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UAF模型指南(建模工具EA)
 
 
作者:张贵显、俎涛(火龙果软件工程)
 
  4893  次浏览      18 次
2023-7-27

1、什么是 UAF

UAF 的全称是 Unified Architecture Framework ,由 OMG 发布,目的是统一 DoDAF (美国国防部架构框架)、 MoDAF (英国国防部架构框架)、 NAF (北约架构框架)的架构建模。 UAF 可帮助商业公司,联邦政府机构和国防组织开发架构模型。 UAF 的应用场景包括 : 企业任务架构、系统的系统( SoS )和网络物理系统工程的各种用例。 UAF 对企业数字化转型工作相关建模的也很有用。

UAF 模型通过一组预定义的观点,从一组利益相关者的关注点 ( 如安全或信息 ) 描述一个系统。开发的模型也可以反映自定义的视点。用户也可以为新的观点开发更正式的扩展。

2 、 UAF 用途

UAF 架构模型提供了一种方法来了解复杂系统以及组织、系统和系统之间存在的关系,并能够分析这些系统以确保它们满足用户的期望。

UAF 可以创建如下模型 : 战略能力、作战场景、服务、资源、人员、安全、项目、标准、措施和需求 ; 它通过关注点和抽象的分离来支持最佳实践。此外, UAF 还支持对相关架构概念进行建模,如 :

•  体系 (SoS)

•  符合国家信息交换模型 (NIEM) 的信息交换

•  国防部的条令、组织、训练、装备、领导力和教育、人员和设施 (DOTMLPF)

•  英国国防部发展路线 (DLOD) 要素

•  人机界面 (HCl)

此外, UAF 符合 ISO/IEC/IEEE 42010 架构描述标准中定义的术语,例如术语 : 架构、架构描述 (AD) 、架构框架、架构视图、架构视角、关注点、环境、模型类型、利益攸关者。

3 、 UAF 有什么

UAF 最新规范是 UAF v1.2 规范, UAF 框架在描述上借鉴了 Zachman 框架表示形式,如下图:

网格是一种显示各种视角(在文档的其余部分中称为视图规范)如何对应于描述视图规范的域(水平行)和模型类型(列)的方式。 网格的目的不是要完整,而是要捕获框架中存在的有助于 UAF 的信息,因此,一些空缺是显而易见的。

图 UAF 网格

注:

行:表示与利益干系人关注点相关的视点,称为领域( Domain )

列:描述架构的形式,称为方面 (Aspect)

行和列交叉点的单元格 : 描述架构的一个视点的一个模型。

视点的定义简要说明

视点 缩略词 描述
架构管理 Am 识别开发适合其目的的合适架构所需的元数据和视图。
战略 St 能力管理流程。描述能力分类、组合、依赖和演化。
操作 Op 说明企业的逻辑架构。描述支持(展示)能力所需的要求、操作行为、结构和交换。以独立于实现 / 解决方案的方式定义所有操作元素。
服务 Sv

面向服务的视图 (SOV) 是对直接支持运行域(如运行视图中所述)所需的服务的描述。 MODAF 中服务: 在最广泛的意义上被理解为一个工作单元,提供者通过它向消费者提供有用的结果。 DoDAF 中服务:服务视点中的服务视图描述了基于服务的解决方案的设计,以支持联合能力领域内的作战开发流程( JCIDS )和国防采办系统或能力开发。

人力 Ps 定义和探索组织资源类型。显示组织资源类型的分类以及随时间的连接、交互和增长。
资源 Rs 捕获由资源组成的解决方案架构,例如组织、软件、工件、能力配置和实现运营需求的自然资源。资源的进一步设计通常在 SysML 或 UML 中详细说明。
安全 Sc 安全资产和安全区域。定义安全资产和资产所有者的层次结构、安全约束(政策、法律和指南)以及它们所在的详细信息(安全飞地)。
项目 Pj 描述项目和项目里程碑、这些项目如何交付功能、为项目做出贡献的组织以及项目之间的依赖关系。
标准 Sd MODAF :技术标准视图是从核心 DoDAF 视图扩展而来的,包括非技术标准,例如作战条令、行业流程标准等。
DoDAF :标准视点中的标准视图是一组规则,用于管理解决方案部分或元素的排列、交互和相互依赖。
实际资源 Ar 对实际资源配置的分析,例如对不同备选方案的评估、假设分析、权衡取舍、 V&V 。说明预期或已实现的实际资源配置。

