目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 系統(tǒng)工程概述 1
1.1.1 系統(tǒng)工程的起源與定義 1
1.1.2 系統(tǒng)工程的觀點 3
1.1.3 系統(tǒng)工程的過程模型 6
1.2 基于模型的系統(tǒng)工程 9
1.2.1 MBSE的產生 9
1.2.2 MBSE的作用與優(yōu)勢 11
1.2.3 MBSE外延與內涵的理解 13
1.3 小結 17
第2章 需求圖 18
2.1 引言 18
2.2 需求圖的表示 19
2.2.1 概述 19
2.2.2 需求及需求關系類型 19
2.2.3 需求相關依賴關系的表示 22
2.2.4 需求圖與傳統(tǒng)條目化需求間關系 22
2.3 小結 23
第3章 行為圖 25
3.1 用例圖 25
3.1.1 概述 25
3.1.2 用例圖基本元素 26
3.1.3 用例圖基本元素關系 27
3.1.4 用例的發(fā)現(xiàn)方法與過程 29
3.1.5 小結 29
3.2 活動圖 30
3.2.1 概述 30
3.2.2 活動圖基本建模元素 30
3.2.3 活動圖高級建模元素 37
3.2.4 小結 40
3.3 序列圖 40
3.3.1 概述 40
3.3.2 序列圖基本建模元素 41
3.3.3 序列圖高級建模元素 45
3.3.4 小結 50
3.4 狀態(tài)機圖 50
3.4.1 概述 50
3.4.2 狀態(tài)機圖建模元素 51
3.4.3 小結 59
第4章 結構圖 61
4.1 模塊定義圖 61
4.1.1 概述 61
4.1.2 模塊的結構屬性 62
4.1.3 行為特性 65
4.1.4 模塊間的關系 66
4.1.5 小結 68
4.2 內部模塊圖 68
4.2.1 概述 68
4.2.2 連接器 69
4.2.3 嵌套屬性 71
4.2.4 條目流 73
4.2.5 小結 74
4.3 參數(shù)圖 74
4.3.1 概述 74
4.3.2 約束模塊 74
4.3.3 約束屬性 77
4.3.4 綁定連接器 78
4.3.5 應用場景示例 78
4.3.6 小結 82
4.4 包圖 82
4.4.1 概述 82
4.4.2 包的特征描述 83
4.4.3 包的關系 85
4.4.4 視圖與視點 87
4.4.5 小結 88
第5章 領域元模型 90
5.1 引言 90
5.2 領域元模型構建方法 91
5.2.1 領域本體抽取 92
5.2.2 抽象語法構建 92
5.2.3 具體語法構建 93
5.2.4 語義描述 94
5.3 領域元模型構建的實例分析 94
5.4 基于領域元模型的建模分析 99
5.4.1 任務愿景模型 99
5.4.2 任務概念設計模型 101
5.4.3 任務框架定義模型 101
5.5 小結 103
第6章 MBSE建模方法 104
6.1 引言 104
6.2 OOSEM 104
6.2.1 OOSEM開發(fā)流程與開發(fā)活動 105
6.2.2 OOSEM活動詳述 106
6.3 Harmony-SE方法 114
6.3.1 需求分析 115
6.3.2 功能分析 116
6.3.3 設計綜合 117
6.4 狀態(tài)分析法 118
6.5 RUP-SE方法 120
6.5.1 RUP-SE方法概述 120
6.5.2 RUP-SE方法模型架構 122
6.6 并行建模方法 124
6.6.1 并行建模方法概述 124
6.6.2 并行建模方法建模過程 125
6.7 OPM方法 128
6.7.1 OPM方法概述 128
6.7.2 OPM方法的特性 129
6.8 SYSMOD方法 131
6.8.1 SYSMOD方法需求分析過程概述 131
6.8.2 SYSMOD方法設計過程概述 135
6.9 小結 136
第7章 MBSE 建模工具介紹 137
7.1 引言 137
7.2 Enterprise Architect 137
7.2.1 建模、管理和跟蹤需求 138
7.2.2 復雜性管理 139
7.2.3 系統(tǒng)工程和仿真 139
7.2.4 業(yè)務流程建模 140
7.3 Cameo Systems Modeler 141
7.3.1 需求建模及需求工具集成 141
7.3.2 團隊協(xié)同工作 141
7.3.3 體系建模 142
7.3.4 與其他產品的集成 143
7.3.5 其他輔助功能 143
7.4 M-Design 144
7.4.1 基礎建模功能 145
7.4.2 高級建模功能 147
