系统工程,第5部分:基于模型的系统工程的一些好处
从系列:系统工程:管理系统的复杂性
布莱恩•道格拉斯
学习如何基于模型的系统工程(MBSE)可以帮助你穿过早期系统开发的混乱,让你从定义到执行更加无缝。
你会听到一些细节描述的过渡阶段,以帮助您了解驱动混乱和困惑。您还将看到如何MBSE可以重用功能和组件容易,如何执行界面和约束验证,以及如何通过代码生成模型本身可以成为实现。
在前面的视频我们谈到系统工程可以帮助我们如何定义我们试图解决的问题通过提供一个正式的方法程序和文档的需求。及以上项目的时间表我们倾向于首先定义问题,需要和要求等,然后过渡到执行的定义,我们完成的详细设计和建造东西。当然,还有更多比这两个阶段,但在大多数情况下我想重点视频。
我们已经覆盖了,花时间在定义阶段的项目和建筑模型在这个阶段可以更高效的执行阶段。不幸的是,项目阶段往往是比这更混乱的图形显示和重叠的阶段,你必须放弃有时,所以这不是简单的只是从一个阶段到另一个地方。所以,我想在这个视频是基于模型的系统工程如何帮助穿过所有的混乱,让你从定义到执行更加无缝。我希望你留下来。我是布莱恩,欢迎来到MATLAB技术说话。
我们先来描述这段过渡时期我们可以理解的混乱。你可能会认为系统工程是单独负责将涉众需求分解成完美的描述的系统。,从定义到执行就是把需求和预算,一切都随着墙工程领域专家一些他们必须遵守的规范。
这是几乎可以肯定不是这样。记得用烤面包机的例子从一节,需求分解,这是定义的一部分,需要对一个实现一个假设。和这种级别的特异性不能没有表现领域专家的贸易研究,并确定什么是可行的,并最终帮助选择最好的实现前进。也不能没有涉众精炼他们的需求问题,和没有管理体重的影响成本、风险和时间表。
因此而不是一次性传递一个完整的定义,更多的是一种模糊梯度过渡项目,和所有的人慢慢转型,从主要定义为主要执行。
此外,这个图形是一种给人的印象,整个项目同时过渡。但复杂的工程是混乱的,往往某些组件开始详细设计而其他人还没有被考虑。这可能是因为一些组件自然简单,所以你可以提交设计前,也可能是故意上升的时间表,因为一个已知的很长的采购的一些地区,或一个组件有很多未知数,整个项目的可行性是处于危险之中,如果你不专注于找到一个组件的解决方案,所以你早点开始发展。
不管原因,这个简单的梯度是许多不同的梯度表示转换的每个主要的组件或系统的部分。
为了让这个更加复杂,这并不总是一个单向街,你先定义一个组件的特性做了详细的设计和建设。有时,你开始与一个或多个现有的组件,你必须找出如何把他们放进定义。例如,你可能会重用软件或硬件从先前的项目。这是常见的汽车工业,相同的引擎,或传输,或其他部分,用于跨多个车辆模型。在这种情况下,组件是充分发展,你必须定义系统的其余部分,它的工作原理。
现在真正的快,如果您正在构建一个系统完全通过重用现有的部分和你没有一种你想要的最终的系统,这是一个干杯的工程方法。这就好比从一组积木,然后一起看看你可以做什么。你没有一个大的最终产品,你看看出现什么可用的部分。自顶向下的方法,另一方面,将从一个想法你想创造的东西,然后计算哪些部分你需要为了完成。
然而,往往我们做某种满足中间的方法,其中一些组件可能完全充实和设计,你已经将他们连同其他组件还没有建成,满足整个项目的需要。所以在定义阶段,你必须确保你想出的设计已经与这些现有组件兼容的接口,和商品的流入组件存在于你的系统,和组件的要求纳入需求层次结构。
