基于模型的系統(tǒng)工程實用方法

第1章緒論1
1.1本書目標和受眾群體1
1.2本書內(nèi)容2
1.3關(guān)于本書的閱讀方式建議4
參考文獻5
第2章系統(tǒng)工程6
2.1系統(tǒng)的定義與特性6
2.2系統(tǒng)的生命周期8
2.3系統(tǒng)工程9
2.3.1對系統(tǒng)工程的需求10
2.3.2系統(tǒng)工程的主要任務(wù)10
2.4系統(tǒng)開發(fā)的各種方法12
2.4.1順序法13
2.4.2增量法13
2.4.3進化法14
2.5總結(jié)15
2.6問題與練習(xí)15
參考文獻16
第3章基于模型的系統(tǒng)工程17
3.1為什么我們需要基于模型的系統(tǒng)工程17
3.2什么是MBSE中的建模?18
3.2.1為什么使用模型18
3.2.2模型和視圖20
3.3MBSE的建模語言、方法和工具20
3.3.1建模語言20
3.3.2MBSE方法23
3.3.3MBSE工具25
3.4總結(jié)26
3.5問題與練習(xí)26
參考文獻27
第4章ISE & PPOOA方法29
4.1集成系統(tǒng)工程和軟件架構(gòu)29
4.2ISE & PPOOA的挑戰(zhàn)30
4.2.1實現(xiàn)非功能性需求30
4.2.2處理功能和物理接口30
4.3ISE & PPOOA系統(tǒng)工程概念模型31
4.4ISE & PPOOA的維度和主要步驟33
4.4.1系統(tǒng)工程子過程34
4.4.2軟件架構(gòu)子流程38
4.5能效問題流程的擴展43
4.6總結(jié)45
4.7問題與練習(xí)45
參考文獻46
第5章功能架構(gòu)47
5.1功能架構(gòu)的重要性47
5.1.1系統(tǒng)工程中的功能架構(gòu)47
5.1.2軟件密集型系統(tǒng)的功能架構(gòu)48
5.2功能是一種變換48
5.2.1功能架構(gòu)模型的主要概念48
5.2.2功能架構(gòu)模型49
5.3功能層級的建模54
5.3.1功能層級自上而下的方法55
5.3.2功能層級自下向上的方法55
5.4功能建模55
5.5對功能和功能接口的描述56
5.6功能需求57
5.7總結(jié)57
5.8問題與練習(xí)58
參考文獻59
第6章系統(tǒng)工程中應(yīng)用的啟發(fā)式方法61
6.1啟發(fā)式框架61
6.2啟發(fā)式系統(tǒng)架構(gòu)64
6.2.1第4章步驟3的啟發(fā)式：ISE流程的功能架構(gòu)64
6.2.2第4章步驟4的啟發(fā)式：ISE過程的物理架構(gòu)64
6.3基于啟發(fā)式的可靠性和可維護性66
6.3.1第4章步驟4 可靠性和可維護性啟發(fā)式：ISE過程的物理架構(gòu)66
6.3.2軟件架構(gòu)可維護性的啟發(fā)式方法：PPOOA過程66
6.3.3限制職責(zé)可見性的啟發(fā)式方法67
6.3.4防止非預(yù)期影響的啟發(fā)式方法67
6.4效率的啟發(fā)式方法68
6.4.1管理需求的啟發(fā)式方法69
6.4.2仲裁需求的啟發(fā)式方法70
6.4.3管理多個資源的啟發(fā)式方法70
6.5安全性啟發(fā)式方法71
6.5.1避免危害的啟發(fā)式方法72
6.5.2降低危害的啟發(fā)式方法72
6.5.3控制危害的啟發(fā)式方法72
6.5.4減輕影響的啟發(fā)式方法73
6.6恢復(fù)啟發(fā)式方法73
6.6.1威脅中幸存的啟發(fā)式方法74
6.6.2適應(yīng)威脅的啟發(fā)式方法74
6.6.3平穩(wěn)退化的啟發(fā)式方法75
6.6.4面對威脅時采取整體行動的啟發(fā)式方法75