方面的定义简要说明

方面

缩略词

描述

动机 Mv 捕获与企业转型工作和不同类型的需求(例如运营、服务、人员、资源或安全控制)相关的激励因素,例如挑战、机遇和关注点。
分类 Tx 将所有元素呈现为独立结构。将所有元素呈现为专业化层次结构,为每个元素提供文本定义并引用元素的来源
结构 Sr 描述将结构元素(例如逻辑执行者、系统、项目等)分解为较小的部分
连接 Cn 描述不同元素之间的连接、关系和交互。
流程 Pr 捕获基于活动的行为和流程。它描述了活动、它们的输入 / 输出、活动动作和它们之间的流程。
状态 St 捕获元素的基于状态的行为。它是结构元素状态以及它如何响应各种事件和动作的图形表示。
序列 Sq 表示作为特定场景的结果的按时间排序的交换检查。作为特定场景的结果,按时间顺序检查参与元素之间的交换。
信息 If 解决关于运营、服务和资源架构的信息视角。允许分析架构的信息和数据定义方面,而无需考虑实现特定的问题。
约束 Ct 详细说明设置性能要求约束能力的度量。还定义了管理行为和结构的规则。
路线图 Rm 解决架构中的元素如何随时间变化。
跟踪 Tr 描述架构中元素之间的映射。这可以在域内以及域之间的不同观点之间。它也可以介于结构和行为之间。

4 、 EA 对 UAF 的支持有什么

在 EA 中可以创建 UAF 模型

如下是 UAF 的几种模型图

我们还提供的 UAF 的模型框架,可以快速创建 UAF 模型。包括 UAF 建模指南、模型模板和模型样例。

5.以民用海上搜救( SAR )创建 UAF 模型

以民用海上搜救为例进行 UAF 模型 , 下图显示了该模型的包结构。它反映了 UAF 的主要领域:

接下来我们分别介绍一下

5 、1 架构管理

利益相关者:企业架构师、关注架构的人、技术经理。

关注点:捕获与整个架构相关的元数据。

定义:提供与整个架构相关的信息。提供支持信息,而不是体系架构模型

Architecture Management::Motivation

确定在架构开发和评估中使用的相关架构原则和其他指南

下图显示了在 SAR 架构 开发中使用的原则。

Architecture Management::Traceability

它显示对操作、服务和资源体系结构、资产库、遗留体系结构和外部源 ( 例如文档 ) 的引用。

下图描述了 架构描述与操作、服务和资源架构之间的可追溯性:

5 、 2 总结和概述( Sm-Ov )

利益相关者:决策者、解决方案提供商、系统工程师、软件架构师、业务架构师。

关注点:架构描述的快速概述和分析摘要。在架构的初始阶段发展,它是一个规划指南。架构完成后,它提供了调查结果的摘要,以及任何已进行的分析。

定义:以一致的形式提供高管级别的摘要信息,以便快速参考和架构之间的比较。摘要和概述包括假设、约束和限制可能影响涉及架构的高层决策过程

5 、 3 战略视点( St )

利益相关者:能力组合经理。

关注点:能力管理过程。

定义:描述能力分类、组成、依赖关系和演变

下图显示与企业转换工作相关的挑战、机会和关注点:

Strategic Motivation

识别并定义适用于架构的驱动因素、挑战和机遇。定义了期望的结果、由驱动因素驱动的目标和目的,以及实现目标和目的的机会。

如下 显示与企业转换工作相关的挑战、机 遇 和关注点:

Strategic::Taxonomy

功能需要根据它们需要展示的属性来描述,这些属性使企业能够使用它们来实现企业目标,以及它们在继承层次结构中的关系。

如下是显示了 SAR 模型中功能的分类

5 、 4 运行视点( Op )

