[发明专利]基于鱼骨模型的系统工程设计与验证方法及系统

说明书

本发明公开一种基于鱼骨模型的系统工程设计与验证方法及系统，方法包括系统级静态信息、系统任务级静态信息以及系统任务级动态数据流；基于鱼骨图，将系统级静态信息和系统任务级静态信息表示为系统静态组成结构图以及与系统静态组成结构图中每一系统任务对应的系统任务组成结构图；基于鱼骨图，将系统任务级动态数据流表示为系统功能点动态数据流程图；基于系统任务组成结构图和系统功能点动态数据流程图，建立系统各软件功能模块的静态集合和动态集合；对静态集合中的软件功能模块和动态集合中的软件功能模块进行一致性调整。本发明更容易上手、理解和使用，且保证了系统功能与实现系统任务各软件之间的完整性、一致性，有效提高系统可靠性。

技术领域

本发明涉及系统工程技术领域，具体涉及一种基于鱼骨模型的系统工程设计与验证方法及系统。

背景技术

随着人们所研制的工程系统越来越复杂，传统系统工程(Traditional SystemsEngineering，TSE)越来越难以应对。传统系统工程中，系统工程活动的产出是一系列基于自然语言的文档，比如用户的需求、设计方案。这个文档又是文本格式的，所以也可以说传统的系统工程是基于文本的系统工程。在这种模式下，要把散落在各个论证报告、设计报告、分析报告、试验报告中的工程系统的信息集成关联在一起，费时费力且容易出错。而且随着信息技术的发展，现代系统的复杂程度和规模不断增加，传统的以文档为中心的系统工程由于无法保证数据一致性、更改困难、难以描述活动等诸多缺陷，已越来越无法满足工程的需要。

与此同时，以模型化为代表的信息技术也在快速发展，因此在需求牵引和技术推动下，基于模型的系统工程(Model-Based Systems Engineering，MBSE)应运而生，其将模型置于整个工程过程的中心，从需求阶段开始即通过模型的不断演化、迭代递增而实现产品的系统设计。相对于传统以文档为中心的系统工程，MBSE具有诸多优势，主要包括加强投资者与团队成员之间沟通，提高知识获取的能力，具有更好的信息追溯性，增强工件重用以及降低开发风险等。国际系统工程学会指出，模型驱动的系统设计方法“被寄予希望能够取代多年来被系统工程师所运用的文档中心方法，并最终被完整的集成进系统工程过程”。

基于模型的系统工程方法通过对问题某一方面的描述，将复杂问题简单化，实现降维；基于模型的系统工程方法通过多视角模型“联系”，对复杂问题给出清晰、全面的描述；基于模型的系统工程方法忽略了不重要细节从而揭示问题本质；基于模型的系统工程方法将问题以更容易观察和理解的形式表述出来，增强了知识获取、分析强度与完备性；基于模型的系统工程方法通过多视角模型的建立，实现了对知识的捕获以及联系信息的维护。从而解决了基于文档的需求工程方法对知识管理能力不足及辅助决策作用不足的问题。

目前，主流应用的MBSE方法共有6种，分别为Harmony、RUP、OOSEM、MagicGrid、OPM、Arcadia和Vitech。这些方法分别采用了UML、SysML、OPL、Arcadia和SDL系统建模语言进行建模。但是，实践证明，针对复杂系统设计，由于UML、SysML、OPL、Arcadia和SDL的语法过于复杂，对专业设计师掌握方法论和工具的熟练程度要求较高，设计师需耗费较长时间学习和理解。而且，实现系统工程方法的建模工具定制能力有限、图形繁多以及建模过程较为灵活，往往会导致工程师在架构设计时产生混淆与混乱。