6.7使用PPOOA框架的軟件架構(gòu)啟發(fā)式方法75
6.8總結(jié)77
6.9問題和練習(xí)77
參考文獻78
第7章物理架構(gòu)80
7.1系統(tǒng)工程中的物理架構(gòu)80
7.1.1物理架構(gòu)模型的主要概念80
7.1.2ISE & PPOOA中的功能樹、物理樹和質(zhì)量樹81
7.1.3其他架構(gòu)模型81
7.2分配和模塊化82
7.2.1模塊化架構(gòu)的表示83
7.2.2分配84
7.3改進架構(gòu)的涉及啟發(fā)式方法84
7.3.1控制監(jiān)控模式85
7.3.2三重模塊化冗余模式85
7.4使用PPOOA框架進行軟件架構(gòu)設(shè)計85
7.4.1域模型86
7.4.2軟件組件和PPOOA詞匯表87
7.4.3協(xié)調(diào)機制88
7.4.4軟件行為和活動的因果流程90
7.5總結(jié)91
7.6問題與練習(xí)91
參考文獻92
第8章應(yīng)用示例:無人機電氣子系統(tǒng)94
8.1示例概述、需求和能力94
8.1.1操作場景和用例96
8.1.2系統(tǒng)能力97
8.2功能架構(gòu)和系統(tǒng)需求98
8.2.1功能架構(gòu)98
8.2.2系統(tǒng)需求107
8.3物理架構(gòu)和啟發(fā)式應(yīng)用109
8.3.1啟發(fā)式的應(yīng)用109
8.3.2物理架構(gòu)110
8.4總結(jié)115
參考文獻116
第9章應(yīng)用示例:協(xié)作機器人117
9.1示例概述、需求和能力117
9.1.1確定操作場景118
9.1.2能力和高級功能需求119
9.1.3質(zhì)量屬性和系統(tǒng)NFR121
9.2功能架構(gòu)和系統(tǒng)需求122
9.2.1功能架構(gòu)122
9.2.2系統(tǒng)需求130
9.3物理架構(gòu)和啟發(fā)式應(yīng)用132
9.3.1模塊化架構(gòu)132
9.3.2應(yīng)用啟發(fā)式細化物理架構(gòu)135
9.3.3精細化物理架構(gòu)的表現(xiàn)形式136
9.4軟件架構(gòu)140
9.4.1軟件組件142
9.4.2簡便的活動流143
9.4.3安全啟發(fā)式方法143
9.5總結(jié)146
參考文獻147
第10章應(yīng)用示例:燃煤發(fā)電廠蒸汽產(chǎn)生過程的能效分析148
10.1引言148
10.2蒸汽產(chǎn)生過程的功能架構(gòu)150
10.3蒸汽發(fā)生子系統(tǒng)的物理架構(gòu)152
10.4物質(zhì)和能量平衡的方程和相關(guān)性153
10.5成果156
10.6總結(jié)157
10.7問題和練習(xí)157
參考文獻158
第11章權(quán)衡分析159
11.1權(quán)衡與架構(gòu)的決策過程159
11.2權(quán)衡評估的標準和效用功能160
11.3用于ISE & PPOOA過程的權(quán)衡方法162
11.4總結(jié)163
參考文獻164
第12章其他感興趣的主題與后續(xù)步驟165
12.1敏捷開發(fā)165
12.1.1敏捷方法的原則及對其的誤解165
12.1.2敏捷方法的可擴展性166
12.1.3ISE & PPOOA流程和敏捷性168
12.2架構(gòu)評估和模型檢查169
12.2.1架構(gòu)評估169
12.2.2架構(gòu)評估的不同實踐示例170
12.2.3模型評估172
12.3推薦給讀者的后續(xù)步驟173
12.4總結(jié)173
參考文獻175
附錄ASysML符號177
附錄B需求框架185
作者介紹196