7.4.3 協(xié)同建模功能 148
7.4.4 生態(tài)協(xié)作與集成功能 149
7.5 小結 152
第8章 模型驅動的多學科功能自動分解 153
8.1 引言 153
8.2 基于本體的產品功能語義建模表示 154
8.2.1 功能語義本體構建 154
8.2.2 基于SysML的功能建模 162
8.3 基于本體語義推理的自動功能分解 169
8.3.1 基于輸入輸出流語義的任務分解 169
8.3.2 基于功能語義的原理解查找 174
8.3.3 基于因果語義的功能原理分解 177
8.4 實例分析 181
8.4.1 總功能建模表示 181
8.4.2 自動分解過程 181
8.5 小結 188
第9章 模型驅動的邏輯架構自動生成和多指標評價 189
9.1 引言 189
9.2 基于統(tǒng)一知識模型的功能-組件映射 190
9.2.1 統(tǒng)一知識模型 191
9.2.2 功能-組件映射 195
9.2.3 組件的合適度 198
9.3 基于動態(tài)規(guī)劃的組件組合 199
9.3.1 組件兼容性建模 200
9.3.2 基于動態(tài)規(guī)劃的組件組合方法 200
9.4 系統(tǒng)邏輯架構生成及多指標評價 203
9.4.1 基于TOPSIS進行組件集的評價 203
9.4.2 基于TOPSIS的組件布局方案的評價 206
9.5 案例分析 207
9.5.1 統(tǒng)一知識模型 207
9.5.2 功能-組件映射 210
9.5.3 組件組合 210
9.5.4 邏輯架構的生成和評價 214
9.6 小結 216
第10章 模型驅動的系統(tǒng)設計與系統(tǒng)仿真集成 218
10.1 引言 218
10.2 系統(tǒng)設計模型 220
10.2.1 統(tǒng)一行為建模語言概述 221
10.2.2 混合行為建模 222
10.2.3 多域統(tǒng)一建模 227
10.3 系統(tǒng)仿真模型 235
10.3.1 仿真分析工具簡介 235
10.3.2 系統(tǒng)仿真元模型 236
10.3.3 仿真補充模型 241
10.4 基于TGG的系統(tǒng)設計與仿真模型集成 244
10.4.1 TGG概述 244
10.4.2 TGG模式與規(guī)則 245
10.4.3 集成框架 248
10.5 實例分析 249
10.5.1 倒立擺系統(tǒng)簡介 249
10.5.2 基于UBML的倒立擺系統(tǒng)建模 250
10.5.3 基于SysML的仿真建模 254
10.5.4 模型轉換 256
10.5.5 Simulink仿真模型及仿真結果 256
10.6 小結 258
第11章 模型驅動的系統(tǒng)設計與詳細設計集成 259
11.1 引言 259
11.2 基于SysML的幾何信息建模方法 259
11.2.1 零件幾何信息建模 260
11.2.2 約束建模 262
11.3 基于TGG的模型轉換 263
11.3.1 元模型定義 263
11.3.2 轉換 265
11.3.3 集成框架 266
11.4 詳細模型生成 267
11.4.1 零件模型生成 268
11.4.2 裝配模型生成 270
11.5 案例分析 273
11.5.1 系統(tǒng)結構建模 274
11.5.2 模型轉換 277
11.5.3 詳細模型生成 278
11.6 小結 281
第12章 模型驅動的系統(tǒng)設計與系統(tǒng)優(yōu)化集成 283
12.1 引言 283
12.2 基于模式的系統(tǒng)設計與優(yōu)化集成平臺介紹 284
12.2.1 模式 284
12.2.2 基于模式的集成方法流程 285
12.3 系統(tǒng)概念設計階段的優(yōu)化問題形式化 287
12.3.1 基于SysML的優(yōu)化問題擴展包 287
12.3.2 復雜系統(tǒng)的語義信息詳述 289
12.3.3 優(yōu)化問題構造 291
12.4 優(yōu)化方法 292
12.4.1 優(yōu)化方法的描述 292
12.4.2 優(yōu)化方法的確定流程 293
12.4.3 優(yōu)化方法檢索過程中相似性評價 294
12.4.4 優(yōu)化問題求解 296
12.5 案例分析 296
12.5.1 系統(tǒng)設計與系統(tǒng)優(yōu)化集成實例 296
12.5.2 實例的系統(tǒng)設計模型 297
12.5.3 基于模式的優(yōu)化問題求解 298
12.6 小結 300
參考文獻 301