Capacités de modélisation avec l’ingénierie des systèmes basés sur des modèles (MBSE)

Ingénierie des systèmes basée sur les modèles (MBSE) automotive une méthodologie ne traite pas directement capacités, qui décrit les capacités d’un système à réaliser ou exécuter une tâche ou une mission. Dans le cadre d’une description de problème, les capacités ont un lien étroit avec les exigences du système et peuvent être modélisées à l’aide d’approches similaires. Dans l’article du weblog SEI Exigences en ingénierie des systèmes basés sur des modèles (MBSE), j’ai discuté du domaine des exigences. Dans cet article, j’study le rôle des capacités dans l’ingénierie système – leur objectif, la manière dont elles sont modélisées et analysées à l’aide de MBSE et de SysML, et la manière dont elles peuvent être associées aux exigences de l’entreprise.

Aptitude est un terme surchargé. Il y a capacités commerciales et capacités methods du domaine de l’structure d’entreprise, capacités de la answer du domaine du processus de développement de systèmes, comme cadre agile à l’échelle (SAFe)et juste capacités depuis le profil unifié pour DoDAF/MODAF (UPDM) ou Cadre architectural unifié (UAF). Ces définitions se répartissent essentiellement en deux sorts : (1) un idea de haut niveau décrivant la capacité d’un système à réaliser ou à exécuter une tâche ou une mission et (2) un idea method décrivant une answer à un problème métier spécifique. Dans cet article de weblog, je me concentre sur le premier sort de capacité, un idea de haut niveau que j’appellerai simplement aptitude.

Les cooks de produit ou de projet tiennent souvent compte des capacités d’un système futur ou existant lors de l’examen de la imaginative and prescient et de la feuille de route du système. Les capacités fournissent une picture complète en l’absence de détails de mise en œuvre. Comme les exigences, les capacités sont des éléments de la description du problème. Les capacités et les exigences sont étroitement liées, et elles s’informent et s’affine mutuellement. Les specialists métier définissent souvent les étapes du processus métier en répondant d’abord à la query, Que doit être succesful de faire le système ? De là, les capacités émergent.

Par exemple, M. Maier dans son article de 1998, «Principes d’structure pour le système de systèmes» décrit systèmes de transports intelligents (ITS) comme exemple de système de systèmes. Selon Maier, la imaginative and prescient commerciale de ces systèmes est de

• fournir « des informations en temps réel sur les circumstances graphiques et les choices de transport aux voyageurs, où qu’ils se trouvent »
• « permettre à un voyageur de scanner les circumstances de circulation et de choisir le mode de transport avec le moins de temps de trajet prévu »
• « permettre l’software d’un massive éventail de stratégies de contrôle du trafic dans les zones métropolitaines en utilisant des stratégies optimisées à partir des informations disponibles »
• utiliser des informations qui « pourraient inclure une estimation en temps réel et prédictive des temps de liaison sur l’ensemble du réseau de trafic »
• utiliser des informations qui pourraient inclure des « statistiques en temps réel sur les factors de départ et de vacation spot des conducteurs et l’itinéraire prévu »

De cette imaginative and prescient d’affaires, plusieurs capacités pourraient être extraites, y compris

• gestion des voyageurs
• gestion des circumstances de voyage
• gestion des contrôles de circulation
• gestion de l’data
• gestion des itinéraires
• gestion et optimisation des stratégies de contrôle du trafic
• La gestion de la communication

MBSE offre explicitement un moyen de modéliser les exigences, mais ne fournit pas de fonctionnalités en tant que sort d’élément. Il y a un exigence commerciale élément (voir mon message Exigences en ingénierie des systèmes basés sur des modèles) qui peut être utilisé pour modéliser les capacités du système, comme le montre la determine 1 ci-dessous.

Comme pour de nombreux éléments de haut niveau dans l’ingénierie des systèmes, les capacités nécessitent une décomposition. Articles dans Analyste moderne, capsteraet le Structure des applied sciences d’entreprise Corpus de connaissances indiquent qu’il peut y avoir jusqu’à cinq niveaux de capacités, le nombre de niveaux dépendant de la taille et de la complexité du système. Les systèmes complexes de systèmes peuvent nécessiter les cinq niveaux plus un sous-niveau, succesful de. L’exemple de la determine 2 n’utilise que trois niveaux de décomposition des capacités et appelle ces niveaux catégories. Les capacités peuvent être organisées en fonction d’autres principes, tels que les domaines fonctionnels ou la construction de l’entreprise. L’utilisation de la construction des packages, des stéréotypes personnalisés et du codage couleur peut aider les ingénieurs système et les architectes commerciaux ou d’entreprise à mieux organiser la décomposition des capacités.

Si la construction de package deal est utilisée pour organiser les capacités d’un système, la dériver La relation montre la décomposition des capacités de différents packages représentant les niveaux, comme illustré à la determine 3. Pour le marquage visuel des capacités de différentes catégories, les stéréotypes personnalisés peuvent être utiles.

Comme le montre la determine 4, une combinaison de stéréotype personnalisé, de codage couleur et de relation enfant-parent peut également organiser les fonctionnalités sans les séparer en différents packages.

L’un des rôles des capacités est de couvrir ce que fait une entreprise ou un système sans nécessiter de décomposition dans les détails. Les détails qui incluent une vue utilisateur de la fonctionnalité ou des contraintes proviennent des exigences. Un bon modèle doit offrir un lien entre les capacités et les exigences. Au lieu de dériver la relation entre les capacités représentées en tant qu’exigences commerciales et d’autres exigences (comme je l’ai montré dans le billet de weblog SEI Exigences en ingénierie des systèmes basés sur des modèles (MBSE)), plus lâche hint relation peut être utilisée, comme le montre la determine 5.

