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MBSE建模工具之Capella

1、Capella概述

Capella是一款用于系统架构设计,可扩展并且已经在多个领域验证过的MBSE建模工具/软件,能够为系统、软件和硬件架构设计提供方法论指导、直观的模型编辑和可视化能力。

Capella是法国泰雷兹(Thales)公司开发的,目前已开源。Capella底层的建模语言也是泰雷兹公司为了更符合工程师使用和理解习惯而自定义的一套领域建模语言(Domain Specific Modeling Language,DSML),目的就是把工程师从建模语言(如UML、SysML等)的学习中解放出来,只需要关注系统架构设计本身。基于同样的原因,泰雷兹也提出了与Capella工具配套的MBSE方法论Arcadia,并且在Capella中提供该方法论的引导,以便指导用户如何进行系统架构设计,并快速执行各个设计阶段的活动。由此可以看出,Capella建模工具、Arcadia方法论以及底层的DSML语言,是一套完整的MBSE实施方案。

2、Capella的主要功能特性

Capella主要包含如下功能特性:

  • 1) 方法论引导
  • 活动浏览器提供了Arcadia方法论的向导界面,能够快速引导用户执行Capella的所有关键活动。它是模型的主要入口,既适合初学者,又适合高级用户。
MBSE建模工具之Capella - 第1张
图1 Capella方法论引导
  • 2) 语义配色
  • 因为元素的图形化表示在工程交流中起着关键作用,因此Capella提供了统一的元素配色方案。这有利于提高所有利益相关者(架构师,V&V从业人员,专业工程师,管理人员等)对模型的可读性。
  • 3) 语义浏览器
  • 语义浏览器比模型的标准层次结构视图更有用,它可通过查询立即提供模型元素的上下文。这是浏览模型和图,以及快速分析模型元素之间关系的首选方法。
  • 4) 链接关系计算
  • Capella的一个关键功能是它的可扩展性和处理复杂模型的能力。Capella能够自动计算图形的简化方式。下级功能之间的信息交换会自动显示在上级功能上。 这使得架构师无需管理中间信息交换,也无需手动维护多个抽象级别之间的一致性。 Capella还提供了基于标签的机制,允许对语义上非常紧密的交换进行图形化分组。
MBSE建模工具之Capella - 第2张
图2 Capella链接关系计算
  • 5) 高级图形管理
  • a) 自动同步上下文图形内容:根据预选元素和预定义的语义规则自动更新内容;
  • b) 图形元素的同步/不同步:对系统显示或不显示的元素进行精细控制(功能端口,组件之间的交换,类的属性等);
  • c) 过滤器:通过选择显示选项并自动隐藏/显示元素来帮助提高图的可读性;
  • d) 定制图形显示方式:根据不同的关注点(例如专业视点)定制图中元素的呈现方式。
MBSE建模工具之Capella - 第3张
图3 Capella高级图形管理功能
  • 6) 模型验证
  • Capella在以下几类中组织模型验证规则:完整性,设计,可追溯性等。架构师可以定义侧重于不同方面的验证配置文件。快速修复功能可以提供快速且自动化的解决方案。
MBSE建模工具之Capella - 第4张
图4 Capella模型验证功能
  • 7) 预览式语义删除
  • Capella提供了对删除的即时影响分析。
  • 8) 可重用的元素和库
  • 元素可重用是允许轻松重用模型部件的机制。可复制元素集合(Replicable Elements Collection,REC)是一个元素/一组元素的定义,可以在多个上下文/配置/模型中重用。 副本(Replica)是REC的实例。REC可以打包在库中,以便在多个项目之间共享。
  • 9) 系统与子系统的转换
  • 系统和子系统之间的自动迭代转换对于管理多个层次的工程设计有很大的作用。 子系统的合约和模型是从系统中计算出来的。理想情况下,在转换发生之前,子系统的涉众要在系统级别参与协同工程活动。
  • 10) 多视点
  • Capella提供了基本的视点支持,包括质量、成本和延迟。同时Capella提供视点扩展的API,用户可以根据需要扩展自己的视点。
  • 11) HTML输出
  • 在基于模型的系统工程中,与所有利益相关者共享模型是至关重要的。以HTML方式发布和共享模型,有助于使模型成为所有工程活动的参考。

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本文原创,作者:Modeler。
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