利益相关者:业务架构师、高管

关注点:说明企业的逻辑架构。

定义:描述支持(展示)能力所需的需求、运行行为、结构和交换。以独立于实施 / 解决方案的方式定义所有运行元素。

Operational::Processes

它述了在实现支持能力的业务目标的过程中通常进行的活动。它描述了运营活动、其输入 / 输出、运营活动行动及其之间的流动。

下图显示了遇险信号有效和无效处理活动的运行流程:

Operational::Sequences

它供了作为特定操作场景的结果的参与节点(操作执行者角色)之间的操作交换的时间顺序检查。

Op-Is 用于定义作战要素之间基于时间的行为场景。交互可以是服务操作以及 Op-Sr 和 Op-Pr 图上定义的交互。

如下是遇险信号有效和无效处理的运行交互场景:

Operational::States

它是操作操作执行者的状态的图形表示,以及该操作执行者如何响应各种事件和动作。

下图救援状态机的运行状态:

Operational::Use Cases

它描述在实现支持企业的业务目标的过程中通常执行的用例。

使命定义了涉众拥有的功能性目标。这与用例的定义是一致的。由于 UAF 是建立在 SysML 之上的,因此可以创建显示任务、它们的关系以及任务中涉及的涉众的用例图。下图定义了搜索和救援所需的任务。

5 、 5 服务视点( Sv )

利益相关者:企业架构师、解决方案提供商、系统工程师、软件架构师、业务架构师。

关注点:展示能力所需的服务规范。

定义:显示服务规范以及展示能力或支持作战活动所需的这些规范的要求和提供的服务级别。

Services::Structure

它 显示服务的组合,以及如何将服务组合成显示功能或支持操作活动所需的高级服务。

下图定义了一个服务架构,其中包含三个处理安全位置处理的服务。该服务架构的目的是将安全场所的处理完全外包,即服务架构处理安全场所的设置和关闭、所需的任何医疗运输以及安全场所在运行中的实际运行。

Services::Connectivity

它指定服务接口,例如,提供和需要的服务方法、信号接收和 / 或流属性,以确保服务的兼容性和可重用性。

SAR 安全场所访问业务架构的实际内部结构如下图所示。 值得注意的是,它向周围显示一个界面,这意味着设置和关闭以及医疗运输是由 SAR 安全场所处理服务调用的。

Services::Traceability

它 描述服务到操作活动的映射,以及服务如何有助于实现功能。

下图显示了哪些服务有助于实现功能,哪些服务支持操作活动

从功能到服务再到操作活动的服务可追溯性

5 、6 人员视点( Ps )

利益相关者:人力资源、解决方案提供商、项目经理。

关注:人为因素。

定义:旨在阐明在创建架构时人的因素( HF )的作用,以促进人因集成( HFI )和系统工程( SE )。

Personnel::Taxonomy

它显示组织资源类型的分类。

下图 显示了搜索和救援组织的人员分类。

Personnel::Roadmap:Availability

它定义了要求和职能,以确保具有适当能力和适当数量的实际人员能够胜任实际岗位。

下图定义了实际人员及其填补实际职位的日期,这也定义了人员可用性。

5 、 7 资源视点( RS )

利益相关者:系统工程师、资源所有者、实施者、解决方案提供商、 IT 架构师。

关注点:定义解决方案架构以实现运行需求。

定义:捕获由资源组成的解决方案架构,例如实现运行需求的组织、软件、工件、能力配置和自然资源。资源的进一步设计通常在 SysML 或 UML 中详细说明。

Resources::Taxonomy

显示资源类型的分类。

Rs-Tx 定义了将用于实现在操作视图中定义的逻辑架构的不同类型的资源。元素包括资源服务、资源工件、系统和服务。

下图显示了主要与阶段 1 有关的 SAR 资源。

Resources::Structure

定义了物理资源,例如,实现一组特定的操作执行者所需的能力配置 / 系统和交互。可用于表示连接通信资源的通信网络和路径,并提供有关其配置的详细信息。

如下图所示 阶段 1 的资源结构。它被划分为两个不同的层,以便在第二层处理处理给定操作的实际服务。这样可以方便地并行处理多个 SAR 操作。应当指出的是,由于特定的自然资源作为 SAR 处理的边界条件而被包括在内。还引用了一些元素,而不是体系结构的正式部分。这样做的原因是它们实际上不能被体系结构修改,而且它们是 SAR 资源体系结构之外的重要东西。以这种方式定义的要素是公共卫生服务、互联网以及蜂窝网络。

