuàng)建、打開(kāi)、保存和關(guān)閉項(xiàng)目的功能，管理項(xiàng)目文件結(jié)構(gòu)，確保項(xiàng)目數(shù)據(jù)的完整性和安全性。——模型文件管理：負(fù)責(zé)模型文件的管理，包括創(chuàng)建、編輯、保存和刪除模型文件，便于用戶(hù)對(duì)模型進(jìn)行管理和維護(hù)?！抡娼Y(jié)果管理：管理仿真執(zhí)行過(guò)程中產(chǎn)生的結(jié)果數(shù)據(jù)，包括保存、查詢(xún)和分析仿真結(jié)果，為用戶(hù)提供方便的結(jié)果管理和查看方式。6抽象層次6.1抽象層次劃分6.2根據(jù)航電任務(wù)系統(tǒng)的需求和復(fù)雜度，合理劃分不同的抽象層次。6.3每個(gè)抽象層次之間應(yīng)當(dāng)有清晰的接口和關(guān)聯(lián)，確保系統(tǒng)整體的一致性和完整性。6.4劃分抽象層次時(shí)應(yīng)考慮未來(lái)系統(tǒng)擴(kuò)展和變化的可能性，保證系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。6.5每層抽象的功能與關(guān)鍵特性6.6對(duì)每個(gè)抽象層次明確其功能和關(guān)鍵特性，確保每個(gè)層次的獨(dú)立性和完整性。6.7每個(gè)抽象層次應(yīng)明確定義的輸入和輸出，以及對(duì)外部環(huán)境的依賴(lài)和約束。6.8抽象層次之間的數(shù)據(jù)流和交互關(guān)系應(yīng)符合系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整體邏輯和需求。6.9抽象層次對(duì)應(yīng)的模型設(shè)計(jì)要求6.10應(yīng)根據(jù)每個(gè)抽象層次的功能和特性，設(shè)計(jì)相應(yīng)的模型表示其結(jié)構(gòu)和行為。6.11模型設(shè)計(jì)應(yīng)符合UML/SysML建模語(yǔ)言的規(guī)范，且清晰地表達(dá)每個(gè)抽象層次的關(guān)鍵信息。6.12模型設(shè)計(jì)要求應(yīng)當(dāng)包括模型元素的定義、關(guān)系的描述、行為的約束等方面。7驗(yàn)證與仿真執(zhí)行7.1驗(yàn)證方法7.1.1確定適合系統(tǒng)模型驗(yàn)證的方法和技術(shù)，應(yīng)包括形式化驗(yàn)證、模擬驗(yàn)證、測(cè)試驗(yàn)證等方法。7.1.2驗(yàn)證方法應(yīng)符合機(jī)載系統(tǒng)的特點(diǎn)和需求，確保驗(yàn)證結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。7.1.3針對(duì)不同類(lèi)型的系統(tǒng)模型，探索并應(yīng)用多種驗(yàn)證方法相結(jié)合的方式，提高驗(yàn)證效率和全面性。7.2模型驗(yàn)證流程7.2.1模型的建立應(yīng)符合GB/T25000.10的規(guī)定。7.2.2制定系統(tǒng)模型驗(yàn)證的詳細(xì)流程和步驟，包括驗(yàn)證計(jì)劃制定、驗(yàn)證數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、驗(yàn)證執(zhí)行和結(jié)果分析等。7.2.3確保驗(yàn)證流程中每個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量和可追溯性，及時(shí)記錄驗(yàn)證過(guò)程和結(jié)果，便于問(wèn)題排查和改進(jìn)。7.2.4結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目情況和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，不斷優(yōu)化驗(yàn)證流程，提高驗(yàn)證效率和質(zhì)量。7.3仿真執(zhí)行環(huán)境搭建7.3.1設(shè)計(jì)和搭建適合機(jī)載系統(tǒng)模型仿真執(zhí)行的環(huán)境，包括硬件平臺(tái)、軟件工具、仿真數(shù)據(jù)等。7.3.2確保仿真環(huán)境的穩(wěn)定性和可靠性，符合系統(tǒng)模型的要求，能夠有效支持仿真執(zhí)行和結(jié)果分析。7.3.3定期檢查和維護(hù)仿真執(zhí)行環(huán)境，確保其正常運(yùn)行和性能優(yōu)化，滿(mǎn)足系統(tǒng)模型驗(yàn)證的需求。