SysML汽车领域实践课件

SysCARS方法：SysML在汽车领域的应用实践,1,学习交流PPT,内容提要,问题背景SysCARS整体框架SysCARS关键技术评析,2,学习交流PPT,问题背景,逐渐浮现的问题新型软硬件技术促使标准的更新换代加快复杂度日趋上升用户体验要求上升产品快速迭代新型的汽车控制系统制造，面临定制化要求日益突出，用户需求频繁变更，产品迭代与升级加速等一系列问题。,3,学习交流PPT,问题背景,从方法学角度而言，汽车控制系统的生产需要满足如下要求：软硬件协同设计流程规范易懂开发方法能灵活适应变更生产与开发能满足定制化需求,4,学习交流PPT,问题背景,Valeo公司对问题的理解：开发流程需要完整的方法学指导方法学尽可能不与企业本身流程冲突SysML过于追求通用化而导致过于庞大的图库SysML本身缺乏特定的方法学生产与开发能满足定制化需求,5,学习交流PPT,SysCARS方法,整体思想SysML部分图形：选取对行业有直接作用的图Valeo工作流：Valeo自身开发流程，用profile定义商业化工具为基础的工具环境：DOORS，Reqtify等SysCARS(SystemCoreAnalysisforRobustnessandSafety),6,学习交流PPT,SysCARS方法,整体思想以Valeo自身工作流为基础，针对系统开发的不同阶段，选取合适的分析图形和工具，最终完成系统设计与开发。,示范性项目从2012年开始，2014年完成。发动机和雨刷控制等系统,7,学习交流PPT,SysCARS方法,工作基础与基本环境构建开发流程建立人员角色设定工具环境搭建SysML剪裁示范项目人员随项目训练,8,学习交流PPT,SysCARS方法,开发流程建立：SystemDevelopmentandValidationProcess混合动力车等新一代车型需求驱动聘行业标准专家等组成流程设计队伍,9,学习交流PPT,SysCARS方法,人员角色设定根据系统级建模的理论指导完成“人员开发活动”之间的映射关系标准规范咨询专家需求分析工程师系统架构师产品经理测试人员,10,学习交流PPT,SysCARS方法,工具环境搭建尽可能实现自动化的需求分析和设计环境，并能与SysML本身相关工具无缝连接易用成本企业文化与习惯当前主流的SysML建模工具，例如EA等，基本都是以XMI为标准输出结构。Artisan:AtegoRhapsody:IBM,11,学习交流PPT,SysCARS方法,SysML剪裁DSL方案（DomainSpecificLanguage领域定制语言）保留SysML的核心内容，以此为基础扩展工具以SysML几个核心图形为基础，根据这些图的特点，开发相应的工具来支撑SysML在Valeo公司内部的应用。,12,学习交流PPT,SysCARS方法,示范项目不同产品线多个子系统进行了试验发动机控制系统电控系统雨刮等辅助设备系统人员培训系统建模和软件建模的基础内容SysCARS方法流程跟项目实习,13,学习交流PPT,SysCARS方法整体框架,涉众需求文档,系统需求文档,系统设计文档,14,学习交流PPT,定义涉众需求,抽取涉众需求定义系统边界明确并描述环境用例明确操作模式建立涉众需求与操作用例的相关元素的追踪,15,学习交流PPT,抽取涉众需求,抽取利益相关者设想的预期系统功能，而非功能实现细节注重任务级的性能需求抽取以支持后期的方案选择原始需求存于特定文档或数据库需求分类：用户相关、系统相关及组件相关,16,学习交流PPT,定义系统边界,利用系统关联图（ContextDiagram）描述系统环境及与外部对象的交互以确定系统边界明确系统生命周期从制造到回收的各个阶段，为每个阶段创建一个块定义图（BDD）明确与系统交互的外部元素及对应的交互关系,17,学习交流PPT,18,学习交流PPT,环境用例：从用户角度看系统,环境用例图描述了系统预期提供的服务在块定义图的基础上对利益相关者的需求进行精化询问块定义图中每一个actor，获取他们希望系统提供的服务一个用例由一个外部事件触发，最终返回一个结果给用户，可细分为一组场景（Scenarios），场景可用顺序图表示。