一种基于元模型语义的SysML模型解析及使用方法与流程

一种基于元模型语义的sysml模型解析及使用方法
技术领域
1.本发明涉及航天技术领域，尤其涉及一种基于元模型语义的sysml模型解析及使用方法。


背景技术：

2.在基于mbse的航天器研制过程中，一般从需求分析、功能分析到架构设计，最终得到完整的航天器sysml模型，但是，对sysml模型的使用是基于现有软件的单点功能，如：
3.1)基于reqif格式将需求模型导入导出；
4.2)基于sysphs标准将sysml模型转化为modelica模型；
5.3)基于fmi标准调用仿真模型，进行架构模型和仿真模型的联动等。
6.目前，只能基于现有软件工具的能力在单点上实现对sysml模型的使用，其灵活性较差，真正工程使用过程中也很难解决实际问题，具体缺陷如下：1、基于现有软件工具能力使用sysml模型，其局限性较大，往往需要人工参与进行处理，费事费力；2、缺少特有技术手段存储sysml模型元素，并将模型元素作为单一数据源传递给下游使用，所以现在亟需一种带有详细设计、仿真验证的基于元模型语义的sysml模型解析及使用方法。


技术实现要素：

7.根据以上技术问题，本发明提供一种基于元模型语义的sysml模型解析及使用方法，其特征在于包括步骤一为定义元模型库、步骤二为使用元模型创建模型对象、步骤三为提取需求、功能、逻辑数据和步骤四为生成需求、功能、逻辑数据结构。
8.所述步骤一为定义元模型库：基于sysml基础元模型，拓展出航天领域特有元模型，包括：包元模型、需求元模型、功能元模型和逻辑元模型，并在元模型中添加对应属性，如需求的验证状态、单机设备代号、单机所属单位等；
9.包元模型包括需求包、功能包、逻辑包；需求元模型包括功能需求、性能需求、指标约束及测试需求；功能元模型包括系统功能、分系统功能和单机功能；逻辑元模型包括系统、分系统和单机。
10.所述步骤二为使用元模型创建模型对象，所述步骤二包括使用元模型创建标准模型组织结构和使用元模型库中的元素创建需求对象、功能对象和逻辑对象，所述使用元模型创建标准模型组织结构，具体为使用包元模型给模型包作标记，作为需求、功能、逻辑模型解析的入口，所述使用元模型库中的元素创建需求对象、功能对象和逻辑对象，具体为将性能需求和约束块绑定，再约束块中创建参数和约束表达式，实现性能需求语义的模型化。并在解析时将性能需求下对应的约束和参数提取出来。
11.所述步骤三为提取需求、功能、逻辑数据，根据权利要求2构建的模型，通过识别元模型，解析模型中需求、功能、逻辑数据。将解析完的数据按照一定规则生成xml文件。
12.所述步骤四为生成需求、功能、逻辑数据结构，根据权利要求2中生成的xml文件进行解析，在平台中生成需求、功能、逻辑架构结构树，解析后的数据在平台上以树的形式展
示为需求分解结构、功能分解结构和逻辑分解结构。
13.本发明的有益效果：瞄准sysml模型在航天领域实际型号中的使用，首次提出并实现了对sysml模型指定元素的解析，完成了将sysml模型中的需求模型、功能模型以及逻辑模型等必要元素解析并保存至xml格式文件中，目的是用于后续的详细设计和仿真验证，发挥出了sysml模型在产品全生命周期中的作用，提出一种基于元模型语义的sysml模型解析方法，将sysml模型指定元素解析至xml格式文件中，并通过平台展示，通过平台将模型元素与后续的详细设计和仿真验证结合起来，发挥出sysml模型在产品全生命周期中的作用。
附图说明
14.图1为本发明性能需求对应的参数及约束表达式。
15.实施例1，下面将结合本发明实施内容，对本发明技术方案进行清楚完整地描述：
16.解析后的数据在平台上以树的形式展示为需求分解结构、功能分解结构和逻辑分解结构，其用途如下：
17.需求分解结构展示了sysml模型里所有需求及需求间的关联关系，另外还包括性能需求对应的性能指标。解析后的需求分解结构有多个用途：
18.1、存储产品需求数据；
19.2、将性能需求和指标做关联，为仿真提供输入；
20.3、在需求结构树上直观呈现性能需求的验证结果；
21.4、基于此需求数据生成必要的文档，如技术要求文档、测试大纲等；
22.功能分解结构体现了功能自顶向下的分解过程，包括系统功能、分系统功能和单机功能。该功能分解结构可支持系统可靠性分析和故障分析等业务活动。功能和需求的关联关系直观的展示系统设计要求如何被系统功能满足。
23.逻辑分解结构中含有逻辑模块本身的性能参数，同时以明确的层级结构表示了系统逻辑模块、分系统逻辑模块配套、单机逻辑模块配套以及逻辑模块间组成关系。逻辑架构中的逻辑对象、接口、连接器、传递物质为系统设计的结果展示，其中数据将按照一定的规则生成ids的框架结构。逻辑架构和功能架构间的追溯关系清晰的展示了功能由逻辑架构实现的过程。
24.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本发明提到的各个部件为现有领域常见技术，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。