好了回到这个过渡。希望你可以看到这是如何比一次性切换更加复杂的定义。这是一个过程,随着时间的推移发生与异步组件时间表,和涉及到不同的群体,和有分量的不同程度的成熟。这是一个过渡,人们仍将系统分解为功能,和组件,和写作要求,同时试图执行研究,使设计的选择。并通过所有这些系统工程的目的是确保所有的人来说,组件和系统设计保持兼容,相互一致,他们仍继续满足项目的需要作为一个整体在整个过渡。
这是基于模型的系统工程可以发光。模型是有价值的,因为我们可以执行它们,学习系统的速度比我们可以使用静态文档必须手动更新和解释。在项目的早期混乱阶段,快速和准确的信息对于决策可以带来巨大的不同。
我们可以了解模型的好处通过扩大在本系列前面简单的烤面包机的例子。系统工程团队,与管理和利益相关者合作高级程序需要分解到一个可执行的功能体系结构。但是为了分解,加热功能进一步写低水平要求,涉及的领域专家需要并开始交易可能的实现。有了这样的模型,他们可以从函数定义本身。通过这种方式,给出了领域专家的东西从这将确保类似的接口函数符合我们需要的系统级。然后从他们的物理模型不同的实现,他们相信可以满足供暖需求。因此,通过这种方式,该模型提供了接口的定义,需求,和所有的东西进入一个定义在一个方便的方式,但它也提供了结构在该领域专家可以完成他们的设计。
但这只是一个组件。与此同时,其他组件正在经历类似的交易。和他们每个人在不同的成熟度水平,因为他们从主要定义主要执行自己的速度。当然如果我们重用组件,这些组件已经创建的模型,我们就把这些模型。
通过整个过程,我们监控接口侵犯或约束违反或任何其他不匹配的设计。如果有任何违规行为,我们能赶上,在我们进一步设计和更改组件或实现来解决这个问题。
除了这种检查违反创建组件模型,我们也可以模拟系统层次模型来验证性能措施得到满足。因此,基于模型的系统工程和基于模型的设计可以共同提供一个测试框架,可用于单个组件和完整的系统验证。
还有一件事我想迅速提是我们建立的模型定义系统的一部分——特别是对于软件系统,可以成为实际的实现。不仅仅如此,模型可以定义或实施一个起点,它们可以实现。例如,一个状态机定义了一个系统的不同状态和系统如何这些状态之间的转换。这个内置的定义是表示。有人可以写这个状态机的代码的定义。但我们也可以生成生产状态逻辑直接从模型的代码。所以,人类可读图定义了状态及其转换,是代码的源代码本身。
现在,这个梦想在基于模型的工程中,单一生态系统建模可以捕获涉众需求,需求定义,和组件的定义,和实现,然后提供了一种方法来验证系统虽然模拟和测试,然后甚至使用模型在操作一个数字双预测控制或预测维护。既然一切都联系在一起整个项目在这个生态系统建模中,一切都有可追溯性。但即使你不得到完整的端到端基于模型的方法,希望你可以看到,采用地区仍有价值这一过程。
好吧,在我结束这段视频我想回顾我认为结论是什么。复杂的工程问题创建混乱的时间表。的过程和系统工程是保持这个混乱的项目需要记住所有正在发生的事情。对于复杂系统,很难理解每一个决定都将影响最终的系统。这就是为什么我们将系统分解成更简单的,和可以理解的组件,以及为什么我们提炼抽象创意转化为具体需求,以及为什么我们确保所有这些组件的管理接口,由不同的组织,可能是设计和建造都组合在一起。这是系统工程,基于模型的系统工程需要所有的东西,把它们放在模型,我们可以使用它来更清楚地表达想法,允许早期验证和确认在定义阶段,并为交易不同的实现提供了一个框架。所有的这些可以帮助我们理解一个混乱的过渡阶段。
好吧,这就是我要离开这个视频。如果你不想错过任何未来科技视频说话,别忘了订阅这个通道。同样,如果你想看看我的频道,我掩护其他控制理论主题。谢谢收看,下次再见。
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