Relier les capacités aux exigences crée un lien important entre deux sorts différents de description conceptuelle du problème qui aide à gérer la complexité du système. En restant à un haut niveau d’abstraction, les capacités permettent à un architecte de planifier les phases de l’évolution du système sans avoir à garder à l’esprit de nombreux détails. Ces détails ne seront pas perdus s’ils sont capturés en tant qu’exigences et reliés à une capacité correspondante.

Il existe une différence essentielle entre les capacités et les exigences : les exigences proviennent de différentes sources, sont parrainées par différentes events prenantes et sont généralement capturées à différents niveaux d’abstraction. En revanche, les capacités doivent toujours représenter une imaginative and prescient cohérente et consolidée du système ou de l’entreprise.

Après avoir été capturées et décomposées, les capacités doivent être analysées. Un sort d’analyse consiste à identifier les dépendances entre les capacités. Même si deux capacités peuvent appartenir à deux zones différentes du système, l’une peut dépendre de l’autre, comme le montre la determine 6 ci-dessous. La nature des dépendances peut également différer. Une capacité peut dépendre fonctionnellement d’une autre capacité en raison d’un processus métier, d’un ordre d’opérations ou de la transmission de données.

D’autre half, une capacité peut être une extension d’une autre capacité utilisant une fonctionnalité déjà existante du système. Ces capacités doivent être développées dans un ordre approprié, comme le montre la Determine 7 ci-dessous. Le dépendance La relation seize ces informations fondamentales dans le modèle et garantit qu’elles seront livrées à la prochaine part du cycle de vie du développement du système.

Les capacités en elles-mêmes ne sont pas suffisantes pour comprendre remark un système ou une entreprise fonctionnera. Ils doivent être complétés par une explication de la façon dont un système se comportera lorsqu’il présentera ces capacités. Même lorsque nous restons à un haut niveau d’abstraction, nous devons analyser le comportement du système ou de l’entreprise à ce niveau. UN Langage de modélisation de systèmes (SysML) Le diagramme d’activité est un moyen de capturer le comportement sous la forme d’un processus. Une relation à utiliser pour associer capacité et activité est affinercomme le montre la determine 8 ci-dessous.

Dans le cadre de l’analyse des capacités, un architecte begin souvent à penser à une partie d’un système ou à des modules qui exécuteront les capacités analysées ainsi qu’aux utilisateurs et aux rôles que les humains joueront lors de l’interplay avec le système ou dans le cadre du entreprise. Ici le activité et bloc Les éléments SysML pourraient aider, comme le montre la determine 9 ci-dessous.

Lorsqu’un architecte d’entreprise termine la décomposition et l’analyse des capacités, l’étape logique suivante consiste à créer une feuille de route pour le développement des capacités et une model comprenant un échelonnement des capacités. Pour cela, SysML ne fournit aucun outil spécialisé. Toutes les relations capturées par le modèle ainsi que l’analyse normal aideront un architecte à trouver un chemin critique pour fournir une capacité et définir la feuille de route, comme le montre l’exemple de la determine 10 ci-dessous.

Observations et conclusions

SysML présente quelques lacunes dans sa prise en cost de l’structure d’entreprise et de portefeuille qui peuvent être surmontées à l’aide de cadres architecturaux :

• SysML ne prend pas en cost les fonctionnalités par défaut.
• Un architecte devra créer des stéréotypes supplémentaires et un mécanisme d’software pour s’adapter aux capacités.
• SysML ne prend pas en cost la création d’une feuille de route pour les fonctionnalités, y compris la planification dans le temps.

En théorie, il serait attainable pour un architecte d’entreprise expérimenté de créer un méta-modèle personnalisé pour implémenter dans une certaine mesure l’un des cadres architecturaux normal, tels que Le cadre d’structure de groupe ouvert (TOGAF) ou Cadre d’structure DoD (DoDAF)/Cadre d’structure unifiée (UAF) en utilisant uniquement SysML. Cependant, cela prendrait du temps et donnerait un résultat à peine utilisable. Un tel méta-modèle serait complexe, difficile à mettre en œuvre et à suivre, et difficile à appliquer sans des règles de vérification de modèle compliquées qui seraient difficiles à créer. Une meilleure possibility serait de regarder les extensions existantes de SysML qui implémentent un cadre architectural de choix. Tous les principaux fournisseurs d’environnements de modélisation MBSE/SysML prennent en cost les cadres architecturaux les plus populaires.

Les capacités de modélisation qui utilisent MBSE traitent plusieurs facets critiques de la building d’un système de systèmes. La modélisation des capacités aide les ingénieurs système à gérer la complexité et le quantity des exigences en faisant abstraction des caractéristiques spécifiques du système. Ce niveau d’abstraction facilite également la communication entre les events prenantes et aide à créer la feuille de route du projet. En aidant à produire des capacités bien analysées et includes, la modélisation prend en cost la création d’une meilleure structure système et d’entreprise. Les pratiques MBSE prennent en cost la traçabilité des capacités aux exigences ainsi que la traçabilité des capacités à l’structure opérationnelle et logique de manière transitoire à l’structure de la answer. Une traçabilité accrue améliore la qualité du système et garantit que le système sera construit conformément aux exigences.