技术特征：
1.一种基于元模型语义的sysml模型解析及使用方法，其特征在于包括步骤一为定义元模型库：基于sysml基础元模型，拓展出航天领域特有元模型，包括：包元模型(需求包、功能包、逻辑包)、需求元模型(功能需求、性能需求、指标约束及测试需求)、功能元模型(系统功能、分系统功能、单机功能)和逻辑元模型(系统、分系统、单机)，并在元模型中添加对应属性，如需求的验证状态、单机设备代号、单机所属单位等。2.根据权利要求1所述的一种基于元模型语义的sysml模型解析及使用方法，其特征在于步骤二为使用元模型创建模型对象，所述步骤二包括使用元模型创建标准模型组织结构和使用元模型库中的元素创建需求对象、功能对象和逻辑对象，所述使用元模型创建标准模型组织结构，具体为使用包元模型给模型包作标记，作为需求、功能、逻辑模型解析的入口，所述使用元模型库中的元素创建需求对象、功能对象和逻辑对象，具体为将性能需求和约束块绑定，再约束块中创建参数和约束表达式，实现性能需求语义的模型化。并在解析时将性能需求下对应的约束和参数提取出来。3.根据权利要求2所述的一种基于元模型语义的sysml模型解析及使用方法，其特征在于步骤三为提取需求、功能、逻辑数据，根据权利要求2构建的模型，通过识别元模型，解析模型中需求、功能、逻辑数据。将解析完的数据按照一定规则生成xml文件。4.根据权利要求3所述的一种基于元模型语义的sysml模型解析及使用方法，其特征在于步骤四为生成需求、功能、逻辑数据结构，根据权利要求2中生成的xml文件进行解析，在平台中生成需求、功能、逻辑架构结构树，解析后的数据在平台上以树的形式展示为需求分解结构、功能分解结构和逻辑分解结构。

技术总结
本发明提供一种基于元模型语义的SysML模型解析及使用方法，其特征在于包括步骤一为定义元模型库、步骤二为使用元模型创建模型对象、步骤三为提取需求、功能、逻辑数据和步骤四为生成需求、功能、逻辑数据结构，目的是用于后续的详细设计和仿真验证，发挥出了SysML模型在产品全生命周期中的作用，提出一种基于元模型语义的SysML模型解析方法，将SysML模型指定元素解析至XML格式文件中，并通过平台展示，通过平台将模型元素与后续的详细设计和仿真验证结合起来，发挥出SysML模型在产品全生命周期中的作用。期中的作用。期中的作用。


技术研发人员：程凌云 王中阳 赵伶丰 魏平 范海涛 赵寒 张亮 陈新吾 阮江东 王双佳
受保护的技术使用者：中国空间技术研究院
技术研发日：2023.02.23
技术公布日：2023/7/31