Resources::Processes

描述在实施支持能力的业务活动过程中通常执行的功能。它描述了功能、它们的输入 / 输出、功能操作和它们之间的流程。

Rs-Pr 定义了不同类型的资源所执行的功能。下 图显示了一个资源流程流的小示例,详细说明了为了让无人机起飞而采取的行动。

5 、 8 安全视点( Sc )

利益相关者:安全架构师、安全工程师、系统工程师、运营架构师。

关注点:解决资源和操作执行者之间交换中存在的安全约束和信息保证属性

定义:说明解决特定安全问题所需的安全资产、安全约束、安全控制、系列和措施。

Security::Motivation

确定安全控制措施以减轻安全风险。

下图是一个安全动机视图,显示了安全控制( SC ) 8 的适用增强功能。

Security::Connectivity

列出安全资产之间的安全交换;适用的安全控制措施;以及交易所生产者和消费者所在的安全飞地。可以选择性地包括测量。

模块定义图与网络上下文块元素相关联,并用于生成网络图 ( 参见参数视图 ) 。如下图所示 网络分析资源网络图 ,便于参考。

5 、 9 项目视点( Pj )

利益相关者:项目经理、项目组合经理、企业架构师。

关注点:项目组合、项目和项目里程碑。

定义:描述项目和项目里程碑,这些项目如何交付能力,组织为项目和项目之间的依赖关系做出贡献。

Projects::Structure

为要实施的实际项目路线图提供模板。

Pj-Sr 区块类型图提供了一种定义项目和项目类型的方法。在下图中,服务实现项目包含两个里程碑,即最终交付和测试交付

Projects::Connectivity

显示项目和项目里程碑是如何按顺序关联的 。

Pj-Cn 提供了一种定义实际项目、实际项目里程碑以及它们之间关系的方法。下图给出了两个 SAR 项目及其项目里程碑。

5 、 10 标准视点( Sd )

利益相关者:解决方案提供商、系统工程师、软件工程师、系统架构师、业务架构师。

关注点:适用于架构的技术和非技术标准。

定义:显示适用于架构的技术、运行和业务标准。定义当前和预期的基本标准。

Standards::Roadmap

定义当前和预期的基本标准。预期标准是指在当前技术状态和预期的改进 / 趋势下可以合理预测的标准。
UAF 为 Sd-Tx 提供了框图和报告格式。框图形式提供了一种定义标准及其属性以及将标准预测与它们联系起来的方法。

下图显示了 ASTM 提供的 SAR 标准。 ASTM 国际,最初被称为美国材料试验协会 (ASTM) ,现在是一个国际标准机构,其标准范围从娱乐航空安全,到地下公用事业中的光纤电缆安装,再到国土安全。更多信息可以在 www.ASTM.org 上找到。所示的跨度仅用于说明目的。它们通常表示新兴标准。

下图显示了船用无线电、 Link 16 和遇险监测的各种标准。 这些是 Rs-Sr 图中显示的能力配置的一部分。

5 、 11 实际资源视点( Ar )

利益相关者:解决方案提供商、系统工程师、业务架构师。

关注点:对实际资源配置的分析,例如对不同备选方案的评估、假设、权衡、验证 & 确认。

定义:说明预期或已实现的实际资源配置以及它们之间的实际关系。

Actual Resources::Structure

说明预期的或已实现的实际资源配置,以满足操作需要。

下图显示了实际搜救组织的内部人员结构。

Actual Resources::Connectivity

说明实际的资源配置和它们之间的实际关系。

下图显示了一个标称的体系结构,以演示系统交互的示例。

以上就是 UAF 模型样例相关介绍, 我们也为您准备了一门特别的精品课程: 《UAF架构体系与实践》 !

这门课程将通过实际案例带您了解 UAF 的架构各个视点如何分析设计、如何建模、基于模型的仿真验证,并可以实现基于模型的全周期跟踪。

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。

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