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模型中心—MBSE的基础设施
 
作者:俎涛(火龙果软件工程)
  1503  次浏览      47 次
2021-4-19
 

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

  • 模型中心需要从客户端到服务端的完整工具支持。建模工具EA因为其强大功能和全周期的建模规范支持,已经成为事实上的MBSE建模必备工具。基于建模工具EA构建的模型中心包括如下三部分:

  • 建模工具EA,支持建模规范Sys ML、UML、UPDM、Arhimate、BPMN、IFML、DataModel…
  • 模型跟踪管理工具iSpace,可以基于模型生成跟踪图和跟踪表,进行跟踪分析与管理。
  • 模型浏览与评审工具WebEA,可以通过web页面浏览模型,对模型进行评价。
  • 模型中心的工具部署方案如下图所示:


    5.模型中心的工作场景

    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


    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
  • 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,iSpace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。


    使用iSpace进行模型跟踪的具体方法如下:


    用户使用iSpace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。
  • 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。


    使用web EA进行模型浏览和数据管理的具体方法如下:


    Web EA具体使用方法如下:

  • 为不同的用户配置可以浏览的模型包权限。
  • 用户对模型库中的元素类型、元素状态、变更进行统计。
  • 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让模型的访问不需要专业性很浅的工具,这就让很多人都可以成为模型的用户。WebEA支持的典型工作场景如下:

    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。
  • 如下是火龙果提供的模型中心的模型样例:

         BPMN工作流模型

         BPMN工作流模型

    后续请继续关注我们,有更多文章,视频可供大家参考.

    下载pdf版:《模型中心—MBSE的基础设施》

    如果您希望了解更多信息:

    • 欢迎访问建模者频道 http://modeler.org.cn/
    • 也欢迎直接联系我们 zhgx@uml.net.cn ,010-62670969

    本文使用的建模工具为EA,可以下载试用版http://tool.uml.com.cn/ToolsEA/download.asp

     

    后记

    希望您读了此文后有所受益。

    如果您有经验乐于分享,欢迎投稿给我们。

    如果您对我们的培训、咨询和工具感兴趣:

    课程:
  • 基于UML和EA进行分析设计
  • MBSE(基于模型的系统工程)  
  • 基于模型的需求管理)方法与实践
  • 基于SysML和EA进行系统设计与建模  
  • 企业架构建模
  • 系统架构建模方法与案例
  • 领域驱动的建模与设计
  • 基于模型的设计
  • 业务建模与业务分析
  • 基于模型的设计

  • MBSE工具链 :
  • 建模工具:EA
  • MBSE平台:iSpace
  • 模型共享:WebEA
  • 文档生成:DocGenerator
  • 模型仿真:Simulator
  • 质量管理:inspector

  • 咨询方案:
  • MBSE(基于模型的系统工程)
  • 基于UML的模型驱动的开发
  • 基于Sys ML进行系统分析设计
  • 基于模型进行系统分析设计
  • 欢迎联系我们: 俎涛 Zutao@uml.net.cn

       
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