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2.5 领域特定语言——本体

上一节详细讨论了口语,尤其是SysML作为口语的使用。本节将讨论通用语言的另一半——领域特定语言,用建模术语来说就是“本体”。

本节将讨论本体的重要性并展示本体视图,这些视图会在本书中不断使用。

2.5.1 理解本体——MBSE的基石

本体是MBSE中最重要的构造,因为它为模型提供了基础内容。本体几乎应用于MBSE的方方面面,包括:

❍领域特定语言: 成功的系统工程必须定义主要概念及相关术语,如第1章所述。本体是领域特定语言的可视化。

❍观点结构和内容的基础: 模型由许多视图组成,通过定义每个视图结构和内容的模板或观点来确保视图的一致性和严谨性。观点使用本体的子集来识别和定义视图中那些可以被可视化的内容。

❍模型一致性的基础: 模型必须是一致的,否则它就只是图片的随机集合,而不是一致的视图集。必须通过口语(SysML)和领域特定语言(本体)来实现这种一致性。本体元素之间的关系提供了一致性路径,这些路径确保了模型的正确性。

❍可追溯性的基础: 作为系统工程方法的一部分所产生的任何工件都可以在模型中向后(称为 可追溯 )或向前(称为 影响 )进行追踪,这点至关重要。它确保了当在项目中的任意一点上对模型任意部分进行任何更改时,可以方便快捷地确定模型其他哪些部分可能会受到影响。

因此,本体是MBSE的重要组成部分,正确理解本体非常重要。下一小节将介绍本书中使用和构建的本体。

2.5.2 可视化本体

第1章介绍了领域特定语言,并使用许多简单的图展示了概念之间是如何相互关联的。

现在可以使用本章介绍的SysML符号来定义本体了。这比在第1章和本章开始时所使用的图更精确,也更有意义。

即将构建的本体会被用于本书的其余部分。它也被称为 MBSE本体 ,并基于MBSE社区广泛使用的MBSE本体最佳实践(Holt & Perry,2014)。

为了便于阅读,MBSE本体被分解为四个图。图2.26是第一个图。

图2.26 MBSE本体——系统工程

图2.26展示了关注于系统工程的MBSE本体。

此图可以这样理解:

系统工程实现成功的系统。阻碍系统工程的三大“弊端”是 理解 沟通 复杂性 。MBSE是一种系统工程,可以通过模型来减轻这些弊端。

每个系统都展现出复杂性,复杂性有两种类型: 固有复杂性 偶发复杂性

许多干系人都对系统感兴趣,他们通过 通用语言 相互交流。通用语言有 口语 领域特定语言 两个方面。

图2.27通过考虑系统工程的实现进行了扩展。

图2.27 MBSE本体——实现系统工程

图2.27展示了关注于实现系统工程的MBSE本体。

此图可以这样理解:

系统工程由 人员 流程 工具 组成。流程驱动了工具,也实现了许多能力。能力描述了组成 组织 组织单元 的能力。

很多人为不同的组织单元工作,并且人员可以担任任意数量的干系人角色。技能描述了人员的能力。

图2.28考虑了系统的性质。

图2.28展示了关注于实现系统结构的MBSE本体。此图可以这样理解:

系统有两种类型——赋能系统和相关系统,每种系统都拥有一些系统元素,也可能由一些不属于该系统的系统元素组成。

图2.28 MBSE本体——系统结构

系统元素分为三种类型:

❍子系统 ,由若干个它拥有的组件集组成,也可以由若干个它不拥有的组件集组成。

❍组件集 ,由它所拥有的若干组件组成,也可以由它所不拥有的若干组件组成。

❍组件 ,这是系统元素的最低级别。

干系人对系统感兴趣,并且分为三类:客户、供应商和外部角色。干系人之间也相互沟通。

图2.29通过扩展与系统相关的其他概念来展示系统。

图2.29 MBSE本体——其他系统概念

图2.29展示的MBSE本体重点是之前在第1章中介绍的其他系统概念。此图可以这样理解:

功能特性描述了系统,许多边界定义了系统的范围。

需求描述了系统的目的,约束是一种特殊的需求,限制了系统的实现。

请注意,构成本体每个图的描述是如何从图转化出来的。这就是所有好模型的描述方式。 wtuwohU7sUhhlRLpll30PUCcSvTYYU2KzwMIGdDirIBUlaG9YumZQvYbZoMVqRx4

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