7.4驗(yàn)證結(jié)果分析與評(píng)估7.4.1對(duì)驗(yàn)證結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)的分析和評(píng)估，包括驗(yàn)證覆蓋率、錯(cuò)誤檢測(cè)率、性能指標(biāo)等方面。7.4.2根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果的分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決系統(tǒng)模型中存在的問(wèn)題和缺陷，確保系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性和穩(wěn)定性。7.4.3結(jié)合驗(yàn)證結(jié)果評(píng)估，不斷改進(jìn)驗(yàn)證方法和流程，提高系統(tǒng)模型驗(yàn)證的效率和質(zhì)量。8平臺(tái)功能模塊4T/CASMEXXXX—XXXX8.1創(chuàng)建項(xiàng)目功能8.1.1提供創(chuàng)建項(xiàng)目的功能，包括輸入項(xiàng)目名稱(chēng)、描述等信息，并進(jìn)行項(xiàng)目初始化。8.1.2對(duì)輸入的項(xiàng)目信息進(jìn)行合法性校驗(yàn)，確保項(xiàng)目信息的準(zhǔn)確性和完整性。8.1.3自動(dòng)生成項(xiàng)目文件夾結(jié)構(gòu)和配置文件，方便后續(xù)的項(xiàng)目管理和開(kāi)發(fā)工作。8.2活動(dòng)圖創(chuàng)建功能8.2.1提供活動(dòng)圖創(chuàng)建工具，支持用戶(hù)通過(guò)圖形化界面創(chuàng)建活動(dòng)圖。8.2.2提供豐富的活動(dòng)圖元素和連接線(xiàn)類(lèi)型，滿(mǎn)足不同業(yè)務(wù)需求。8.2.3支持活動(dòng)圖的編輯、保存和導(dǎo)出功能，方便用戶(hù)進(jìn)行協(xié)作和共享。8.3服務(wù)化建模功能8.3.1提供服務(wù)化建模工具，支持用戶(hù)定義服務(wù)接口和數(shù)據(jù)模型。8.3.2支持通過(guò)圖形化界面進(jìn)行服務(wù)接口和數(shù)據(jù)模型的設(shè)計(jì)和編輯。服務(wù)化建模過(guò)程可參見(jiàn)附錄A。8.3.3自動(dòng)生成相關(guān)代碼和配置文件，提高開(kāi)發(fā)效率和一致性。8.4模型設(shè)計(jì)功能8.4.1提供模型設(shè)計(jì)工具，支持用戶(hù)進(jìn)行系統(tǒng)模型和數(shù)據(jù)模型的設(shè)計(jì)。8.4.2支持通過(guò)圖形化界面進(jìn)行模型的創(chuàng)建、編輯和關(guān)聯(lián)。8.4.3自動(dòng)生成相關(guān)文檔和代碼，方便后續(xù)的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和維護(hù)工作。8.5仿真功能8.5.1提供系統(tǒng)仿真工具，支持用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)模型進(jìn)行仿真和測(cè)試。利用仿真工具8.5.2支持設(shè)置仿真參數(shù)、運(yùn)行仿真和結(jié)果分析等功能。8.5.3生成仿真報(bào)告和結(jié)果，幫助用戶(hù)評(píng)估系統(tǒng)性能和優(yōu)化設(shè)計(jì)。8.6服務(wù)化功能8.6.1提供將系統(tǒng)功能和服務(wù)進(jìn)行服務(wù)化的功能。8.6.2支持將系統(tǒng)模塊封裝成獨(dú)立的服務(wù)，并提供服務(wù)注冊(cè)和發(fā)現(xiàn)機(jī)制。8.6.3支持服務(wù)間的通信和協(xié)作，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的分布式和可擴(kuò)展性。9質(zhì)量控制9.1設(shè)計(jì)審查9.1.1進(jìn)行設(shè)計(jì)審查，對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)文檔和相關(guān)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行評(píng)審。9.1.2確保設(shè)計(jì)符合系統(tǒng)需求和規(guī)范，滿(mǎn)足可擴(kuò)展性、可維護(hù)性等要求。