,19,学习交流PPT,20,学习交流PPT,操作模式（Mode）,一个模式可视为系统所处的一个状态为环境用例中的场景建立模式状态图，包括所有状态及状态间的转换关系模式状态图与用例图的创建过程息息相关且交错进行,21,学习交流PPT,22,学习交流PPT,原始需求与用例的追踪,确保所有原始需求均被用例图覆盖将所有原始需求与用例联系起来在链接信息基础上进行可跟踪性分析经典方法：审查建立追踪矩阵,23,学习交流PPT,24,学习交流PPT,追踪矩阵,25,学习交流PPT,阶段性文档生成：涉众需求描述文档（StakeholdersNeedsDocument，SND）常见技术实现方式是根据设定好的模板，工具生成对应的Word文档。至此第一阶段任务完成,26,学习交流PPT,需求分析,描述系统与外界交互的接口生成系统级用例明确系统级操作的状态系统需求追踪性确认,27,学习交流PPT,系统与外界交互接口描述,分析外部元素与系统交互时产生的数据与控制流使用内部块图（InternalBlockDiagram）描述系统与外部交互的界面每个系统可能对应多个内部块图，以实现其与不同环境交互的描述为方便理解与管理，可用多个内部块图描述系统在同一环境下不同类别的界面，如机械界面、电子界面、数据处理总线等,28,学习交流PPT,29,学习交流PPT,系统级用例,将前面的环境用例精化为系统用例，明确系统需要实现的功能或服务沿用环境用例及顺序图作为初始的系统用例及顺序图，然后根据预期功能进行扩展将系统用例中场景内部产生的交互定义为事件,30,学习交流PPT,31,学习交流PPT,明确系统级操作状态,利用状态机（StateMachine）描述系统在系统场景中的预期行为该阶段生成的状态机不一定只是上一阶段中模式状态图的精化结果，可能会有新的元素及结构系统级状态图的生成是一个迭代过程，与系统用例的生成过程交替执行,32,学习交流PPT,33,学习交流PPT,系统需求追踪确认,两种追踪性链接隐性链接：图内组件之间关联显性链接：不同层次之间关联系统间异构元素之间关联,34,学习交流PPT,35,学习交流PPT,36,学习交流PPT,阶段性文档生成：系统需求文档（SystemRequirementsDocument）至此第二阶段任务完成,37,学习交流PPT,架构设计,识别各个功能模块明确模块与系统状态的关系根据模块设计物理架构完成模块与物理设计之间的映射关系精化模块和架构度量评估系统架构分析视角从黑盒向白盒的转换,38,学习交流PPT,识别功能模块,将前面的operation即系统的操作分解精化为具体功能模块用活动图描述功能之间的执行关系DataflowControlflow,39,学习交流PPT,40,学习交流PPT,物理架构设计,在理解了系统模块的基础上设计物理硬件架构用块定义图描述功能之间的执行关系知道有哪些系统功能，然后把需要的物理设备和硬件识别出来。,41,学习交流PPT,42,学习交流PPT,物理架构内部设计,对物理架构进一步精化用内部块定义图描述物理组件之间关系内部场景的定义,43,学习交流PPT,44,学习交流PPT,功能与架构内部模块的映射,用描述场景的方式描述模块间关系活动图状态图顺序图需要关注的是图形直接的关联,45,学习交流PPT,追踪、度量与文档导出,同一类图形上下层之间关系不同类别的图形之间的逻辑关联关系矩阵等传统技术，Artisan工具度量：涉及仿真等外部评估活动文档导出：系统设计文档（SystemDesignDocument,SDD）组件需求文档（ComponentNeedsDocument，CND）,46,学习交流PPT,工作流驱动的开发过程,SysML本身更侧重于语言和描述，而前述过程是Valeo工作流驱动的。SysML工具目前过于复杂而不利于普通工程师自动化系统化引导工程人员,47,学习交流PPT,工作流驱动的开发过程,SysML本身更侧重于语言和描述，而前述过程是Valeo工作流驱动的。SysML工具目前过于复杂而不利于普通工程师自动化系统化引导工程人员,48,学习交流PPT,49,学习交流PPT,工作流驱动的开发过程,步骤控制与引导图形的建立文档的导出支