9.1.3發(fā)現(xiàn)并修復(fù)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題和缺陷，提出改進(jìn)意見(jiàn)和建議。9.2驗(yàn)證與確認(rèn)9.2.1應(yīng)依據(jù)GB/T25000.50建立測(cè)試細(xì)則并驗(yàn)證平臺(tái)質(zhì)量。9.2.2進(jìn)行功能驗(yàn)證和確認(rèn)，確保系統(tǒng)功能符合用戶(hù)需求和規(guī)范要求。9.2.3設(shè)計(jì)合適的測(cè)試用例，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面的功能測(cè)試和性能測(cè)試。9.2.4驗(yàn)證測(cè)試結(jié)果，發(fā)現(xiàn)并修復(fù)系統(tǒng)中的缺陷和問(wèn)題，確保系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性。9.3風(fēng)險(xiǎn)管理9.3.1進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析和評(píng)估，識(shí)別系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和運(yùn)維過(guò)程中的潛在風(fēng)險(xiǎn)。9.3.2制定相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)管理計(jì)劃，包括風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、風(fēng)險(xiǎn)控制和風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施。9.3.3監(jiān)控和跟蹤風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)施情況，并及時(shí)采取相應(yīng)的措施來(lái)降低風(fēng)險(xiǎn)影響。9.4驗(yàn)證文檔9.4.1編寫(xiě)詳細(xì)的驗(yàn)證文檔，包括測(cè)試計(jì)劃、測(cè)試用例、測(cè)試結(jié)果等內(nèi)容。5T/CASMEXXXX—XXXX9.4.2確保驗(yàn)證文檔覆蓋了所有需驗(yàn)證的功能和場(chǎng)景，保證測(cè)試的全面性和有效性。9.4.3驗(yàn)證文檔需要經(jīng)過(guò)審查和批準(zhǔn)，確保測(cè)試工作符合規(guī)范和質(zhì)量要求。9.5變更控制9.5.1建立變更控制流程，包括變更申請(qǐng)、評(píng)審、批準(zhǔn)、實(shí)施和驗(yàn)證等環(huán)節(jié)。9.5.2每項(xiàng)變更都需要有明確的變更單，記錄變更的內(nèi)容、原因和影響分析。9.5.3變更控制需要嚴(yán)格執(zhí)行，確保系統(tǒng)變更的安全性和穩(wěn)定性。6T/CASMEXXXX—XXXX（資料性）服務(wù)化建模A.1導(dǎo)入服務(wù)化文件導(dǎo)入服務(wù)化文件包括如下程序：a)在線(xiàn)獲取服務(wù)化描述文件；1)先配置好在線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)索貝API的地址、賬號(hào)、密碼；2)<Model>NewModel/導(dǎo)入模型/通過(guò)索貝API導(dǎo)入（機(jī)型與版本），選擇機(jī)型版本，點(diǎn)擊Import即可。導(dǎo)入模型過(guò)程如圖A.1所示。b)導(dǎo)入成功后，彈窗展示數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)；圖A.1導(dǎo)入模型過(guò)程A.2進(jìn)行服務(wù)化建模A.2.1創(chuàng)建FunctionUnitPartition（功能單元頂層泳道）結(jié)構(gòu)樹(shù)直接點(diǎn)擊FunctionUnit，將其拖入畫(huà)布指定位置，即創(chuàng)建泳道完成。創(chuàng)建過(guò)程如圖A.2所示。A.2.2創(chuàng)建FunctionUnitPartition的子泳道（服務(wù)泳道）A.2.2.1結(jié)構(gòu)樹(shù)直接點(diǎn)擊service，將其拖入泳道空白處，即創(chuàng)建子泳道完成。A.2.2.2如想繼續(xù)添加子泳道，則從結(jié)構(gòu)樹(shù)，選